首先，問大家一個很有趣的問題，有人玩過單片機嗎？有人用過 excel 表格嗎？
相信很多人都沒有把玩過單片機，但是 excel 倒是玩的賊溜，是不是？
沒玩過單片機，哪聽說過單片機有作業系統嗎？能同時運作多個程式嗎？
沒吃過豬肉，還沒見過豬跑麼？單片機是沒有作業系統的，也不能同時運作多個程式！
因為單片機都是把寫好的程式直接燒錄到裝置中去，一旦燒錄了，就不能更改，而且同時隻能讓運作一個程式，不能運作多個。因為，刀片機中的程式是直接操作實體記憶體的。
你可以腦補一下，如果同一個實體記憶體位址被多個程式同時使用，會出現什麼情況？那畫面，簡直不可入腦。 腦殼痛！！！
而我們現在用的 windows 系列、類 unix 系列作業系統，‘智能’ 的為我們設計了一套記憶體管理機制 mmu。
每個程序一運作，就會給他配置設定一個虛拟記憶體 vm 空間，和在記憶體條中配置設定一段實體記憶體 pm 空間。虛拟記憶體裡面的資訊告訴程序，自己要用的記憶體資料，在實體記憶體哪些地方。
每個程序都有配置設定自己的虛拟記憶體，虛拟記憶體中記錄實體記憶體的位置資訊，是以，每個程序的記憶體就被天然的隔離了，不會出現在記憶體條中，搶别的程序資源。
而一個程序要能正常運作，它的實體記憶體中，至少會包括：棧資料、堆資料、代碼資訊、資料資訊，這些在實體記憶體中是分塊存放的，也就是從某一個位置開始，連續一段空間，都是存着相同類型的資料，是以，虛拟記憶體中，要把這些資料的起始位和偏移量都存儲好，這樣，程序要使用某一類資料時，就能快速找到這類資料在記憶體中的位置，進而擷取到資料。
說了一大堆，可能還有很多人沒有明白，下面，整點明白的。
你平時工作中，是不是要整很多 excel 表格，存儲各種工作資訊，你要某些工作資訊時，就打開這個 excel 檔案，這個檔案中有很多個工作表，你要某些資料時，就點選工作表的名稱，打開對應表格，檢視對應資料。
你可以把整個 excel 檔案，了解為程序運作需要的資訊，每一個工作表名稱，就相當于虛拟記憶體，告訴我們，需要的具體資料在哪兒？每一個工作表中資訊，就相當于實體記憶體中存儲的資料，點選工作表名，進入工作表，就能獲得到資料位置。
這個例子，容易了解吧。然後，再對照上面的專業性内容看下，是不是容易了解了？
現在對虛拟記憶體和實體記憶體，是不是有了比較清楚的認識了。
但是，這還不是我們作業系統對記憶體管理的最優辦法，因為，上面講的方法，還存在容易産生記憶體碎片 和 記憶體交換效率不高的問題。
當連續啟動多個程序時，會在記憶體條上配置設定連續的記憶體空間塊，但是，一旦中間某個程序停了，釋放記憶體空間，就會出現記憶體塊不連續，出現記憶體碎片。
此時，如果啟動一個新的程序，如果申請的記憶體空間大于剩餘記憶體空間碎片的大小，就無法申請到記憶體空間而報錯，但是，記憶體的實際總剩餘空間可能又是大于申請的記憶體空間的。
舉個例子，就像你有一個工作表，你開始寫東西時，從第一行開始往下寫，連續行，密密麻麻的寫了很多。結果，你發現其中有些資訊是無效的，不用了，你就把整行資訊删除，但是沒有删除行，這樣，這個工作表，就出現了零碎的空行。現在，你又想利用空行，往裡面寫資料，但是你要寫的資料是多行，行數大于零碎的空行。
你怎麼辦呢？
你是不是想到了，先剪切有資料的行到黏貼闆，然後從空行位置開始黏貼，這樣，是不是就可以把空行整理到一起了？
其實，我們計算機記憶體管理，也有類似的辦法。
在磁盤上虛拟一塊空間，叫 swap 分區，然後，把記憶體中一整段空間，剪切到 swap 分區，然後，再還原回記憶體，這樣，就移動了原來的記憶體空間位置，把空閑的記憶體空間整理到了一起。這個，是不是很容易了解了。
了解是容易了，但是，這個辦法真的很好嗎？
swap 分區，是由磁盤虛拟而來的，它的速度遠遠慢于記憶體速度，而一個程序，它的記憶體空間一般都是幾百兆，如果，一次拷貝一個或幾個程序的記憶體資源到 swap 分區，然後再還原到記憶體，這個時間勢必會很長，使用者就會明顯感覺卡頓，甚至操作無響應。
這又該這麼辦呢？
如果是你，你會不會想，能不能一次不拷貝那麼多、那麼大，每次拷貝小點，分多次拷貝？
計算機也是這麼想的，是以，就出現了一個記憶體分頁管理。把整個虛拟記憶體和實體記憶體空間切成固定大小的頁片，linux 中，預設這個頁片是 4k。若一個程序需要 256m 的記憶體空間，就把這個空間大小除以 4k，就得到了它的頁片數，就分成這麼多頁。虛拟記憶體中，建立一個頁表，記錄頁資訊，需要的時候就去實體記憶體中擷取，實體記憶體也不需要全部都存放，也可以在用的時候，記憶體再去其他裝置上擷取，因為每次都隻擷取幾 k，量少，速度也會很快。
這個，我們怎麼了解呢？
依然用 excel 工作表舉例，在一個表格中存了很多資料，我們可以根據某列的值進行分組，相同的為一組，那麼，你要找某個資料時，是不是看下它的值，然後，直接找它那一組的資料，再從一組資料中找到你想要的資料，是不是要快很多。
但是，這個分組管理簡單嗎？
可能，想像中簡單，但是實際工程中還是很複雜的。是以，這個頁管理還是很複雜的。感興趣的同學，可以自己再去學習研究。
好了，對于今天講的虛拟記憶體、實體記憶體、swap 分區知識掌握了嗎？