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在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，進(jìn)程是與其他進(jìn)程共享CPU和主存資源的。但是共享主存會(huì)形成一些特殊的挑戰(zhàn)。如果太多進(jìn)程需要太多的內(nèi)存，那么它們中的一些就根本無法運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)程序沒有空間可用時(shí)，那就是它運(yùn)氣不好了。另外內(nèi)存還很容易被破壞，如果某個(gè)進(jìn)程不小心寫了另一個(gè)進(jìn)程使用的內(nèi)存，它就可能以某種完全和程序邏輯無關(guān)的令人迷惑的方式失敗。

為了更加有效地管理內(nèi)存并且少出錯(cuò)，現(xiàn)代系統(tǒng)提供了一種對(duì)主存的抽象概念，叫做虛擬內(nèi)存。

虛擬內(nèi)存是硬件異常、硬件地址翻譯、主存、磁盤文件和內(nèi)核軟件的完美交互，它為每個(gè)進(jìn)程提供了一個(gè)大的、一致的和私有的地址空間。通過一個(gè)清晰的機(jī)制，虛擬內(nèi)存提供了三個(gè)重要能力：

1. 將主存看成是一個(gè)存儲(chǔ)在磁盤上的地址空間的高速緩存，在主存中只保存活動(dòng)區(qū)域，并根據(jù)需要在磁盤和主存之間來回傳送數(shù)據(jù)，通過這種方式高效地使用主存；
2. 為每個(gè)進(jìn)程提供一致的地址空間，從而簡化內(nèi)存管理；
3. 保護(hù)每個(gè)進(jìn)程的地址空間不被其他進(jìn)程破壞。

虛擬內(nèi)存遍及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有層面，在硬件異常、匯編器、鏈接器、加載器、共享對(duì)象、文件和進(jìn)程的設(shè)計(jì)中扮演者重要角色。

虛擬內(nèi)存是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最重要的概念之一，它成功的一個(gè)主要原因就是因?yàn)樗悄?、自?dòng)地工作，不需要程序員的任何干涉。