在早期的计算机中，程序是直接运行在物理内存上的，程序所访问的地址都是物理地址。在运行多个程序的时候，如何将计算机上有限的物理内存分配给多个应用程序使用？
假设计算机有 128M 内存，程序 A 需要 10M，程序 B 需要 20M，程序 C 需要 100M，如果需要同时运行 A 和 B，那么需要将内存的前 10M 分配给 A，10 到 20M 分配给 B，这样 A 和 B 就能同时运行了，但是这种简单的内存分配策略问题很多：
- 地址空间不隔离：程序所使用的内存空间不是相互隔离的，恶意的程序很容易改写其他程序的内存数据，或者是有的程序不小心修改了其他应用程序的数据，就会使其他应用程序发生崩溃。
- 内存使用效率低： 由于没有有效的内存管理机制，当一个程序执行时，将整个应用程序装入内存中开始执行，如果我们忽然要运行程序 C，这时就需要将将B唤出到磁盘，然后将 C 读入到内存，整个过程数据换入换出，效率十分低下。
- 程序运行的地址不确定：程序运行时需要从内存中分配一个足够大的空闲区域，而且位置不能确定。程序在编写时访问数据和指令跳转的目标地址很多都是固定的，这给程序编写带来了麻烦。
因此诞生了虚拟地址的概念：虚拟地址作为中间层，通过映射的方式，将虚拟地址转换成实际的物理地址，只要能够妥善的控制虚拟地址到物理地址的映射过程，就可以保证任意一个程序所能够访问的物理内存区域和另外一个应用程序相互不重叠，达到隔离效果。每个进程都有自己独立的虚拟空间，而且每个进程职能访问自己的地址空间，从而有效的做到了进程的隔离。
分段加载
把一段程序所需要的内存空间大小的虚拟空间映射到某个地址空间，即虚拟空间中的每个字节相对应于物理空间中的每个字节，
分段加载解决了上面问题中的第一个和第二个，达到了地址隔离，也不用关心物理地址的变化。但是没有解决第二个问题，内存使用效率问题。分段对内存区域的映射还是按照程序为单位，如果内存不足，被换入换出到磁盘的都是整个程序，这样势必造成大量的磁盘访问操作，从而严重影响速度。事实上程序在某个时间段运行时，它只是频繁的用到了一小段数据，大部分数据并不会用到，为了提高内存的使用率，人们自然想到了更小粒度的内存分割和映射的方法，这种方法就是分页。
分页加载
分页的基本方法就是把地址空间认为的等分成固定大小的页。当我们把进程的虚拟地址空间按页分割，把常用的数据和代码页装载到内存中，把不常用的代码和数据保存在磁盘里，当需要用到的时候再把它从磁盘里取出来即可。当进程所需要的页不在内存而在磁盘时，就会发生页错误（Page Fault），然后操作系统接管进程，将其从磁盘中读取出来装进内存。因为页相比于整个进程来说更小粒度更小，所以这也极大的提高了内存的使用率。
