没有虚拟内存带来的问题 我们在运行程序时，总希望内存越大越好，这样可以运行的程序也可以越来越多，越来越大。但现实是，这样做是有很多成本的。最简单的成本就是钱。过去，爲了解决这个问题，人们写程序时，会考虑到内存大小，如果自己写的程序大过内存，那麽还要做一些工作，比如：想办法，只加载一部分代码，当有更多的需要时，再加载更多。
这是一个相当有开创性的想法。这一想法在后来诞生了虚拟内存的伟大概念。（我瞎掰的）
虚拟内存的基本原理
简单来说，当我们运行一个进程时，计算机并不会把整个程序都加载进内存里，而是放在硬盘上，当有需要时，再将加载需要的那一部分。
那我们怎麽知道要加载哪一部分？比如说，我的下一条指令是到要变量 B，可是变量 B 没加载进内存，我也不知道它在哪，要怎麽去硬盘里找？
那好吧，爲了做好映射关係，我们还要在进程运行时，给进程一张表，它负责进行内存和硬盘之间的关係。比如说，变量 B 的内存是 Ox11011，发现这在内存里不存在，那麽我们就去表上找，发现它在对应着内存里的 Ox00100，那麽我们就把内存里的那个 B 给它。
但如果每一个变量，每个字都做映射，都要到硬盘里找，这实在是太麻类了。更重要的是，对硬盘做一次查询，所消耗的时间太长了，在 CPU 看来，每进行一次，都要花费 10 个月的时间。爲了省时省力，我们把程序分成多个部分，每一部分叫做一个虚拟页。同时，内存里也分成多个页，叫物理页。每一个物理页都可以容纳一个虚拟页。而映射它们的那张表，叫页表。
现在我们来看看一个实例，虚拟地址是如何转换成物理地址的。
一般而言，计算机是通过多级页表进行转换的，但爲了简单，这里就讨论只有一张页表的情况。
现在设有 14 位的虚拟地址，要转换成 12 位的真实地址。其中，页表大小爲 64(2的6次方) B。
通过虚拟地址位数和页大小，我们可以换算得到，共有 21426=256\cfrac{2^{14}}{2^6}=25626214=256 项。也就是说，要 8 位数才能表示完所有页(VPN)。那麽 14−8=614-8=614−8=6 来表示偏移量(VPO)。
由虚拟地址的偏移量，我们可以知道真实地址的偏移量。（两者相等）
比如下面，我们已知虚拟地址爲 00101100100010 （VPN(8) VPO(6)）
那麽 00101100 爲虚拟页的首地址（页码）。100010 爲虚拟地址的偏移量。
通过查页表，将 00101100 映射爲真实地址，假设爲 11010011，再加上偏移量 100010 得到真实地址 11010011100010.
00101100100010 => 11010011100010
到这里，地址转换就完成了！
如果是多级页表，也只是通过多个 虚拟首地址（页码） 的转换而已。变成 VPN VPN VPN VPN … VPO。
它带来的好处
简化链接、简化内存分配（不连续）、进程上的安全（不会干扰到其它进程）
虚拟内存的出现，给我们带来了意想不到的好处。
首先，它简化了链接过程。当程序编译完成时，程序里的每一个变量，每一个函数，还只是对应一个相对的地址，想要执行，还得有一个动态链接过程。由于虚拟页的存在，生成的可执行文件的地址可以独立于物理内存，这样设计链接器时，就简单得多。
另外，因爲虚拟页与物理页之间是靠页表进行映射的，因此，一个进程的不周数据在物理内存里，可以不连续。毕竟查表就能知道它们的位置了，连不连续已经不重要了。于是，这样内存可以更动态，更轻鬆的进行分配。
最后，可以虚拟化进程了。进程因爲页表的存在，不会存在相互干扰了。两个进程因爲页表与页表之间不同，映射到的地方不同，那怕虚拟地址相同，物理内存上也不会相同，它们之间彷彿有一道牆，阻止它们相互侵犯。
虚拟化
没错，地址也可以虚拟化。还有多少东西可以虚拟化呢？真的好期待啊。