虚拟内存

虚拟内存的基本思想：

因为物理内存的空间是有限的，进程所需的RAM数量总和远远超出了存储器所能支持的范围。为此引入了虚拟内存的思想。

每个程序拥有自己的地址空间，这个空间被分割成多个块，每一块称为一个页面。每一页有连续的地址范围。这些页被映射到物理内存，但并不是所有的页都必须在内存中才能运行程序。
当程序引用到一部分在物理内存中的地址空间时，由硬件立刻执行执行必要的映射。当程序引用到一部分不在物理内存的地址空间时，由操作系统负责将缺失的部分装入物理内存，并重新执行失败的指令。

在使用虚拟内存的情况下，虚拟地址不是被直接送到内存总线上，
而是送到内存管理单元 --MMU。 MMU把虚拟地址映射到物理内存地址。

虚拟地址空间按照固定大小划分成的单元称为页面， 在物理内存中对应的单元称为页框，32位Linux页面大小为4KB。RAM和磁盘之间的交换是以整个页面为单位进行的。

映射原理：

虚拟地址的单位是：页面
物理地址的单位是： 页框
页表存在MMU中，页表的作用就是把虚拟页面映射为物理页框。
虚拟地址被分成虚拟页号（高位部分）和偏移量（低位部门）两部分。
虚拟页号可以用作页表的索引，以找到该虚拟页面对应的页表项。由页表项可以找到页框号，然后替换掉页框号。形成送往内存的物理地址。
从数学角度来说，页表是一个函数，它的参数是虚拟页号，结果是物理页框号。

页表中还有一个“在/不在”位：
当该标志位是1，表示该虚拟页面在内存中，当该标志位为0，表示该虚拟页面不在内存中，会导致缺页中断。

虚拟内存的优点

1. 进程与进程，进程与内核相互隔离

2. 适当情况下，两个或更多的进程能共享内存

3. 便于实现内存保护机制

4. 驻留在内存中的仅是程序的一部分，所以程序的加载和运行都很快，而且一个进程所占用的内存能够超过RAM容量

5. 由于每个进程使用的RAM减少了，RAM同时可以容纳的进程的数量就增多了，提高CPU的利用率