雖然80386處理器要較以前的處理器的功能大大增強，但這些功能只能在保護模式下才能全部得到發(fā)揮。在實模式下最大尋址空間只有1M,但在保護模式最大尋址空間可達4G，可以訪問到所有的物理內存。同時由于引入虛擬內存的概念，在程序設計中可使用的地址空間為64TB。80386處理器采用了可擴充的分段管理和可選的分頁管理機制，這兩個存儲管理機制由MMU(Memory Management Unit)部件來實現。因此，如果在80386下進行實模式編程，這時的80386處理器相當于一功能更強大，運行速度更快的8086處理器。80386提供對虛擬存儲器的支持，虛擬存儲器的理論基礎就是：速度非常快的內存儲器和海量的外存儲器，所以它是一種軟硬件結合的技術，它能夠提供比物理內存大得多的存儲空間。
   80386下的段具有三個屬性：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)，通常用一個叫做選擇子的東西去確定使用上述三個線性表中哪一個描述符。程序中使用的地址空間就是虛擬地址空間，上面已經說過80386下虛擬地址空間可達到64TB(后面將解釋為什么可以達到64TB)，虛擬地址空間由一個選擇子和段內偏移組成，這是因為通過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。不過請注意，這里并沒有將段基址乘以16再加上偏移地址，這是保護模式與實式模式的區(qū)別之一。很明顯，任何數據都必須裝入到物理內存才能夠被存儲器處理，所以二維的虛擬地址空間必須轉換成一維的物理地址。同時，由于每個任務都有自已的虛擬地址空間，為了防止多個并行任務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成，線性地址空間與物理地址空間對等，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到4GB，址址為32位，所以說線性地址空間與物理地址空間對等)。下面是80386虛擬地址空間與物理址空間的轉換示意圖：
  
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        | 虛擬地址 |------>|分段管理部件|------>|線性地址|---|--->|可選的分頁管理部件|---|-->|物理地址|
        |----|-----|       |------------|       |--------|   |    |------------------|   |   |--------|
      |------|-------|                                       |                           |
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 |  選擇子  |    | 段內偏移|
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   地址映射過程中，通過分段管理部件將虛擬地址空間轉換成線性地址，這一步是必然存在的。如果在程序中啟用了分頁管理機制，那么線性地址還要經過分頁管理部件的處理才得到最后的物理地址。如果沒有采用分頁管理機制，那么得到的線性地址就是物理地址。分頁管理部件的主要的工作機制在于將線性地址和物理地址劃分成大小相同的塊，通過在建立兩者之間的頁表來建立對應關系。分段管理機制使用大小可變的存儲塊，使用分段管理機制適合處理復雜系統(tǒng)的邏輯分段。分頁管理機制使用固定大小的塊，所以它適合管理物理存儲器，分頁管理機制能夠更有效地使用虛擬地址空間。
   80386支持多任務，因此對各個任務進行保護是非常必要的，對任務的保護可分為：同一任務內的保護，不同任務之間的保護。
   a.同一任務內的保護，在同一任務內定義有四種特權級別(Previlege Level)，將這些特權級別分配給段中的代碼和數據，把最高的特權級別分配給最重要的數據和最可信任的代碼，將較低級別的特權分給一般的代碼和不重要的數據。特權級別用0~3來表示，用數字0表示最高特權級別，用數字3表示最低特權級別，在比較特權級別時不使用大于或小于，而是使用外層或里層來比較，很明顯特權級別為0表示最里層，特別級別為3表示最外層。任何一個存儲段(程序直接進行訪問的代碼段和數據段)都有一個特權級別，在一個程序試圖訪問這個存儲時，就會進行特權級別的比較，如果小于或等于(如果等于表明同級，小于則表明是內層)處該存儲段的特權級別就可以對該存儲段進行訪問。任務在特定時刻下的特權級別稱為CPL(Current Previlege Level)，看一簡單的結構示意圖:
                  
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                   |  CodeA  | DataA | 特權級別為0                             
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                   |  CodeB  | DataB | 特權級別為1                             
                   |---------|-------|
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                   |  CodeC  | DataC | 特權級別為2                             
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                   |  CodeD  | DataD | 特權級別為3                             
                   |---------|-------|

     CodeA可以訪問DataA,CodeB,DataB,CodeC,DataC,CodeD,DataD
     CodeB可以訪問Datab,CodeC,DataC,CodeD,DataD,但不可以訪問CodeA,DataA
     CodeC可以訪問DataC,CodeD,DataD,但不可以訪問CodeA,DataA,CodeB,DataB
     CodeD處在最外層，只能訪問同級的DataD,不可以訪問CodeA,DataA,CodeB,DataB,CodeC,DataC
     通常應用程序放在最外層，但由于每個應用程序的虛擬地址空間不同，因此它們被隔離保護。這種特權級別的典型用法就是：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，2級留給中間軟件使用，3級放應用程序，這樣的安排的好處在于：操作系統(tǒng)的核心因為放在0層，因此它可以訪問任務中所有的存儲段，而1級的部分操作系統(tǒng)可以訪問除0級以外的所有存儲段，應用程序只能訪問自身的存儲段。
   b.不同任務間的保護,通過把每個任務放在不同的虛擬地址空間來實現隔離保護，虛擬地址到物理地址之間的映射由每個任務中的映射函數來決定，隨著任務切換，映射函數也跟著切換，這樣可以保證任務A映射到物理內存中的區(qū)域與任務B映射到內存中的區(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存中的位置是不同的，從而起到了保護作用。