3) Windows 2000使用内存数量的1.5倍作为分页文件的最小容量,这个最小容量的两倍作为最大容量。它减少了系统因为错误配置的分页文件而崩溃的可能性。系统在崩溃之后能够将内存转储写入磁盘,所以系统分区必须有一个至少等于物理内存数量加上1的分页文件。 5. Windows虚拟内存
Windows 2000是32位的操作系统,它使计算机CPU可以用32位地址对32位内存块进行操作。内存中的每一个字节都可以用一个32位的指针来寻址。这样,最大的存储空间就是232字节或4000兆字节 (4GB) 。这样,在Windows下运行的每一个应用程序都认为能独占可能的4GB大小的空间。
而另一方面,实际上没有几台机器的RAM能达到4GB,更不必说让每个进程都独享4GB内存了。Windows在幕后将虚拟内存 (virtual memory,VM) 地址映射到了各进程的物理内存地址上。而所谓物理内存是指计算机的RAM和由Windows分配到用户驱动器根目录上的换页文件。物理内存完全由系统管理。
在Windows 2000环境下,4GB的虚拟地址空间被划分成两个部分:低端2GB提供给进程使用,高端2GB提供给系统使用。这意味着用户的应用程序代码,包括DLL以及进程使用的各种数据等,都装在用户进程地址空间内 (低端2GB) 。用户进程的虚拟地址空间也被分成三部分:
1) 虚拟内存的已调配区 (committed) :具有备用的物理内存,根据该区域设定的访问权限,用户可以进行写、读或在其中执行程序等操作。
2) 虚拟内存的保留区 (reserved) :没有备用的物理内存,但有一定的访问权限。
3) 虚拟内存的自由区 (free) :不限定其用途,有相应的PAGE_NOACCESS权限。
与虚拟内存区相关的访问权限告知系统进程可在内存中进行何种类型的操作。例如,用户不能在只有PAGE_READONLY权限的区域上进行写操作或执行程序;也不能在只有PAGE_EXECUTE权限的区域里进行读、写操作。而具有PAGE_ NOACCESS权限的特殊区域,
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则意味着不允许进程对其地址进行任何操作。
在进程装入之前,整个虚拟内存的地址空间都被设置为只有PAGE_NOACCESS权限的自由区域。当系统装入进程代码和数据后,才将内存地址的空间标记为已调配区或保留区,并将诸如EXECUTE、READWRITE和READONLY的权限与这些区域相关联。 程序清单4-1还显示了如何理解Virtual QueryEX() API填充的MEMORY_BASIC_ INFORMATION结构,如表4-l所示。此数据描述了进程虚拟内存空间中一组虚拟内存页面的当前状态。其中State项表明这些区域是否为自由区、已调配区或保留区;Protect项则包含了Windows系统为这些区域添加了何种访问保护;Type项则表明这些区域是可执行图像、内存映射文件还是简单的私有内存。VirtualQueryEX() API能让用户在指定的进程中,对虚拟内存地址的大小和属性进行检测。
表4-1 MEMORY_BASIC_INFORMATION结构的成员
成员名称 PVOID BaseAddress 如果这个特定的区域为子分配区的话,则PVOID 为虚拟内存外面区域的指针;否则此值与AllocationBase BaseAddress相同 虚拟内存最初分配区域的保护属性。其可能值包括: DWORD PAGE_NOACCESS,PAGE_READONLY,AllocationProtect PAGE_READWRITE_EXECUTE_READ DWORD RegionSize 虚拟内存区域的字节数 和PAGE 目的 虚拟内存区域开始处的指针 22
区域的当前分配状态。其可能值为DWORD State MEM_COMMIT,MEM_FREEMEM_RESERVE 虚拟内存当前区域的保护属性。可能值与DWORD Protect AllocationProtect成员的相同 虚拟内存区域中出现的页面类型。可能值DWORD Type 为MEM_IMAGE, MEM_MAPPED和MEM_PRIVATE
