一、内存地址
在任何一台计算机上，都存在一个程序能产生的内存地址的集合。当程序执行这样一条指令时：
MOVE REG，ADDR
它把地址为ADDR（假设为10000）的内存单元的内容复制到REG中，地址ADRR可以通过索引、基址寄存器、段寄存器和其它方式产生。
在8086的实模式下，把某一段寄存器左移4位，然后与地址ADDR相加后被直接送到内存总线上，这个相加后的地址就是内存单元的物理地址，而程序中的这个地址就叫逻辑地址（或叫虚地址）。在80386的保护模式下，这个逻辑地址不是被直接送到内存总线，而是被送到内存管理单元（MMU）。MMU由一个或一组芯片组成，其功能是把逻辑地址映射为物理地址，即进行地址转换，如下图所示。
1、逻辑地址：机器语言指令用这种地址指定一个操作数的地址或一条指令的地址。
2、线性地址：线性地址是一个32位的无符号整数，可以表达高达232（4GB）的地址。通常用16进制表示线性地址，其取值范围为0x00000000～0xffffffff。
3、物理地址：也就是内存单元的实际地址，用于芯片级内存单元寻址。物理地址也由32位无符号整数表示。
下图是MMU单元，它包含两个部分，一个是分段部分，一个是分页部分，分别对应分段机制和分页机制。分段机制将一个逻辑地址对应成一个线性地址，而分页机制将一个线性地址对应成一个物理地址。
二、分段机制
在80386的段机制中，逻辑地址由两部分组成，即段地址（选择符）部分及偏移地址部分。
在实模式下，段寄存器保存着20位段基地址的高16位，所以其值左移4位与16位的偏移地址相加即可得到20位地址，实模式下也就能访问1MB的内存空间。在保护模式下，16位段寄存器的内容是段选择器，段选择器指向段描述符，由段描述符中取出32位段基地址；32位偏移地址由各种32位寻址方式得到，基地址加上偏移地址就得到线性地址。
段是形成逻辑地址到线性地址转换的基础。如果我们把段看成一个对象的话，那么对它的描述如下：
(1) 段的基地址(Base Address)：在线性地址空间中段的起始地址。
(2)段的界限(Limit)：表示在逻辑地址中，段内可以使用的最大偏移量。
(3)段的属性(Attribute)： 表示段的特性。例如，该段是否可被读出或写入，或者该段是否作为一个程序来执行，以及段的特权级等等。
段的界限定义逻辑地址空间中段的大小。段内在偏移量从0到limit范围内的逻辑地址，对应于从Base到Base+Limit范围内的线性地址。在一个段内，偏移量大于段界限的逻辑地址将没有意义，使用这样的逻辑地址，系统将产生异常。另外，如果要对一个段进行访问，系统会根据段的属性检查访问者是否具有访问权限，如果没有，则产生异常。例如，在80386中，如果要在只读段中进行写入，80386将根据该段的属性检测到这是一种违规操作，则产生异常。
段的基地址、界限及保护属性，存储在段描述符中，在虚拟—线性地址转换过程中要对描述符进行访问。段描述符又存储在存储器的段描述符表中，该描述符表是段描述符的一个数组。
一个段描述符指出了段的32位基地址和20位段界限(即段长)，关于段描述符：点此进入
三、分页机制
分页机制是80x86内存管理机制的第二部分。它在分段机制的基础上完成虚拟（逻辑）地址到物理地址转换的过程。分段机制把逻辑地址转换成线性地址，而分页则把线性地址转换成物理地址。分页可以用于任何一种分段模型。处理器分页机制会把线性地址空间（段已映射到其中）划分成页面，然后这些线性地址空间页面被映射到物理地址空间的页面上。分页机制有几种页面级保护措施，可和分段机制保护机制合用或替代分段机制的保护措施。
我们通过设置控制CR0寄存器的PG位可以启用分页机制。如果PG=1，则启用分页操作。如果PG=0，则禁用分页机制，此时分段机制产生的线性地址被直接用作物理地址。
页的大小可以为4KB、2MB、4MB，最常用的是4KB。在4KB情况下，32位的线性地址被分为了三部分。
32位地址的高10位称为页目录索引， 次10位称为页表索引、余下的12位为偏移。如果只取前20位，末位补0，那么其可能指向的的地址都是4KB对齐的，也就是页的基地址。所以32位中的前20位定位了页基地址，而最后12位定位了页内偏移。
在地址转换过程中，涉及一个关键的系统寄存器CR3寄存器。CR3寄存器中的高20位存放了页目录索引在物理内存中的位置。
地址转换过程如下：
1、从CR3寄存器的高20位中取出地址，末位补0，构成一个32位地址，此地址是页目录所在物理内存的基地址。
2、以线性地址中高10位的页目录索引中的数据为偏移，加上上一步找到的基地址，在页目录中找到相应的页目录项（PDE）
3、页目录项中包括了页表的基地址，根据线性地址中的页表索引，找到页表项（PTE）
4、页表项中存储的是物理地址空间中的页面的基地址（PFN） ，如果PFN指向的页面是无效的，那么会在系统内核中引起页错误，系统内核会进行页面调度，将需要访问的页面从硬盘交换到物理内存中，使PFN指向的页有效。
5、现在已经找到线性地址对应物理地址所在页面的基地址，在该物理页地址基础上加上页内偏移，可得到线性地址与物理地址的对应。
四、两种机制的差别
1、页是信息的物理单位，分页是为实现离散分配方式，以消减内存的外零头，提高内存的利用率；或者说，分页仅仅是由于系统管理的需要，而不是用户的需要。
段是信息的逻辑单位，它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。
2、页的大小固定且由系统确定，把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分，是由机器硬件实现的，因而一个系统只能有一种大小的页面。
段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编辑程序在对源程序进行编辑时，根据信息的性质来划分。