大家好,欢迎来到今天的讲座。我是你们的编程专家,今天我们将深入探讨一个在高性能计算和系统编程领域中反复出现但又常被误解的现象——“Page Faults”,以及它如何悄无声息地成为我们程序的性能陷阱。特别是,我们将详细剖析“Minor Page Fault”和“Major Page Fault”这两种类型,理解它们各自的性能开销来源,并探讨如何诊断和优化。 引言:虚拟内存与物理内存的舞蹈 要理解Page Faults,我们首先要回顾一下现代操作系统中一个基石性的概念:虚拟内存。 在早期计算机中,程序直接访问物理内存。这带来了几个问题: 隔离性差:一个程序的错误可能轻易破坏另一个程序的数据或操作系统本身。 内存共享困难:多个程序共享同一段物理内存变得复杂且不安全。 内存扩展性受限:每个程序都必须完全加载到物理内存中才能运行,限制了可同时运行的程序数量和单个程序的大小。 地址空间不一致:不同程序可能需要相同的内存地址,导致冲突。 为了解决这些问题,虚拟内存应运而生。它为每个进程提供了一个独立的、连续的虚拟地址空间。这个虚拟地址空间通常远大于实际的物理内存,甚至可以超过整个系统的物理内存容量 …
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