物理內存是計算機中實際存在的內存空間,是計算機內存的物理組成部分。與虛擬內存和虛擬空間不同的是,物理內存是實際存在的內存空間,是計算機中的一塊物理硬件設備。在計算機系統中,物理內存通常是由一組動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片組成,可以直接訪問。
與虛擬空間和虛擬內存不同的是,物理地址是一組連續的地址空間,但通常并不是完全連續的。物理地址也包括IO寄存器,但在早期的CPU中,IO寄存器和內存被劃分為不同的地址空間,因此不能用直接訪問內存的方式(如指針)來訪問IO寄存器,而是需要使用專門的方法(in/read/out/write)來訪問。現代的CPU利用PCI總線將IO寄存器映射到物理內存中,因此現在也可以使用基于內存訪問的IO方式。此外,與進程空間中的內核空間類似,物理內存也有一部分是保留給操作系統內核使用的,不能被進程直接訪問。
物理內存的大小通常是固定的,并且是計算機系統的重要資源。操作系統需要協調不同進程之間對物理內存的使用,以保證系統的穩定性和性能。物理內存的大小也會對計算機的性能產生影響。如果物理內存太小,那么操作系統可能會頻繁地將數據從物理內存中換出到硬盤上,導致系統性能下降;如果物理內存太大,那么操作系統可能會浪費大量的內存資源,導致系統資源的浪費。
因此,為了充分利用物理內存資源,操作系統通常采用虛擬內存技術。虛擬內存技術可以將物理內存和硬盤之間建立一層抽象,使得操作系統在物理內存不足的情況下,仍然可以運行大型程序或多個程序。虛擬內存將程序的虛擬地址空間和物理地址空間分開,讓程序只需要關心虛擬地址,而不需要關心物理地址。當程序需要訪問一個虛擬地址,而該地址對應的數據未被加載到物理內存中時,操作系統會將該數據從硬盤上讀取到內存中。這種技術可以讓程序在物理內存不足的情況下運行,從而提高系統的可用性。
總之,物理內存是計算機內存的物理組成部分,是計算機系統中的重要資源。操作系統需要協調不同進程之間對物理內存的使用,以保證系統的穩定性和性能。虛擬內存技術可以充分利用物理內存資源,使得操作系統在物理內存不足的情況下,仍然可以運行大型程序或多個程序。