理解：虛擬內存，虛擬內存地址，物理內存，物理內存地址

在解釋第一個問題之前，先說明一下計算機內存管理的中的四個名詞：虛擬內存，虛擬內存地址，物理內存，物理內存地址。

先說說為什么會有虛擬內存和物理內存的區別。正在運行的一個進程，他所需的內存是有可能大於內存條容量之和的，比如你的內存條是256M，你的程序卻要創建一個2G的數據區，那么不是所有數據都能一起加載到內存（物理內存）中，勢必有一部分數據要放到其他介質中（比如硬盤），待進程需要訪問那部分數據時，在通過調度進入物理內存。所以，虛擬內存是進程運行時所有內存空間的總和，並且可能有一部分不在物理內存中，而物理內存就是我們平時所了解的內存條。有的地方呢，也叫這個虛擬內存為內存交換區。

那么，什么是虛擬內存地址和物理內存地址呢。假設你的計算機是32位，那么它的地址總線是32位的，也就是它可以尋址0~0xFFFFFFFF（4G）的地址空間，但如果你的計算機只有256M的物理內存0x~0x0FFFFFFF（256M），同時你的進程產生了一個不在這256M地址空間中的地址，那么計算機該如何處理呢？回答這個問題前，先說明計算機的內存分頁機制。

計算機會對虛擬內存地址空間（32位為4G）分頁產生頁（page），對物理內存地址空間（假設256M）分頁產生頁幀（page frame），這個頁和頁幀的大小是一樣大的，所以呢，在這里，虛擬內存頁的個數勢必要大於物理內存頁幀的個數。在計算機上有一個頁表（page table），就是映射虛擬內存頁到物理內存頁的，更確切的說是頁號到頁幀號的映射，而且是一對一的映射。但是問題來了，虛擬內存頁的個數 > 物理內存頁幀的個數，豈不是有些虛擬內存頁的地址永遠沒有對應的物理內存地址空間？不是的，操作系統是這樣處理的。操作系統有個頁面失效（page fault）功能。操作系統找到一個最少使用的頁幀，讓他失效，並把它寫入磁盤，隨后把需要訪問的頁放到頁幀中，並修改頁表中的映射，這樣就保證所有的頁都有被調度的可能了。這就是處理虛擬內存地址到物理內存的步驟。

現在來回答什么是虛擬內存地址和物理內存地址。虛擬內存地址由頁號（與頁表中的頁號關聯）和偏移量組成。頁號就不必解釋了，上面已經說了，頁號對應的映射到一個頁幀。那么，說說偏移量。偏移量就是我上面說的頁（或者頁幀）的大小，即這個頁（或者頁幀）到底能存多少數據。舉個例子，有一個虛擬地址它的頁號是4，偏移量是20，那么他的尋址過程是這樣的：首先到頁表中找到頁號4對應的頁幀號（比如為8），如果頁不在內存中，則用失效機制調入頁，否則把頁幀號和偏移量傳給MMC（CPU的內存管理單元）組成一個物理上真正存在的地址，接着就是訪問物理內存中的數據了。總結起來說，虛擬內存地址的大小是與地址總線位數相關，物理內存地址的大小跟物理內存條的容量相關。