虚拟内存允许操作系统避开物理RAM的限制。虚拟内存管理器为每个进程创建一个逻辑地址空间（或者虚拟地址空间）并且将它分配为相同大小的内存块（可称为页）。处理器与内存管理器单元（MMU）维持一个页表来映射程序逻辑地址空间到计算机RAM的硬件地址。当程序的代码访问内存中的一个地址时，MMU利用页表将指定的逻辑地址转换为真实的硬件内存地址。这种转换自动发生并且对于运行的应用是透明的。
就程序而言，在它逻辑地址空间的地址永远可用。然而，当应用访问一个当前并没有在物理RAM中的内存页的地址时，就会发生页错误。当这种情况发生时，虚拟内存系统调用一个专用的页错误处理器来立即响应错误。页错误处理器停止当前执行的代码，定位到物理内存的一个空闲页，从磁盘加载包含必要数据的页，更新页表，之后返回对程序代码的控制，程序代码就可以正常访问内存地址了。这个过程被称为分页。
如果在物理内存中没有空闲页，页错误处理器必须首先释放一个已经存在的页从而为新页提供空间。由系统平台决定系统如何释放页。在OS X，虚拟内存系统常常将页写入备份存储。备份存储是一个基于磁盘的仓库,包含了给定进程内存页的拷贝。将数据从物理内存移到备份存储被称为页面换出；将数据从备份存储移到物理内存被称为页面换入。在iOS，没有备份存储，所以页面永远不会换出到磁盘，但是只读页仍可以根据需要从磁盘换入。
在OS X and iOS中，页大小为4kb。因此，每次页错误发生时，系统会从磁盘读取4kb。当系统花费过度的时间处理页错误并且读写页，而并不是执行代码时，会发生磁盘震荡（disk thrashing）。
无论页换出／换入，磁盘震荡会降低性能。因为它强迫系统花费大量时间进行磁盘的读写。从备份存储读取页花费相当长的时间，并且比直接从RAM读取要慢很多。如果系统从磁盘读取另一个页之前，不得不将一个页写入磁盘时，性能影响会更糟。
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