> а совокупность битов?

А для этого байты есть. Произвольные за цикл нельзя? Вы и разные байты в разных закоулках RAM за цикл не могли. Симметрия.

>> процов строится вокруг "адресации".

...
> в смысле вокруг адресов?

Режимы адресации - часть набора команд. Это как раз про вычисление адресов команд и данных. Тоже числа. Описывающие где брать следудющую команду. Или данные для нее.

> а инструкции процессор откуда должен считывать?

Как правило тоже из адресов, на которые указывает число в специфичном регистре известном как PC (Program Counter), IP (Instruction Pointer) или как его там кто называет.

Технически, используя асм, указатели в си, и т.п. как правило можно сделать доступ на произвольный адрес и как I-code и как D-bus. Проц это попробует. Получится ли - второй вопрос.

> откуда он знает, что вот первая инструкция, вот вторая и т.д.?

Поведение проца при power up регламентировано в доке, где он первую команду берет. Дальнейшее на усмотрение запустившегося софта и его соглашений.

Есть еще варианты. Хардварный дебагинтерфейс типа JTAG или сервисный проц может засетапить состояние проца как считает нужным и отпустить его работать. Скажем PSP на новых AMD так x86 запускает, уже инициализировав DRAM своей фирмварью.

>> адресов никогда полностью не аллоцированы: не бывает столько памяти у систем.
> ММУ это контроллирует.

В общем случае - железо и его конфигурация. У cortex M нет MMU но скажем попытка чтения или записи адреса 0 - воздается. Не любят в ARM null pointer.

> есть или нету, выявиться на этапе инициализации памяти.

На данный момент систем с 2^64 байтов в 1 системе не существует, на это можно расчитывать.

...
> так это интерфейс который должна реализовать любая ФС,

Он может быть и весьма номинальным, как тот пример.

> ли иметь смысл допустим реализовывать всякое кеширование в ram-based ФС?

Кеширование RAM в RAM? Я знаю только 1 осмысленный сценарий, zram. Там paging и проч юзается чтобы страницы еще и сжать. Когда страница потребуется - до того как ее отдать ее сперва распакуют. Но это не совсем кеширование, это креативное использование paging для "сжатия оперативки".