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虚拟化内存

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虚拟内存（Virtual Memory）是操作系统中那个躲在衣柜里的“怪物”——它复杂、细节繁多，但理解它对于掌握系统如何工作至关重要。

本章内容涵盖了从基本的 基址/界限（Base and Bounds） 技术到现代全功能虚拟内存管理程序的演进。

核心思想在于抽象（Abstraction）：操作系统为每个进程提供了一个假象，即它拥有自己独立的、巨大的、连续的私有内存空间（即地址空间）。用户程序中生成的每一个地址实际上都是虚拟地址。

通过硬件（如 TLB，Translation Lookaside Buffer）和操作系统的紧密协作，这些虚拟地址被转换为真实的物理地址。这种机制不仅让编程变得更加容易（无需担心物理内存的具体位置），还提供了关键的隔离（Isolation）和保护（Protection），防止错误程序破坏其他程序或操作系统的内存。

我们还将深入探讨页表（Page Tables）的设计——从简单的线性数组到复杂的多级页表，以及当物理内存不足时如何利用磁盘进行交换（Swap）。理解这些机制（Mechanisms）比单纯记忆策略（Policies，如 LRU）更为重要，因为建立正确的心理模型（Mental Model）能帮助你诊断性能问题（比如为什么 TLB 未命中会导致程序变慢）。

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