虛擬記憶體（virtual memory）

想像一棟巨大公寓裡的每位住戶，都以為自己住在 1 號公寓，各自擁有一套私有、重新編號、鄰居絕對走不進來的房間。他們不知道、也不在乎自己的房間實際在哪一層樓；一位大樓管理員默默替每位住戶保管一份私有的地圖。虛擬記憶體對程式來說正是這個把戲：每個執行中的程式都拿到一套自己專屬、廣大、乾淨且私有的位址，而作業系統暗中保管一份從這些位址到真實晶片的對映表。

具體來說，你的 C 程式所用的位址——你從 &x 看到的號碼、malloc() 還給你的位置——都是虛擬位址（virtual address）。它們不是 RAM 晶片上的實體位置。當程式碰觸一個虛擬位址時，硬體會即時根據作業系統建好的表，把它轉譯成實體位址（physical address）。這帶來三大好處：隔離（一個程式無法指名、讀取或破壞另一個程式的記憶體，因為它們的定址空間是各自獨立的地圖）、一段連續大空間的錯覺（程式看到一整段井然有序的位址，即使背後真正的 RAM 是零散且共用的），以及假裝記憶體比機器實際擁有的還多（很少用到的分頁可以先停放到磁碟上）。

誠實地說，虛擬記憶體不是什麼。它不會讓電腦變快，也不等於「置換空間（swap）」——置換只是虛擬記憶體所促成的其中一件事。轉譯也不是免費的：它需要硬體（MMU 與 TLB）成本，偶爾還有昂貴的分頁錯誤。但隔離與這個簡單的私有定址空間模型如此寶貴，以至於今天幾乎每一個通用作業系統都建立在虛擬記憶體之上。