最开始的时候我一直理解的都是虚拟内存就是在硬盘中开辟的一段空间用来拓展内存，但是后来仔细了解后，才发现虚拟内存并不是这样的，这个只是运用虚拟内存技术的一个必然结果。
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。CPU会通过一个虚拟地址来访问主存，这个虚拟地址在被送到主存之前会先被MMU（内存管理单元）装换成一个物理地址。
虚拟内存主要提供了如下三个重要的能力：
- 它把主存看作为一个存储在硬盘上的虚拟地址空间的高速缓存，并且只在主存中缓存活动区域（按需缓存）。
- 它为每个进程提供了一个一致的地址空间，从而降低了程序员对内存管理的复杂性。
- 它还保护了每个进程的地址空间不会被其他进程破坏。
虚拟内存系统将虚拟内存分割成大小固定的虚拟页，每个虚拟页的大小为固定字节。同样的，物理内存也被分割为物理页，大小也为固定字节。
虚拟内存分为三个不想交的部分：未分配的，缓存的（当前已缓存在物理内存中的已分配页），未缓存的（该页已经映射到磁盘上，但是还没有缓存到内存中。）
系统会通过页表去判断某个虚拟页是否缓存在内存的某个地方，这时可以分为两种情况：
- 已经存在内存中，这时就需要判断出该虚拟页存在于哪个物理页中
- 不再内存中，那么系统必须判断虚拟页存放在硬盘的哪个位置，并在物理内存中选择一个牺牲页，将虚拟页从硬盘复制到主存，替换这个牺牲页。
每次地址翻译硬件将一个虚拟地址转换成物理地址时都会读取页表。
如果我们要找到的某个页已经存在于内存中，那就是页命中。但是如果不在内存中，就是缺页。缺页时就会选择一个牺牲页，将他复制会磁盘，但是把磁盘上我们需要的那个页就替换到内存中牺牲页原来的位置上去。
段和页
用户程序的地址空间被划分成若干固定大小的区域，称为“页”，相应地，内存空间分成若干个物理块，页和块的大小相等。可将用户程序的任一页放在内存的任一块中，实现了离散分配。
页面是主存物理空间中划分出来的等长的固定区域。分页方式的优点是页长固定，因而便于构造页表、易于管理，且不存在外碎片。但分页方式的缺点是页长与程序的逻辑大小不相关。例如，某个时刻一个子程序可能有一部分在主存中，另一部分则在辅存中。这不利于编程时的独立性，并给换入换出处理、存储保护和存储共享等操作造成麻烦。
另一种划分可寻址的存储空间的方法称为分段。段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常，程序员把子程序、操作数和常数等不同类型的数据划分到不同的段中，并且每个程序可以有多个相同类型的段。
段页式
段页式存储组织是分段式和分页式结合的存储组织方法，这样可充分利用分段管理和分页管理的优点。
- 用分段方法来分配和管理虚拟存储器。程序的地址空间按逻辑单位分成基本独立的段，而每一段有自己的段名，再把每段分成固定大小的若干页。
- 用分页方法来分配和管理实存。即把整个主存分成与上述页大小相等的存储块，可装入作业的任何一页。程序对内存的调入或调出是按页进行的。但它又可按段实现共享和保护。
Swap交换区
当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间中的信息被临时保存到 Swap 空间中，等到那些程序要运行时，再从 Swap 中恢复保存的数据到内存中。系统总是在物理内存不够时，才进行 Swap 交换。