物理内存面临的问题
问题 1
我们现在常用的电脑有32位和64位，这里以32位为例。32位的系统可用的地址空间有就是2的32次方，即4G，现在的电脑物理内存大多都在4G以上，可以前的电脑内存都达不到4G，我们的程序希望能用4个G，这也就是内存面临的第一个问题：物理内存小于系统位数的要求大小该怎么处理？
问题2
程序直接使用物理内存，会出现没有连续可用空间的情况，也是不能最大利用内存的缺点。例如内存有4G，现在有三个程序A,B,C，分别占内存1G,2G,2G，我们把A和B放到内存里，只剩1G了，没法再放C。那么我们把A拿出来，仍然不能放入C，因为内存两边各空闲1个G。
问题3
直接使用物理内存，可能会出现不同程序使用相同内存地址的情况，此时会导致两个程序的崩溃
需要避免这种情况的出现。
虚拟内存
虚拟内存的示意图：
全局变量默认为0，如果自己赋值为0，实际还是放在.bss段。
受保护的地址不允许被占用，NULL就在这里。
虚拟地址空间：运行程序时，产生进程，同时产生虚拟内存空间。
MMU位于CPU内部，把虚拟内存里的数据映射到物理内存上，到物理内存处理。虚拟地址对应到物理地址。
多道程序设计：多个进程看似同时使用CPU，CPU划分为多个时间轮片，先分给任务A，A执行100us，CPU收回时间轮片（时钟中断），然后分给任务B，B执行100us，再被收回，又分给任务C，。也就是说三者仍是轮流运行，每个任务只运行一小段时间。人眼反应时间是毫秒级，所以看起来是并行执行的。
CPU访问级别为0,1,2,3，级别依次降低。Linux下只用0和3。
运行同一程序两次，产生两个进程，但两个进程的内核虚拟内存都映射到同一块物理内存，用户内存的映射则不同。
进程控制块
PCB进程控制块本质是一个结构体task_struct，包含了文件描述符表，每个进程都有一个这样的表，最多包含1024个文件描述符，通过这个描述符可以找到文件的对应磁盘位置。文件指针FILE* 就封装了这个文件描述符。每打开一个文件，就占用一个文件描述符，取的是没有被占用而且是最小的，前三个已经被占用了。Linux标准函数open的返回值就是文件描述符，也用于read和write函数的参数。
PCB成员太多，重点的部分成员如下：
进程ID，类型为pid_t，实际是unsigned int
进程状态，包括就绪、运行、挂起、停止
进程切换时保存和恢复的寄存器
描述虚拟地址空间的信息
描述控制终端的信息：进程由哪个终端启动
当前进程的工作目录
umast掩码: 一般默认为002
文件描述符表
信号相关的信息
用户id和组id
会话和进程组
进程可用的资源上限使用ulimit命令可查看Linux的部分进程控制块参数
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可以看到文件描述符有1024个，栈大小为8KB。
参考：
Linux从程序到进程