コンピュータすなわちＣＰＵが処理をするためには，必要とするプログラムやデータがメモリに入っている必要があります。ところが，メモリの容量は比較的小さいので，プログラム全体の容量がメモリ（それを実記憶といいます）の容量を超えることもあります。
大きいプログラムがあったり，同時に多くのプログラムを実行するときには，メモリの容量が足りなくなってしまいます。パソコンで一人で使っている場合でも，ワープロソフト，表計算ソフト，ＷＷＷブラウザなどが開いていることもありましょうし，ＯＳやアンチウィルスソフトなどの多くの常駐プログラムが存在しています。
これを解決するのが仮想記憶方式です。これによって，プログラマは実メモリの容量や他人の利用を考慮することなくプログラムを構築することができますし，コンピュータの共同利用が可能になったのです。
ページング（スワッピング）
仮想記憶方式では，実行されるプログラムをページという一定の大きさの単位に分解して，仮想記憶（実際にはディスク）に保管します（このページのサイズはコンピュータのアーキテクチャ －ＣＰＵやＯＳの設計－ により決まります。現行のコンピュータでは，ほとんどが４ＫＢを採用）。
そして，実行に必要なページがメモリに存在しない（ページフォルトという）ときは、そのページを仮想記憶から実記憶に取り込みます。これをページイン（ロールイン）といいます。ＣＰＵでの処理が進むにつれて，いろいろなプログラム，あるいは一つのプログラムでのいくつものページが実記憶にページインされます。その結果，実記憶が一杯になると(実際にはある制限値を超えると），不要になった実記憶のページを仮想記憶へ移して空きページを作ります。これをページアウト（ロールアウト）といいます。ページインとページアウトを総称してページングあるいはスワッピングといいます。
すなわち，仮想記憶方式とは，プログラムをページに分解して仮想記憶に蓄え，ページングによりその時点で必要なページを実記憶に置くことにより，実記憶の容量よりも大きなプログラム群の処理を可能にする方式だといえます。
ＦＩＦＯとＬＲＵ
ページアウトを行うとき、どのページをページアウトするのかが問題になります。代表的な方法は次の２つです。
- ＦＩＦＯ（First In First Out）方式：最も以前にページインされたページをページアウトする。
- ＬＲＵ（Least Recentry Used）方式：参照されてからの経過時間が最も長いページをページアウトする。
例題を掲げます。実記憶のページ枠が３つで、ページがＡ→Ｂ→Ｃ→Ａ→Ｄ→Ａ→Ｅの順序で必要になったとします。
ＦＩＦＯ ＬＲＵ
Ａ Ａ─┐ Ａ─┐
┌┴──┬───┬───┐ ┌┴──┬───┬───┐
│Ａ １│ │ │ │Ａ １│ │ │
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
Ｂ Ｂ─┐ Ｂ─┐
┌───┬┴──┬───┐ ┌───┬┴──┬───┐
│Ａ ２│Ｂ １│ │ │Ａ ２│Ｂ １│ │
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
Ｃ Ｃ─┐ Ｃ─┐
┌───┬───┬┴──┐ ┌───┬───┬┴──┐
│Ａ ３│Ｂ ２│Ｃ １│ │Ａ ３│Ｂ ２│Ｃ １│
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
Ａ 存在するのでページアウト不要 Ａ─┐参照された
┌───┬───┬───┐ ┌──┴┬───┬───┐
│Ａ ４│Ｂ ３│Ｃ ２│ │Ａ １│Ｂ ３│Ｃ ２│
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
Ｄ Ｄ─┐ ┌─Ａ Ｄ─┐ ┌─Ｂ
┌┴─┴┬───┬───┐ ┌───┬┴─┴┬───┐
│Ｄ １│Ｂ ４│Ｃ ３│ │Ａ ２│Ｄ １│Ｃ ３│
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
Ａ Ａ─┐ ┌─Ｂ Ａ─┐参照された
┌───┬┴─┴┬───┐ ┌──┴┬───┬───┐
│Ｄ ２│Ａ １│Ｃ ４│ │Ａ １│Ｄ ２│Ｃ ４│
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
Ｅ Ｅ─┐ ┌─Ｃ Ｅ─┐ ┌─Ｃ
┌───┬───┬┴─┴┐ ┌───┬───┬┴─┴┐
│Ｄ ３│Ａ ２│Ｅ １│ │Ａ ２│Ｄ ３│Ｅ １│
└───┴───┴───┘ └───┴───┴───┘
スラッシング
仮想記憶に置かれたプログラム総量が実記憶の容量をはるかに超えると，ページングが頻繁に発生します。そこ結果，ＣＰＵはページング作業のために，本来の処理ができなくなってしまいます。そのように実際の処理効率が低下する現象をスラッシングといいます。利用者からみれば応答が遅いという現象です。さらにページングが増加すると実務的にコンピュータが止まってしまった状況（ホールドしたなどといます）になります。
パソコンを利用しているときに，パソコンが全然動かなくなってしまう現象がよくあります。その原因の一つにスラッシングが発生していることが多く，動作しているアプリケーションを止めると復旧するのはよく経験することです。それが多く発生するようならば，常駐プログラムを削除したりメモリを増強する必要があるといわれるのもこのためです。