Виртуальная память - это процесс, посредством которого данные (например, программный код) могут быстро обмениваться между местами хранения физической памяти и оперативной памятью. Быстрый обмен данными является прозрачным для пользователя. Использование виртуальной памяти позволяет использовать более крупные программы и позволяет этим программам работать быстрее.
В современных операционных системах данные могут постоянно обмениваться между жестким диском и оперативной памятью через виртуальную память. Процесс, называемый обменом, используется для обмена данными через виртуальную память. Благодаря этому создается впечатление, что компьютер имеет больший объем оперативной памяти, поскольку виртуальная память позволяет эмулировать передачу целых блоков данных, обеспечивая бесперебойную и эффективную работу программ.
Вместо того, чтобы пытаться поместить данные в часто ограниченную энергозависимую оперативную память, данные фактически записываются на жесткий диск. Соответственно, размер виртуальной памяти ограничен только размером жесткого диска или пространством, выделенным для виртуальной памяти на жестком диске. Когда информация требуется в ОЗУ, система обмена быстро переставляет блоки памяти (также часто называемые страницами памяти) между ОЗУ и жестким диском.
В некотором смысле, виртуальная память является специализированным вторичным типом хранения данных, и часть жесткого диска предназначена для хранения специализированных файлов виртуальной памяти (также называемых страницами). Область жесткого диска, предназначенная для хранения блоков данных, подлежащих обмену через интерфейс виртуальной памяти, называется файлом подкачки. В большинстве операционных систем существует заранее заданный размер области файла подкачки жесткого диска, и файлы подкачки могут существовать на нескольких дисках.
Однако пользователи большинства современных операционных систем могут изменять размер файла подкачки Windows в соответствии с конкретными требованиями к производительности. Как и в случае с размером файла подкачки, хотя фактический размер страниц задан заранее, современные операционные системы обычно позволяют пользователю изменять размер страницы. Размер страниц варьируется от тысячи до нескольких мегабайт.
Использование виртуальной памяти позволяет целому блоку данных или программ (например, процессу приложения) находиться в виртуальной памяти, в то время, как только часть исполняемого кода находится в физической памяти. Соответственно, использование виртуальной памяти позволяет операционным системам запускать много программ и, таким образом, увеличивать степень многопрограммирования в операционной системе.
Виртуальная память является частью многих операционных систем, включая Windows, но не является функцией DOS. Помимо увеличения скорости выполнения и рабочего размера программ (строк кода), настройка виртуальной памяти в Windows обеспечивает ценный экономический эффект. Память жесткого диска в настоящее время намного дешевле, чем оперативная память. Соответственно, использование виртуальной памяти позволяет проектировать вычислительные системы большой емкости при относительно низких затратах.