雖然80386處理器要較以前的處理器的功能大大增強(qiáng)，但這些功能只能在保護(hù)模式下才能全部得到發(fā)揮。在實(shí)模式下最大尋址空間只有1M,但在保護(hù)模式最大尋址空間可達(dá)4G，可以訪問(wèn)到所有的物理內(nèi)存。同時(shí)由于引入虛擬內(nèi)存的概念，在程序設(shè)計(jì)中可使用的地址空間為64TB。80386處理器采用了可擴(kuò)充的分段管理和可選的分頁(yè)管理機(jī)制，這兩個(gè)存儲(chǔ)管理機(jī)制由MMU(Memory Management Unit)部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，如果在80386下進(jìn)行實(shí)模式編程，這時(shí)的80386處理器相當(dāng)于一功能更強(qiáng)大，運(yùn)行速度更快的8086處理器。80386提供對(duì)虛擬存儲(chǔ)器的支持，虛擬存儲(chǔ)器的理論基礎(chǔ)就是：速度非?？斓膬?nèi)存儲(chǔ)器和海量的外存儲(chǔ)器，所以它是一種軟硬件結(jié)合的技術(shù)，它能夠提供比物理內(nèi)存大得多的存儲(chǔ)空間。
   80386下的段具有三個(gè)屬性：段基址，段界限，段屬性，通常描述段的稱作段描述符(Segment Descriptor),而描述符通常放在一個(gè)線性表中，這種線性表又分為：GDT(Global Descriptor Table),LDT(Local Descriptor Table),IDT(Interrupt Descriptor Table)，通常用一個(gè)叫做選擇子的東西去確定使用上述三個(gè)線性表中哪一個(gè)描述符。程序中使用的地址空間就是虛擬地址空間，上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)80386下虛擬地址空間可達(dá)到64TB(后面將解釋為什么可以達(dá)到64TB)，虛擬地址空間由一個(gè)選擇子和段內(nèi)偏移組成，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)段的選擇子我們可以得到該段的描述符，而在描述符中又說(shuō)明了段的基址，段的界限及段的屬性，再加上段的偏移就可以得到虛擬地址空間。不過(guò)請(qǐng)注意，這里并沒(méi)有將段基址乘以16再加上偏移地址，這是保護(hù)模式與實(shí)式模式的區(qū)別之一。很明顯，任何數(shù)據(jù)都必須裝入到物理內(nèi)存才能夠被存儲(chǔ)器處理，所以二維的虛擬地址空間必須轉(zhuǎn)換成一維的物理地址。同時(shí)，由于每個(gè)任務(wù)都有自已的虛擬地址空間，為了防止多個(gè)并行任務(wù)將虛擬地址空間映射同一物理地址空間采用線性地址空間隔離虛擬地址和物理地址，線性地址空間由一維的線性地址構(gòu)成，線性地址空間與物理地址空間對(duì)等，線性地址為32位，可尋址空間為4GB(物理地址空間最大也可以達(dá)到4GB，址址為32位，所以說(shuō)線性地址空間與物理地址空間對(duì)等)。下面是80386虛擬地址空間與物理址空間的轉(zhuǎn)換示意圖：
  
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        | 虛擬地址 |------>|分段管理部件|------>|線性地址|---|--->|可選的分頁(yè)管理部件|---|-->|物理地址|
        |----|-----|       |------------|       |--------|   |    |------------------|   |   |--------|
      |------|-------|                                       |                           |
      |              |                                       |---------------------------|  
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 |  選擇子  |    | 段內(nèi)偏移|
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   地址映射過(guò)程中，通過(guò)分段管理部件將虛擬地址空間轉(zhuǎn)換成線性地址，這一步是必然存在的。如果在程序中啟用了分頁(yè)管理機(jī)制，那么線性地址還要經(jīng)過(guò)分頁(yè)管理部件的處理才得到最后的物理地址。如果沒(méi)有采用分頁(yè)管理機(jī)制，那么得到的線性地址就是物理地址。分頁(yè)管理部件的主要的工作機(jī)制在于將線性地址和物理地址劃分成大小相同的塊，通過(guò)在建立兩者之間的頁(yè)表來(lái)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。分段管理機(jī)制使用大小可變的存儲(chǔ)塊，使用分段管理機(jī)制適合處理復(fù)雜系統(tǒng)的邏輯分段。分頁(yè)管理機(jī)制使用固定大小的塊，所以它適合管理物理存儲(chǔ)器，分頁(yè)管理機(jī)制能夠更有效地使用虛擬地址空間。
