虚拟内存是计算机体系结构中的一个宝贵概念，即使具有相对较小的RAM，也可以使您在计算机上运行大型复杂的程序。具有虚拟内存的计算机巧妙地在固定数量的物理内存中处理多个程序的冲突需求。内存不足的PC可以运行与具有大量RAM的程序相同的程序，尽管运行速度较慢。
物理地址与虚拟地址
计算机通过地址系统访问其RAM的内容，这些地址本质上是定位每个字节的数字。由于内存的大小因PC的不同而异，因此确定哪种软件可以在给定的计算机上运行变得很复杂。虚拟内存通过将每台计算机视为拥有大量 RAM 并将每个程序视为专门使用 PC 来解决此问题。操作系统（例如Microsoft Windows或Apple的OS X）为每个程序创建一组虚拟地址。操作系统将虚拟地址转换为物理地址，在程序可用时动态地将其装入 RAM。
分页
虚拟内存将程序分成称为页的固定大小的块。如果计算机有充足的物理内存，操作系统会将程序的所有页面加载到 RAM 中。如果没有，操作系统会尽可能地适应并运行这些页面中的说明。当计算机处理完这些页面后，它会将程序的其余部分加载到 RAM 中，可能会覆盖较早的页面。由于操作系统自动管理这些详细信息，因此软件开发人员可以腾出时间专注于程序功能，而不必担心内存问题。
多道程序设计
具有分页功能的虚拟内存使计算机可以同时运行多个程序，几乎不管可用的 RAM 大小如何。这种好处称为多重编程，是现代PC操作系统的一项关键功能，因为它们可以与您的应用程序同时容纳许多实用程序，例如打印机驱动程序，网络管理器和病毒扫描程序-Web浏览器，文字处理器，电子邮件和媒体球员。
分页文件
使用虚拟内存，计算机会将最近未使用过的程序页面写入硬盘驱动器上称为分页文件的区域。该文件保存页面中包含的数据。如果程序再次需要它，则RAM可用时，操作系统会重新加载它。当许多程序争用 RAM 时，将页面交换到文件的行为会降低计算机的处理速度，因为它花费更多的时间来处理内存管理琐事而花费更少的时间来完成有用的工作。理想情况下，计算机将具有足够的RAM来处理许多程序的需求，从而最大程度地减少计算机用于管理其页面的时间。
内存保护
没有虚拟内存的计算机仍然可以同时运行许多程序，尽管如果一个程序的地址指向错误的程序，则一个程序可能会偶然或有意更改，而另一个程序中的数据可能会更改。虚拟内存可以防止这种情况，因为程序永远不会“看到”它的物理地址。虚拟内存管理器保护一个程序中的数据不被另一个程序更改。
