進程的虛擬地址空間
每個進程都被賦予它自己的虛擬地址空間。對于3 2位進程來說，這個地址空間是4 G B，因為3 2位指針可以擁有從0 x 0 0 0 0 0 0 0 0至0 x F F F F F F F F之間的任何一個值。這使得一個指針能夠擁有4 294 967 296個值中的一個值，它覆蓋了一個進程的4 G B虛擬空間的范圍。
由于每個進程可以接收它自己的私有的地址空間，因此當進程中的一個線程正在運行時，該線程可以訪問只屬于它的進程的內存。屬于所有其他進程的內存則隱藏著，并且不能被正在運行的線程訪問。注意在Windows 2000中，屬于操作系統本身的內存也是隱藏的，正在運行的線程無法訪問。這意味著線程常常不能訪問操作系統的數據。
每個進程的虛擬地址空間都要劃分成各個分區。地址空間的分區是根據操作系統的基本實現方法來進行的。不同的Wi n d o w s內核，其分區也略有不同。表1 3 - 1顯示了每種平臺是如何對進程的地址空間進行分區的。
表13-1 進程的地址空間如何分區
| 分區 |
32位Windows 2000(x86和Alpha處理器) |
32位Windows 2000(x86w/3GB用戶方式) |
64位Windows 2000(Alpha和IA-64處理器) |
Windows 98 |
| N U L L指針分配的分區 |
0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 F F F F |
0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 F F F F |
0x00000000 00000000 0x00000000 0000FFFF |
0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 0 F F F |
| DOS/16位Windows應用程序兼容分區 |
無 |
無 |
無 |
0 x 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x 0 0 3 F F F F F |
| 用戶方式 |
0 x 0 0 0 1 0 0 0 0 0 x 7 F F E F F F F |
0 x 0 0 0 1 0 0 0 0 0 x B F F E F F F F F |
0x00000000 00010000 0x000003FF FFFEFFFF |
0 x 0 0 4 0 0 0 0 0 0 x 7 F F F F F F F |
| 64-KB |
0 x 7 F F F 0 0 0 0 |
0 x B F F F 0 0 0 0 |
0 x 0 0 0 0 0 3 F F F F F F 0 0 0 0 |
無 |
| 禁止進入 |
0 x 7 F F F F F F F |
0 x B F F F F F F F |
0 x 0 0 0 0 0 3 F F F F F F F F F F |
無 |
| 共享內存映射 |
無 |
無 |
無 |
0 x 8 0 0 0 0 0 0 0 |
| 文件(MMF)內核方式 |
0 x 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x F F F F F F F F |
0 x C 0 0 0 0 0 0 0 0 x F F F F F F F F |
0x00000400 00000000 0xFFFFFFFFF FFFFFFF |
0 x B F F F F F F F 0 x C 0 0 0 0 0 0 0 0 x F F F F F F F F |
NULL指針：就是程序中的NULL哦， 進程地址空間的這個分區的設置是為了幫助程序員掌握N U L L指針的分配情況。
MS-DOS/16位Windows應用程序兼容分區—僅適用于Windows 98：進程地址空間的這個4 M B分區是Windows 98需要的，目的是維護M S - D O S應用程序與1 6位應用程序之間的兼容性。
用戶方式： 這個分區是進程的私有（非共享）地址空間所在的地方。一個進程不能讀取、寫入、或者以任何方式訪問駐留在該分區中的另一個進程的數據。對于所有應用程序來說，該分區是維護進程的大部分數據的地方。由于每個進程可以得到它自己的私有的、非共享分區，以便存放它的數據，因此，應用程序不太可能被其他應用程序所破壞，這使得整個系統更加健壯。系統還可以在這個分區中映射該進程可以訪問的所有內存映射文件。當我最初觀察3 2位進程的地址空間的時候，我驚奇地發現可以使用的地址空間還不到我的進程的全部地址空間的一半。難道內核方式分區真的需要上面的一半地址空間嗎？實際上回答是肯定的。系統需要這個地址空間，供內核代碼、設備驅動程序代碼、設備I / O高速緩存、非頁面內存池的分配和進程頁面表等使用。實際上M i c r o s o f t將內核壓縮到這個2 G B空間之中。
64KB禁止進入的分區—僅適用于Windows 2000 ： 這個位于用戶方式分區上面的64 KB分區是禁止進入的，訪問該分區中的內存的任何企圖均將導致訪問違規。M i c r o s o f t之所以保留該分區，是因為這樣做將使得M i c r o s o f t能夠更加容易地實現操作系統。當將內存塊的地址和它的長度傳遞給Wi n d o w s函數時，該函數將在執行它的操作之前使內存塊生效。
共享的MMF分區—僅適用于Windows 98 ： 這個1 G B分區是系統用來存放所有3 2位進程共享數據的地方。例如，系統的動態鏈接庫K e r n e l 3 2 . d l l、A d v A P I 3 2 . d l l、U s e r 3 2 . d l l和G D I 3 2 . d l l等，全部存放在這個地址空間分區中，因此，所有3 2位進程都能很容易同時訪問它們。
內核方式分區—適用于Windows 2000和Windows 98 ： 這個分區是存放操作系統代碼的地方。用于線程調度、內存管理、文件系統支持、網絡支持和所有設備驅動程序的代碼全部在這個分區加載。駐留在這個分區中的一切均可被所有進程共享。在Windows 2000中，這些組件是完全受到保護的。
地址空間中的區域
當進程被創建并被賦予它的地址空間時，該可用地址空間的主體是空閑的，即未分配的。若要使用該地址空間的各個部分，必須通過調用Vi r t u a l A l l o c函數（第1 5章介紹）來分配它里邊的各個區域。對一個地址空間的區域進行分配的操作稱為保留( r e s e r v i n g )。
每當你保留地址空間的一個區域時，系統要確保該區域從一個分配粒度的邊界開始。對于不同的C P U平臺來說，分配粒度是各不相同的。
提交地址空間區域中的物理存儲器
若要使用已保留的地址空間區域，必須分配物理存儲器，然后將該物理存儲器映射到已保留的地址空間區域。這個過程稱為提交物理存儲器。物理存儲器總是以頁面的形式來提交的。若要將物理存儲器提交給一個已保留的地址空間區域，也要調用Vi r t u a l A l l o c函數。
物理存儲器與頁文件
在較老的操作系統中，物理存儲器被視為計算機擁有的R A M的容量。換句話說，如果計算機擁有1 6 M B的R A M，那么加載和運行的應用程序最多可以使用1 6 M B的R A M。今天的操作系統能夠使得磁盤空間看上去就像內存一樣。磁盤上的文件通常稱為頁文件，它包含了可供所有進程使用的虛擬內存。
當然，若要使虛擬內存能夠運行，需要得到C P U本身的大量幫助。當一個線程試圖訪問一個字節的內存時， C P U必須知道這個字節是在R A M中還是在磁盤上。
從應用程序的角度來看，頁文件透明地增加了應用程序能夠使用的R A M（即內存）的數量。如果計算機擁有6 4 M B的R A M，同時在硬盤上有一個100 MB的頁文件，那么運行的應用程序就認為計算機總共擁有1 6 4 M B的R A M。
當然，實際上并不擁有1 6 4 M B的R A M。相反，操作系統與C P U相協調，共同將R A M的各個部分保存到頁文件中，當運行的應用程序需要時，再將頁文件的各個部分重新加載到R A M。由于頁文件增加了應用程序可以使用的R A M的容量，因此頁文件的使用是視情況而定的。如果沒有頁文件，那么系統就認為只有較少的R A M可供應用程序使用。但是，我們鼓勵用戶使用頁文件，這樣他們就能夠運行更多的應用程序，并且這些應用程序能夠對更大的數據集進行操作。最好將物理存儲器視為存儲在磁盤驅動器（通常是硬盤驅動器）上的頁文件中的數據。這樣，當一個應用程序通過調用Vi r t u a l A l l o c函數，將物理存儲器提交給地址空間的一個區域時，地址空間實際上是從硬盤上的一個文件中進行分配的。系統的頁文件的大小是確定有多少物理存儲器可供應用程序使用時應該考慮的最重要的因素， R A M的容量則影響非常小。
數據對齊的重要性
當C P U訪問正確對齊的數據時，它的運行效率最高。當數據大小的數據模數的內存地址是0時，數據是對齊的。例如， W O R D值應該總是從被2除盡的地址開始，而D W O R D值應該總是從被4除盡的地址開始，如此等等。當C P U試圖讀取的數據值沒有正確對齊時， C P U可以執行兩種操作之一。即它可以產生一個異常條件，也可以執行多次對齊的內存訪問，以便讀取完整的未對齊數據值。