虚拟内存与作业池的区别

2025 年 4 月 28 日 | 阅读 5 分钟

虚拟内存和作业池都会将进程临时存储在磁盘上，稍后将其调入内存。当一个进程刚被创建时，它首先进入作业池，然后被发送到就绪队列。只有当可用内存少于任何进程所需的内存时，才会使用虚拟内存。

在本文中，您将了解虚拟内存和作业池之间的区别。但在此之前，您需要了解操作系统中的虚拟内存和作业池。

什么是虚拟内存？

计算机可以寻址的内存量超过了物理安装在系统上的内存量。这额外的内存称为虚拟内存，它是硬盘的一部分，用于模拟计算机的RAM。虚拟内存是计算机操作系统 (OS) 中常用的一种技术。

虚拟内存利用硬件和软件，使计算机能够补偿物理内存短缺，将数据临时从RAM传输到磁盘存储。将内存块映射到磁盘文件使计算机能够将二次存储视为主内存。

虚拟内存对于提高系统性能和多任务处理至关重要。这种方案的主要优点是程序可以比物理内存大。但是，用户不应过度依赖虚拟内存，因为它比RAM慢得多。如果操作系统频繁地在虚拟内存和RAM之间交换数据，计算机的运行速度会变慢。虚拟内存有两个作用。

它允许我们通过使用磁盘来扩展物理内存的使用。
它允许我们进行内存保护，因为每个虚拟地址都被转换为物理地址。用于通用用途的现代微处理器内置了内存管理单元 (MMU)，MMU的任务是将虚拟地址转换为物理地址。

使用虚拟内存的好处

使用虚拟内存有以下优点或好处，例如：

它可以处理的地址数量是主内存的两倍。
它允许同时使用更多的应用程序。
它使应用程序无需管理共享内存，并且用户在RAM空间不足时无需添加内存模块。
当只需要程序的一部分用于执行时，它提高了速度。
由于内存隔离，它提高了安全性。
它允许多个更大的应用程序同时运行。
内存分配相对便宜。
它不需要外部碎片。
CPU使用有效地管理逻辑分区工作负载。
数据可以自动移动。

什么是作业池？

作业池是一种数据结构，在批处理系统中，各种作业在此排队，以便在所有资源可用时执行。它决定下一个将执行哪个作业。作业池包含当前正在执行的作业和已计划但尚未执行的作业。当作业执行时，它完全存在于内存中。

其主要设计是，每当创建一个新作业时，它就会存储在作业池中，并且当它准备好执行时，必须将其存储在物理内存中。但当需要非常大的内存时，只有一部分主内存被执行，而剩余的内存存储在虚拟内存中。

现代系统不再这样工作。足够大的计算机可以运行多个任务，并且拥有内存管理单元，该单元将虚拟内存地址转换为物理地址。操作系统利用它在内存和磁盘之间移动每个页面，这称为交换或分页。这是从早期多任务处理系统演变而来的。最初，进程作为一个整体被交换。但现在，如果内存不足以容纳所有当前运行的进程，操作系统可以交换出当前未使用的进程部分。

为大型非交互式计算设计的系统即使在今天也通常使用作业管理。如果活动进程需要比可用内存更多的内存才能舒适地运行，交换会耗费时间，导致抖动。为避免这种情况，作业调度程序使用作业池，根据可用资源安排启动作业，并可能暂停它们。系统基于虚拟内存运行在操作系统之上，因此一旦作业被暂停，它就会自然地被交换出去，因为其RAM中的页面会被活动作业的页面替换。

使用作业池的好处

在操作系统中使用作业池有以下好处，例如：

作业是一个单一单元，包含预设的命令、数据和程序序列。
处理按接收顺序进行，即先到先服务，或根据优先级。
当作业成功运行时，操作系统会释放其内存。
当一个进程完成时，下一个作业将从作业假脱机队列中运行，无需用户交互。