Lembra do page fault? É parecido, mas o motivo é diferente. A falha de página é inerente ao sistema de memória virtual. A falha de segmentação é um bug no código (provavelmente).
Ele ocorre quando tenta acessar uma memória que não está disponível para sua aplicação. Ela não foi alocada (reservada) para o processo em execução. Também ocorre quando o acesso é feito em páginas protegidas no processo, em geral mais quando está fazendo escrita.
Seu erro
Você não pode escrever no endereço 0 da memória da sua aplicação. E não é só o 0, outros também são reservados. Na verdade nem ler no 0. Você não pode escrever na parte de código (salvo privilégio especial), o código é fixo, é estático. O mesmo ocorre com a parte de dados estáticos (em geral colocados por literais no seu código).
Lembrando que o endereço de memória em questão é virtual, nada tem a ver com a memória física.
O que é Segmentação de Memória?
Áreas da memória onde cada parte está:
- o código binário executando
- dados estáticos
- memória estática, dinâmica
- partes que só o sistema operacional deveria acessar
- partes protegidas a pedido da aplicação
- etc.
São os segmentos, cada um com uma configuração diferente no sistema operacional. Estes segmentos costumam ser formados por várias páginas.
Ele pode ocorrer sempre que fizer uma operação não permitida, de leitura, escrita ou execução. É como na filesystem quando tenta acessar um arquivo sem permissão para aquilo.
Como a Segmentação de Memória influencia no funcionamento do meu programa?
Para o desenvolver comum nada, mas ali tem toda organização de como o processo tratará o que está em memória. Claro que ele não pode tentar fazer operações em segmentos não permitidos nas linguagens que permitem isso.
O segmentation fault gerado pelo programa acima esta relacionado com a Segmentação de Memória ou é outra coisa?
Esse erro ocorre por acessar algo que não está autorizado naquele contexto. Isso não ocorre em linguagens com memória gerenciada, a não ser por bug no runtime ou máquina virtual da linguagem.
Esses bugs ocorrem frequentemente por problema na manipulação de ponteiros, mas há ouras situações que podem ocorrer.
Pior quando não ocorre o segmentation fault. O hardware não pode impedir todo acesso equivocado na memória porque ele é válido e isso se torna um erro lógico, muito mais difícil de detectar.
Coloquei no GitHub para referência futura.