虛擬地址是什么？什么是虛擬地址空間？如何對其做定義？

  常常接觸計算機的人也可能會被一些計算機的相關定義搞得頭尋目眩。但是理解這些定義卻是對我們使用計算機有很大的幫助。那么下面新網小編就為大家介紹一下虛擬地址是什么？什么是虛擬地址空間？如何對其做定義？

  虛擬地址的定義
  虛擬地址又叫虛擬內存，虛擬內存是內存管理的一種方式， 它在磁盤上劃分出一塊空間由操作系統管理，當物理內存耗盡是充當物理內存來使用。它將多個物理內存碎片和部分磁盤空間重定義為連續的地址空間，以此讓程序認為自己擁有連續可用的內存。當物理內存不足時，操作系統會將處于不活動狀態的程序以及它們的數據全部交換到磁盤上來釋放物理內存，以供其它程序使用。
 
  虛擬地址空間的定義
  虛擬地址空間（virtual address space）是2018年公布的計算機科學技術名詞。
  是由進程的虛地址構成的地址空間。
  在多任務操作系統中，每個進程都運行在屬于自己的內存沙盤中，這個沙盤就是虛擬地址空間（virtual address space）。虛擬地址空間由內核空間（kernel space）和用戶模式空間（user mode space）兩部分組成。
  虛擬地址會通過頁表（page table）映射到物理內存，頁表由操作系統維護并被處理器引用，每個進程都有自己的頁表。內核空間在頁表中擁有較高特權級，因此用戶態程序試圖訪問這些頁是會導致一個頁錯誤（page fault）。其中內核空間是持續存在的，并且在所有進程中都映射到同樣的物理內存。與此相反，用戶模式空間的映射隨進程切換的發生而不斷變化。
 
  對虛擬地址空間的理解
  1、創建一個進程時，操作系統會為該進程分配一個 4GB 大小的虛擬 進程地址空間。之所以是 4GB ，是因為在 32 位的操作系統中，一個指針長度是 4 字節，而 4 字節指針的尋址能力是從 0x00000000~0xFFFFFFFF ，最大值 0xFFFFFFFF 表示的即為 4GB 大小的容量。
  2、每個進程只能訪問自己虛擬地址空間中的數據，無法訪問別的進程中的數據，通過這種方法實現了進程間的地址隔離。
  3、4GB 的虛擬地址被分成了 4 部分： NULL 指針區、用戶區、 64KB 禁入區、內核區。應用程序能使用的只是用戶區而已，大約 2GB 左右 ( 最大可以調整到 3GB) 。內核區為 2GB ，內核區保存的是系統線程調度、內存管理、設備驅動等數據，這部分數據供所有的進程共享，但應用程序是不能直接訪問的。
  4、目前PC上頁面大小為4K，程序運行到哪頁就為哪頁分配內存，并建立虛擬地址空間頁和剛剛建立的物理內存頁間的映射。
  5、一個PE是一些編譯好的數據和指令的集合，也被分為很多頁。4G的地址空間并非真正創建，只是創建虛擬地址空間到物理地址空間映射的頁表。
  6、PE文件中所有的段會一一映射到虛擬地址空間中相應的頁。
  7、當CPU訪問某一個虛擬地址時，發現該地址并沒有相關聯的物理地址時，產生一個缺頁錯誤，于是CPU將控制權交回OS，OS為該頁面映射物理內存。
  8、當CPU要訪問的數據在內存中時，可以直接訪問。
  當CPU要訪問的數據不再內存中，而位于頁交換文件中，OS會在內存中找到一個閑置的頁面，如果找不到閑置的頁面，先釋放一個已分配的頁面。
  9、頁交換文件的左右時物理內存不夠時，將部分數據從內存中移到頁交換文件中，否則要釋放物理內存，刪除頁面映射關系。
  什么是虛擬地址空間？相信對于這個問題你已經有了自己的答案。這些都是我們在使用計算機時需要學習的進階內容，了解這些可以幫助我們更好的使用計算機，做到更多事情。想要學習更多有關知識，歡迎長期關注新網！
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