1、地址概念

• 物理地址：物理内存就是真实的内存，CPU的地址线可以直接进行寻址的内存空间大小。比如在32位平台下，寻址的范围是2^32也就是4G，并且这是固定的。
• 在实际的应用中，很多的应用程序都比较大，计算机实际所配置的内存空间无法满足。所以出现了虚拟内存技术。经过不断有目的的换入和换出，处理器似乎是拥有了一个大于实际物理内存的内存空间。于是，这个存储空间叫做虚拟内存空间，而把真正的内存叫做实际物理内存，或简称为物理内存。

对32位处理器，虚拟内存空间为4G，每个进程都认为自己拥有4G的空间；实际上，在虚拟内存对应的物理内存上，可能只对应的一点点的物理内存。

进程得到的这4G虚拟内存是一个连续的地址空间（这也只是进程认为），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有一部分存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。

由于存在两个内存地址，因此一个应用程序从编写到被执行，需要进行两次映射。第一次是映射到虚拟内存空间，第二次时映射到物理内存空间。在计算机系统中，第两次映射的工作是由硬件和软件共同来完成的。承担这个任务的硬件部分叫做存储管理单元MMU，软件部分就是操作系统的内存管理模块了。

2、虚拟地址和物理地址的关系

分页就是把整个虚拟和物理内存切成一段段固定大小的空间，连续且尺寸固定的内存空间叫页，Linux下每一页大小4KB。

虚拟内存和物理内存之间通过页表来映射；虚拟地址分为：页号和页内偏移。

• 页号作为页表的索引，页表包含物理页每页所在物理内存的基地址，这个基地址与页内偏移的组合就形成了物理内存地址。
• 简单分页缺点：空间上的缺陷：32位，单进程一个页4KB，虚拟内存4GB，一个页表项4字节，结果是4GB空间映射需要4*2^20 = 4MB存储页表。多进程100，需要400MB。

解决方法：采用多级页表或段页式存储；

地址结构就由段号、段内页号和页内位移三部分组成。

• 第⼀次访问段表，得到页表起始地址；
• 第⼆次访问页表，得到物理页号；
• 第三次将物理页号与页内位移组合，得到物理地址。

可用软、硬件相结合的方法实现段页式地址变换，这样虽然增加了硬件成本和系统开销，但提高了内存的利用率。
（ps：参照小林大佬图片）