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Note that "virtual memory" is more than just "using disk space to extend physical memory size"
虚拟内存是提供给每个进程的抽象层。比方说，计算机有 2GB 的物理 RAM，地址从 0 到 2G。一个进程可能会看到 4GB 的地址空间，它完全属于它自己。从虚拟地址到物理地址的映射由内存管理单元处理，该单元由操作系统管理。通常这是在 4KB“页面”中完成的。
这提供了几个功能：
您的教科书将虚拟内存（错误地）定义为 #3。
即使没有任何交换，如果您为执行 DMA（直接内存访问）的设备编写设备驱动程序，您也特别需要注意虚拟内存。您的驱动程序代码在 CPU 上运行，这意味着它的内存访问是通过 MMU（虚拟）进行的。该设备可能根本不经过MMU，所以它看到原始物理地址。因此，作为驱动程序编写者，您需要确保：
我会试着慢慢开始，然后为你把这一切放在一起。就像这样：
常用的虚拟内存是指“分页”。顾名思义，分页就像人类的记事本。
当您计算简单的总和或学习简单的信息时，您可以在头脑中完成所有操作：您只需加载所有信息，对其进行处理，然后得到答案。这就像一台计算机从硬盘驱动器加载文件——它将程序或图片或其他需要工作的信息加载到它的“真实内存”（或“物理内存”）中，并用它的“大脑”处理它们（它的处理器）。
但是，当您学习复杂的信息或处理复杂的总和时，您可能无法一次将所有这些都放在脑海中。您感到困惑，开始放慢速度，无法立即将所有内容保留在那里，并且必须忘记一些事情才能记住其他事情。
人类的解决方案是使用记事本。我们在页面上记下所有我们无法一次记住的东西，但在计算时参考它们。我们可能无法记住当月的大量销售数据列表，但我们可以查看页面，一次获取一点信息，并逐一处理。这就像计算机对其内存进行“分页”——将充满信息的页面写入页面，然后将其放入“虚拟内存”以供以后参考，并意识到它需要一个页面，然后将该页面从虚拟内存加载回实内存。在 linux 和 unix 上，这些页面存储的地方字面称为“页面文件”，内存中数据的页面字面称为“页面”。不同的系统对这些东西有不同的名称，但大体的概念大同小异。
所以真的，分页非常简单。信息的所有页面都无法放入内存中，因此有些页面会放在磁盘上，稍后再加载。
现在，更复杂的是，现代系统具有内存映射和内存保护功能，这些通常由计算机中的同一个硬件系统处理：内存管理单元或 MMU。
在（现代）多任务计算机中，可以同时运行多个程序并具有内存保护功能，每个程序通常与运行在同一系统上的其他程序分开。这样，一个程序不能简单地通过访问其内存来改变另一个程序——MMU 在物理上将一个程序的地址空间与其他程序的地址空间分开。换句话说，用户的程序看不到其他用户的程序，甚至其他程序。他们看不到“真实记忆”——他们看到的是自己的“虚拟记忆”。
现在，这个内存隔离概念和页面文件概念是两个概念上不同的东西，这可能是您感到困惑的原因。然而，关键是它们都使用 MMU——内存管理单元，它将内存分成页面，并将页面映射到虚拟地址空间。
所以，当一个程序请求某个“内存地址”的内存时，真正发生的是该程序的内存页和它们对应的地址（程序的“地址空间”）被查找，对应的页找到那个内存块。该页面可以加载到实际内存中的某个位置，在这种情况下，程序可以访问，或者可以将其分页到磁盘。如果它被调出，则会触发“页面错误”——磁盘被访问，页面被加载到内存中。因此该程序即使在没有足够内存的情况下也能工作，但它运行缓慢，如果它必须使用磁盘来进行通常非常快速的内存访问。
现在，如果没有足够的空间将该页面加载到内存中，那么您就有问题了。在这种情况下，内存中已经存在的一些 OTHER 页面必须“交换”到磁盘，因此可以加载第一个程序的页面。或者，它们可能同样是来自同一程序的页面。您有时会在图形程序中看到这种情况，例如，在负载较重的系统上，当图片的一部分加载缓慢并快速绘制时，下一部分加载同样缓慢并快速绘制，当您返回使用第一个时部分，它再次变慢。那是因为它们被加载以进行处理，然后再次换出，因此可以处理其他事情。显然，这是一种非常缓慢的工作方式，而您真正需要的是更多的 REAL 内存。
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