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Espacios de direcciones lógico y físico
Una dirección generada por la CPU (proceso) se denomina comúnmente dirección lógica, mientras que una dirección vista por la unidad de memoria (es decir, la que se carga en el registro de direcciones de memoria de la memoria) se denomina comúnmente dirección física.
Los métodos de reasignación en tiempo de compilación y en tiempo de carga generan direcciones lógicas y físicas idénticas. Sin embargo, el esquema de reasignación de direcciones en tiempo de ejecución hace que las direcciones lógica y física difieran. En este caso, usualmente decimos que la dirección lógica es una dirección virtual. utilizaremos los términos dirección lógica y dirección virtual de manera intercambiable.
El conjunto de todas las direcciones lógicas generadas por un programa es lo que se denomina un espacio de direcciones lógicas; el conjunto de todas las direcciones físicas correspondientes a estas direcciones lógicas es un espacio de direcciones físicas. Así, en el esquema de reasignación de direcciones en tiempo de ejecución, decimos que los espacios de direcciones lógicas y físicas difieren.
La correspondencia entre direcciones virtuales y físicas en tiempo de ejecución es establecida por un dispositivo hardware que se denomina unidad de gestión de memoria (MMU, memory- management unit). Podemos seleccionar entre varios métodos distintos para establecer esta correspondencia. Por el momento, vamos a ilustrar esta operación de asociación mediante un esquema MMU simple, que es una generalización del esquema de registro base. El registro base se denominará ahora registro de reubicación. El valor contenido en el registro de reubicación suma a todas las direcciones generadas por un proceso de usuario en el momento de enviarlas a memoria.
Por ejemplo, si la base se encuentra en la dirección 14000, cualquier intento del usuario de direccionar la posición de memoria cero se reubicará dinámicamente en la dirección 14000; un acceso a la ubicación 346 se convertirá en la ubicación 14346. El sistema operativo MS-DOS 
que se ejecutaba sobre la familia de procesadores Intel 80×86 utilizaba cuatro registros de reubicación a la hora de cargar y ejecutar procesos.
El programa de usuario nunca ve las direcciones físicas reales. El programa puede crear un puntero a la ubicación 346, almacenarlo en memoria, manipularlo y compararlo con otras direcciones, siempre como el número 346. Sólo cuando se lo utiliza como dirección de memoria (por ejemplo, en una operación de lectura o escritura indirecta) se producirá la reubicación en relación con el registro base. El programa de usuario maneja direcciones lógicas y el hardware de conversión (mapeo) de memoria convierte esas direcciones lógicas en direcciones físicas. La ubicación final de una dirección de memoria referenciada no se determina hasta que se realiza esa referencia.
Ahora tenemos dos tipos diferentes de direcciones: direcciones lógicas (en el rango comprendido entre 0 y max) y direcciones físicas (en el rango comprendido entre R+0 y R+max para un valor base igual a R). El usuario sólo genera direcciones lógicas y piensa que el proceso se ejecuta en las ubicaciones comprendidas entre 0 y max. El programa de usuario suministra direcciones lógicas y estas direcciones lógicas deben ser convertidas en direcciones físicas antes de utilizarlas.
El concepto de un espacio de direcciones lógicas que se acopla a un espacio de direcciones físicas separado resulta crucial para una adecuada gestión de la memoria.
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