关于虚拟存储器、虚拟内存和交换空间的理解

虚拟存储器、虚拟内存和交换空间这三个概念从看CSAPP开始很长一段时间都在困扰着我，网上各说纷云，等快上完操作系统和计组课才算明白了！

先说虚拟存储器，CSAPP上介绍的是虚拟存储器是对主存的抽象概念，为每一个进程提供了一致的地址空间形式，也就是虚拟地址空间(这个地址空间不是用什么数组存起来的，而是CPU要访问内存就产生一个虚拟地址，不断累积组成的虚拟地址空间)，它是一种机制，一种将主存抽象成磁盘高速缓存的技术。当初构造虚拟存储器的两个主要动机：允许在多道程序之间有效而安全地共享存储器；消除一个小而受限的主存容量对程序设计造成的影响。40年后，第一条变成了主要设计动机。现代操作系统都支持虚拟存储器，所有的应用程序访问内存都需要地址翻译。

虚拟内存和交换空间，这两个概念要和操作系统一起说，window下的“虚拟内存”实际上是存在磁盘上的页面文件，和linux的交换空间概念一样，都是物理上实际存在的东西，如果内存够用，没有缺页，你禁掉这两个东西不会影响虚拟存储器；然而撇开操作系统，只谈理论，虚拟内存还是一种技术，它允许执行进程不必完全放在内存中。这两种其实都属于交换技术，交换技术除了因为内存紧张要使用之外，还有在一些操作系统如分时系统中为了改善进程组合(CPU密集型和IO密集型)也要用它进行中期调度。

总结一下，传统意义上的虚拟内存和交换空间就是指能实际分配的磁盘空间，而虚拟存储器是一种机制，是整个CPU访问内存过程的体现。其实内存管理、虚拟内存技术、虚拟存储器都是密不可分的概念，你可以说虚拟存储器就是虚拟内存技术，也可以说内存管理机制就是虚拟存储器，抠字眼都是无意义的，因为可能书的翻译不同，理解不同。但是只要知道它们只是内存管理分页机制的体现，从CPU生成虚拟地址到MMU翻译生成物理地址，到查找PTE，再到缺页，页置换，这整个过程需要CPU、内存和磁盘的参与，只要理解了这些就理解了内存分页管理机制，不必抠字眼。