Под памятью будет подразумеваться оперативная память (RAM).
Память является одной из трех главный составляющих компьютера:
Память энергозависима - при включении компьютера данные загружаются, а при выключении питания данные стираются. Память - набор ячеек с адресами.
Для выполнения инструкций ЦПУ нужны данные. Если данные есть в кэше, то происходит cache hit. Если нет и нужно взять данные из RAM, то происходит cache miss. Брать данные из RAM долго.
Виртуальная память - механизм управления физической памятью. В процессоре есть механизм наряду с ALU и префетчером MMU (memory management unit). MMU делает так, чтобы каждый процесс думал, что он может пользоваться всей доступной памятью в компьютере.
Приложение при необходимости может запросить у ОС дополнительную память через аллокатор или напрямую через системный вызов.
Схематично и очень упрощённо модель памяти выглядит так:
