位址對映是計算機系統中的乙個重要概念，它將虛擬位址轉換為實體地址，通過該位址訪問物理記憶體。 在作業系統中，每個程序都有自己的虛擬位址空間，而物理記憶體是實際儲存資料的地方。 位址對映的目的是在虛擬位址和實體地址之間建立對應關係，以便程序可以通過虛擬位址訪問物理記憶體。
位址對映的實現由記憶體管理單元 （MMU） 完成。 MMU 是計算機系統中的乙個硬體元件，負責將虛擬位址轉換為實體地址並將其傳送到記憶體控制器，從而實現對物理記憶體的訪問。 位址對映過程通常涉及幾個步驟：分頁、頁表構建、位址轉換和記憶體訪問。
首先，將虛擬位址空間劃分為固定大小的頁面。 通常，每個頁面的大小為 4KB 或 2MB。 然後，作業系統維護乙個頁表，該錶記錄與每個虛擬頁對應的物理頁幀的位址。 頁表是一種資料結構，用於儲存虛擬位址和實體地址之間的對映。
當程序訪問虛擬位址時，MMU 會根據頁表中的對映將虛擬位址轉換為實體地址。 此過程稱為位址轉換。 MMU 將轉換後的實體地址傳送到記憶體控制器，以便程序可以訪問相應的物理記憶體。 通過位址對映，每個程序都可以有自己獨立的位址空間，而不管物理記憶體的位置和分布如何。
位址對映的好處是它提供了一種抽象機制，允許每個程序獨立訪問記憶體，而不會相互干擾。 這樣提高了系統的安全性和穩定性，也方便了程序和資源管理之間的隔離。 每個程序都認為它擁有整個記憶體空間，實際上，這個記憶體空間是通過位址對映實現的。
在現代作業系統中，位址對映還涉及許多高階技術和機制。 例如，虛擬記憶體管理允許將虛擬位址空間中的部分資料儲存在磁碟上，從而擴充套件可用記憶體空間。 TLB（轉換後備緩衝區）是一種硬體快取，用於加快位址對映過程。 最近使用的虛擬位址與實體地址的對映關係儲存在TLB中，可以減少對頁表的訪問次數，提高位址對映的效率。
綜上所述，位址對映是將虛擬位址轉換為實體地址的過程，通過該位址訪問物理記憶體。 位址對映由 MMU 完成，包括分頁、頁表建立、位址轉換和記憶體訪問等步驟。 位址對映在程序之間提供獨立的位址空間，提高系統的安全性和穩定性。 在現代作業系統中，位址對映還涉及虛擬記憶體管理和 TLB 等高階技術。 通過明智地使用位址對映機制，可以實現有效的記憶體管理和程序間隔離。