   80386支持多任務(wù)，因此對(duì)各個(gè)任務(wù)進(jìn)行保護(hù)是非常必要的，對(duì)任務(wù)的保護(hù)可分為：同一任務(wù)內(nèi)的保護(hù)，不同任務(wù)之間的保護(hù)。
   a.同一任務(wù)內(nèi)的保護(hù)，在同一任務(wù)內(nèi)定義有四種特權(quán)級(jí)別(Previlege Level)，將這些特權(quán)級(jí)別分配給段中的代碼和數(shù)據(jù)，把最高的特權(quán)級(jí)別分配給最重要的數(shù)據(jù)和最可信任的代碼，將較低級(jí)別的特權(quán)分給一般的代碼和不重要的數(shù)據(jù)。特權(quán)級(jí)別用0~3來(lái)表示，用數(shù)字0表示最高特權(quán)級(jí)別，用數(shù)字3表示最低特權(quán)級(jí)別，在比較特權(quán)級(jí)別時(shí)不使用大于或小于，而是使用外層或里層來(lái)比較，很明顯特權(quán)級(jí)別為0表示最里層，特別級(jí)別為3表示最外層。任何一個(gè)存儲(chǔ)段(程序直接進(jìn)行訪問(wèn)的代碼段和數(shù)據(jù)段)都有一個(gè)特權(quán)級(jí)別，在一個(gè)程序試圖訪問(wèn)這個(gè)存儲(chǔ)時(shí)，就會(huì)進(jìn)行特權(quán)級(jí)別的比較，如果小于或等于(如果等于表明同級(jí)，小于則表明是內(nèi)層)處該存儲(chǔ)段的特權(quán)級(jí)別就可以對(duì)該存儲(chǔ)段進(jìn)行訪問(wèn)。任務(wù)在特定時(shí)刻下的特權(quán)級(jí)別稱為CPL(Current Previlege Level)，看一簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)示意圖:
                  
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                   |  CodeA  | DataA | 特權(quán)級(jí)別為0                             
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                   |  CodeB  | DataB | 特權(quán)級(jí)別為1                             
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                   |  CodeC  | DataC | 特權(quán)級(jí)別為2                             
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                   |  CodeD  | DataD | 特權(quán)級(jí)別為3                             
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     CodeA可以訪問(wèn)DataA,CodeB,DataB,CodeC,DataC,CodeD,DataD
     CodeB可以訪問(wèn)Datab,CodeC,DataC,CodeD,DataD,但不可以訪問(wèn)CodeA,DataA
     CodeC可以訪問(wèn)DataC,CodeD,DataD,但不可以訪問(wèn)CodeA,DataA,CodeB,DataB
     CodeD處在最外層，只能訪問(wèn)同級(jí)的DataD,不可以訪問(wèn)CodeA,DataA,CodeB,DataB,CodeC,DataC
     通常應(yīng)用程序放在最外層，但由于每個(gè)應(yīng)用程序的虛擬地址空間不同，因此它們被隔離保護(hù)。這種特權(quán)級(jí)別的典型用法就是：將操作系統(tǒng)的核心放在0層，操作系統(tǒng)的其余部分放在1級(jí)，2級(jí)留給中間軟件使用，3級(jí)放應(yīng)用程序，這樣的安排的好處在于：操作系統(tǒng)的核心因?yàn)榉旁?層，因此它可以訪問(wèn)任務(wù)中所有的存儲(chǔ)段，而1級(jí)的部分操作系統(tǒng)可以訪問(wèn)除0級(jí)以外的所有存儲(chǔ)段，應(yīng)用程序只能訪問(wèn)自身的存儲(chǔ)段。
   b.不同任務(wù)間的保護(hù),通過(guò)把每個(gè)任務(wù)放在不同的虛擬地址空間來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離保護(hù)，虛擬地址到物理地址之間的映射由每個(gè)任務(wù)中的映射函數(shù)來(lái)決定，隨著任務(wù)切換，映射函數(shù)也跟著切換，這樣可以保證任務(wù)A映射到物理內(nèi)存中的區(qū)域與任務(wù)B映射到內(nèi)存中的區(qū)域是不同的，盡管有可能它們的虛擬地址空間相同，但它們最終在物理內(nèi)存中的位置是不同的，從而起到了保護(hù)作用。