虚拟内存的基本出发点
理想中的存储器是更大，更快，更便宜的非易失性存储器。硬盘的容量很大，但是速度很快，所以可不可以把硬盘的容量用上，甚至把磁带用上。把不常用的数据放在硬盘上，把常用的数据放在内存中，使得在有限的内存中放的是经常访问的数据。这样就有了一种虚拟的大内存的感觉，所以叫做虚拟内存。
虚拟内存=物理内存+硬盘
虚拟内存的技术
（1）覆盖技术
目标：是在较小的可用内存中运行较大的程序，常用于多道程序系统，与分区存储管理配合使用。
基本原理：把程序按照自身的逻辑结构，划分为若干个功能上相对独立的程序模块，那些不会同时执行的，模块可以共享一块内存区域，按照时间的先后顺序来执行。必要部分的代码和数据常驻内存，可选部分在其他程序模块中实现，平时放在外存，只有在需要用到的时候才装入内存。不存在调用关系的模块不必同时装入内存，从而可以实现相互覆盖，即这些模块共用一个分区。简单的理解就是分时的方法。
问题：对程序员的要求比较高，需要程序员来管理，对程序员不透明。
（2）交换技术
早期UNIX操作系统采用的方式，由操作系统来管理，而不是程序员来管理。操作系统来决定哪些在内存，哪些在硬盘。对程序员来说，交换是透明的。
目标：多道程序在内存中时，可以让正在运行的程序或者是需要运行的程序获得更多的内存资源。
方法：操作系统把一个进程的程序送到外存，从而获得空闲的内存空间，这被称为换出。将外存中的某个进程的地址空间读入到内存中，叫做换入。换入和换出内容的大小是整个程序的地址空间。
需要考虑的问题：1）何时发生交换，不能频繁的换入换出。2）交换区的大小，必须足够大以存放所有用户进程的所有内存映像的拷贝。3）程序换入的时候，可能换入的位置不再是之前换出的位置了，此时怎么进行地址的重定位。（可以使用动态的地址映射）
问题：一次是一个程序的交换的粒度，会导致系统开销比较大。很多时候不需要换出整个程序，而是只需要换出程序的一部分。
页面置换算法
（1）功能
当缺页中断发生后，需要调入新的页面但是当前页面的内存已满时，需要选择内存中的哪个物理页面被置换出去。
（2）目标
尽可能地减少页面的换入换出的次数。
（3）几种页面置换技术
1）最优页面置换算法
基本思路：当一个缺页中断发生时，对于保存在内存中的每一个逻辑页面，计算在它的下一次访问之前还需要等待多长时间，从中选择等待时间最长的那个，作为被置换的页面。
2）先进先出算法（FIFO）
基本思路：选择在内存中驻留的时间最长的页面并且淘汰之。系统维护一个链表，记录了所有位于内存中的逻辑页面。从链表的排列顺序来看，链表首部的驻留时间最长，链表尾部的驻留时间最短。当发生一个缺页中断的时候，把链表的首部页面淘汰出去，并且把新的页面添加到链表的尾部。
问题：性能较差，调出的页面可能是经常要访问的页面。
3）最近最久未使用页面算法（LRU）
基本思路：当一个缺页中断发生时，选择最久未使用的那个页面，并淘汰它。其实是根据历史来推断未来，是对于OPT算法的一种近似。这种合理性是基于程序的时间和空间局部性。
实现：第一种方法是系统维护一个页面链表，最近刚刚使用过的页面是作为首结点，最久未使用的页面是作为尾结点。每次访问内存时，找到相应的页面，把它从链表中摘下来，移动到链表的首部；如果发生缺页中断，则把链表末尾的页面给淘汰掉。
第二种方法是设置一个活动页面栈，当访问到某页时，将此页号压入到栈顶，然后考察栈内是否有与此页面相同的页号，如果有就抽出。当需要淘汰一个页面时，总是选择栈底的页面，因为它是最久未被使用的。
问题：这两张方法的开销都很大，因为每次都要访问链表或者是栈。
4）最不常用算法（LFU）
基本思路：当一个缺页中断发生时，选择访问次数最少的那个页面并淘汰之。
实现方法：对每个页面都设置一个访问的计数器，每当一个页面被访问的时候，该页面的访问计数器就会加1，而在发生缺页中断的时候，会淘汰计数值最小的那个页面。
问题：一个页面在进程中刚开始的时候使用的很多，但是以后就不使用了。这样就不合适使用LFU算法。