Windows还提供了一整套能使用户精确控制应用程序的虚拟地址
空间的虚拟内存API。一些用于虚拟内存操作及检测的API见表4-2所示。
提供虚拟内存分配功能的是VirtualAlloc() API。该API支持用户向系统要求新的虚拟内存或改变已分配内存的当前状态。用户若想通过VirtualAlloc() 函数使用虚拟内存,可以采用两种方式通知系统: 1) 简单地将内存内容保存在地址空间内;
2) 请求系统返回带有物理存储区 (RAM的空间或换页文件) 的部分地址空间。
用户可以用flAllocation Type参数 (commit和reserve) 来定义这些方式,用户可以通知Windows按只读、读写、不可读写、执行或特殊方式来处理新的虚拟内存。
与VirtualAlloc() 函数对应的是VirtualFree() 函数,其作用是释放虚拟内存中的已调配页或保留页。用户可利用dwFree Type参数将已调配页修改成保留页属性。
VirtualProtect() 是VirtualAlloc() 的一个辅助函数,利用它可以改变虚拟内存区的保护规范。
表4-2 虚拟内存的API API名称 描述 和VirtualQueryEx() 通过填充MEMORY_BASIC_INFORMATION 23
结构检测进程内虚拟内存的区域 保留或调配进程的部分虚拟内存,设置分配和VirtualAlloc() 保护标志 VirtualFree() VirtualProtect() VirtualLock() 面文件中 释放虚拟内存的锁定区域,必要时,允许系统VirtualUnlock() 将其交换到页面文件中
1、 实验目的
(1) 通过对Windows 2000“任务管理器”、“计算机管理”、“我的电
脑”属性、“系统信息”、“系统监视器”等程序的应用,学习如何察看和调整Windows的内存性能,加深对操作系统存储管理、虚拟存储管理等理论知识的理解。
(2) 了解Windows 2000的内存结构和虚拟内存的管理,理解进程的
虚拟内存空间和物理内存的映射关系。 2、 实验内容和步骤
(1)观察和调整Windows 2000/XP的内存性能。
步骤1:阅读“背景知识”,请回答: 1) 什么是“分页过程”?
__分页就是将信息从主内存移动到磁盘进行临时存储的过程 2) 什么是“内存共享”?
释放或收回应用程序使用的部分虚拟地址 改变虚拟内存区域保护规范 防止系统将虚拟内存区域通过系统交换到页 24
__应用程序经常需要彼此通信和共享信息。_
3) 什么是“未分页合并内存”和“分页合并内存”? Windows 2000中,未分页合并内存的最大限制是多少? 分页合并内存是存储迟早需要的可分页代码或数据的内存部分。 未分页合并内存包含必须驻留在内存中的占用代码或数据。 4) Windows 2000分页文件默认设置的最小容量和最大容量是多少?
Windows 2000使用内存数量的1.5倍作为分页文件的最小容量,这个最小容量的两倍作为最大容量。
步骤2:登录进入Windows 2000 Professional。
步骤3:查看包含多个实例的应用程序的内存需求。 1) 启动想要监视的应用程序,例如Word。 2) 右键单击任务栏以启动“任务管理器”。
3) 在“Windows任务管理器”对话框中选定“进程”选项卡。 4) 向下滚动在系统上运行的进程列表,查找想要监视的应用程序。
请在表4-3中记录:
表4-3 实验记录 映像名称 WINWORD
“内存使用”列显示了该应用程序的一个实例正在使用的内存数量。
5) 启动应用程序的另一个实例并观察它的内存需求。
请描述使用第二个实例占用的内存与使用第一个实例时的内存对比情况:
印像名称:Explorer.EXE__pid:1652__cpu:0:00:26___内存使用:29,
028________
步骤4:未分页合并内存。
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PID 368 CPU 00 CPU时间 0:00:38 内存使用 23.440