MMU相关概念
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发布时间：2024-10-23 21:08
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时间：2024-11-02 00:34
在计算机中，一个程序能够产生的地址集合被称为地址范围，其大小由CPU的位数决定。比如，32位CPU的地址范围为0~0xFFFFFFFF（4GB），而64位CPU可达0~0xFFFFFFFFFFFFFFFF（16EB）。这个范围被称为虚拟地址空间，其中的每个地址称为虚拟地址。相对应的，物理地址空间和物理地址则是系统实际可访问的一部分，如32位x86主机，尽管有4GB的虚拟地址空间，但物理地址空间仅限于0x000000000~0x0FFFFFFF（256MB）。
在没有虚拟存储器的系统中，虚拟地址直接送往内存总线，实现对物理存储器的直接访问；而在采用虚拟存储器的设备中，虚拟地址首先通过存储器管理单元（MMU）处理，将虚拟地址映射为物理地址。这一过程是虚拟存储器的核心功能，确保了地址的抽象和管理。
许多系统采用分页机制来管理虚拟和物理地址。虚拟地址空间被划分为页，物理地址空间则对应为页帧，且页和页帧的大小需保持一致。例如，一台32位机器的虚拟地址空间为4GB，但只有256MB物理内存。这意味着它需要外部存储器（如磁盘或闪存）来存放整个程序，通过分页机制，将程序划分为大小为4KB的页，对应物理内存的64KB页帧。这种设计允许程序运行在大于物理内存容量的虚拟地址空间中，通过分页调度实现程序片段的动态加载。
扩展资料
MMU是Memory Management Unit的缩写，中文名是内存管理单元，它是中央处理器（CPU）中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址映射为物理地址，以及提供硬件机制的内存访问授权。
