何为计算机的虚拟内存

在计算机系统中，进程是与其他进程共享CPU和主存资源的。但是共享主存会形成一些特殊的挑战。如果太多进程需要太多的内存，那么它们中的一些就根本无法运行，当一个程序没有空间可用时，那就是它运气不好了。另外内存还很容易被破坏，如果某个进程不小心写了另一个进程使用的内存，它就可能以某种完全和程序逻辑无关的令人迷惑的方式失败。

为了更加有效地管理内存并且少出错，现代系统提供了一种对主存的抽象概念，叫做虚拟内存。

虚拟内存是硬件异常、硬件地址翻译、主存、磁盘文件和内核软件的完美交互，它为每个进程提供了一个大的、一致的和私有的地址空间。通过一个清晰的机制，虚拟内存提供了三个重要能力：

1. 将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，通过这种方式高效地使用主存；
2. 为每个进程提供一致的地址空间，从而简化内存管理；
3. 保护每个进程的地址空间不被其他进程破坏。

虚拟内存遍及计算机系统的所有层面，在硬件异常、汇编器、链接器、加载器、共享对象、文件和进程的设计中扮演者重要角色。

虚拟内存是计算机系统最重要的概念之一，它成功的一个主要原因就是因为它是默默地、自动地工作，不需要程序员的任何干涉。