下图展示了各种I/O包：

一个系统中的进程与其他进程共享CPU和主存资源的。

为了更加有效地管理内存并且少出错，现代系统提供了一种对主存的抽象概念，叫做虚拟内存VM。

虚拟内存是硬件异常，硬件地址，主存，磁盘文件和内核软件的完美交互，它为每个进程提供了一个大的，一致的和私有的地址空间。

虚拟内存提供了三个重要的能力：

1. 它将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，通过这种方式，它高效地使用了主存。
2. 它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了内存管理。
3. 它保护了每个进程的地址空间不被其他进程破坏。

从给处理器加电开始，直到断电为止，程序计数器假设一个值的序列$a_0,a_1,…,a_{n-1}$，其中，每个$a_k$是某个相应指令$I_k$的地址。每次从$a_k$到$a_{k+1}$的过渡称为控制转移。这样的控制转移序列叫做处理器的控制流。

链接是将各种代码和数据片段收集并组合成一个单一文件的过程，这个文件可被夹在到内存中运行。链接可以执行于编译时，也就是在源代码被翻译成机器代码时；也可以执行于加载时，也就是在程序被加载器加载到内存并执行时；甚至执行于运行时，也就是由应用程序来执行。

链接时由链接器程序自动执行的。链接器在软件开发中扮演这一个关键的角色，因为它们使得分离编译称为可能。

传统静态链接，加载时共享库的动态链接，以及运行时的共享库的动态链接。

存储器系统是一个具有不同容量、成本和访问时间的存储设备的层次结构。CPU寄存器保存着最常用的数据。靠近CPU的小的、快速的高速缓存存储器（cache memory）作为一部分存储在相对慢速的主存储器中数据和指令的缓冲区域。主存缓存存储在容量较大的、慢速磁盘上的数据，而这些磁盘通常又作为存储在通过网络连接的其他机器的存盘或磁带上的数据的缓冲区域。

计算机执行机器代码，用字节序列编码低级的操作，包括数据处理、管理内存、读写存储设备上的数据、以及利用网络通信。编译器基于编程语言的规则、目标及其的指令集和操作系统遵循的管理，经过一系列阶段生成机器代码。GCC C语言编译器以汇编代码的形式产生输出，汇编代码是机器代码的文本表示，给出程序中每一条指令。