3.1 內(nèi)存的基礎(chǔ)常識(shí)

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3.1 內(nèi)存的基礎(chǔ)常識(shí)

3.1.1 計(jì)算機(jī)的多級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

3.1.2 程序的裝入和鏈接

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3.1.1 計(jì)算機(jī)的多級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

? 對(duì)于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)而言一般可以分為三層：最高層為 CPU 寄存器，中間為主存（內(nèi)存），最底層是輔存，如下圖所示

? 內(nèi)存：可以用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的裝置，內(nèi)存的主要作用是緩和高速CPU與低速外存之間的速度矛盾。為了可以將存儲(chǔ)在內(nèi)存上的數(shù)據(jù)加以區(qū)分，我們會(huì)為內(nèi)存的存儲(chǔ)單元編上地址，即內(nèi)存地址。內(nèi)存地址一般是從0開始的，每一個(gè)內(nèi)存地址對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)單元。如果計(jì)算機(jī)是按字節(jié)編址的那么一個(gè)存儲(chǔ)單元就是一個(gè)字節(jié)記作1B即八個(gè)二進(jìn)制位（8bit）。我們經(jīng)常可以看到手機(jī)的內(nèi)存是4GB等等，這里的4GB就是指個(gè)字節(jié)也就是個(gè)字節(jié)，所以這些字節(jié)就需要32位二進(jìn)制數(shù)才能表示。

3.1.2 程序的裝入和鏈接

? 將一個(gè)用戶源程序變?yōu)榭梢栽趦?nèi)存中執(zhí)行的程序，一般要經(jīng)過編譯、鏈接、裝入三個(gè)步驟，我們著重介紹的是裝入以及鏈接。

? 1. 程序的裝入：

• 絕對(duì)裝入：在編譯時(shí)，如果知道程序?qū)⒎诺絻?nèi)存中的哪個(gè)位置，編譯程序?qū)a(chǎn)生絕對(duì)地址的目標(biāo)代碼。裝入程序按照裝入模塊中的地址，將程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存。但是絕對(duì)裝入的地址需要程序員事先提供，而且一旦程序或數(shù)據(jù)被修改后，可能要改變程序中的所有地址，十分不方便，只適用于單道程序環(huán)境。
• 可重定位裝入（靜態(tài)重定位）：編譯、鏈接后的裝入模塊的地址都是從0開始的，指令中使用的地址、數(shù)據(jù)存放的地址都是相對(duì)于起始地址而言的邏輯地址。可根據(jù)內(nèi)存的當(dāng)前情況，將裝入模塊裝入到內(nèi)存的適當(dāng)位置。裝入時(shí)對(duì)地址進(jìn)行“重定位”，將邏輯地址變換為物理地址（地址變換是在裝入時(shí)一次完成的）。靜態(tài)重定位的特點(diǎn)是在一個(gè)作業(yè)裝入內(nèi)存時(shí)，必須分配其要求的全部內(nèi)存空間，如果沒有足夠的內(nèi)存，就不能裝入該作業(yè)。作業(yè)一旦進(jìn)入內(nèi)存后，在運(yùn)行期間就不能再移動(dòng)，也不能再申請(qǐng)內(nèi)存空間。
• 動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)裝入（動(dòng)態(tài)重定位）：編譯、鏈接后的裝入模塊的地址都是從0開始的。裝入程序把裝入模塊裝入內(nèi)存后，并不會(huì)立即把邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址，而是把地址轉(zhuǎn)換推遲到程序真正要執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行。因此裝入內(nèi)存后所有的地址依然是邏輯地址。這種方式需要一個(gè)重定位寄存器的支持，用它來存放程序(數(shù)據(jù))在內(nèi)存中的起始地址。程序在執(zhí)行時(shí)，真正訪問的內(nèi)存地址是相對(duì)地址與重定位寄存器中的地址相加而形成的。

? 當(dāng)系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行了“緊湊”而使若干程序從內(nèi)存的某處移至另一處時(shí)，不需對(duì)程序做任何修改，只要用該程序在內(nèi)存的新起始地址，去置換原來的起始地址即可。 2.程序的鏈接

? 鏈接：由鏈接程序?qū)⒕幾g后形成的一組目標(biāo)模塊，以及所需庫函數(shù)鏈接在一起，形成一個(gè)完整的裝入模塊

• 靜態(tài)鏈接：在程序運(yùn)行之前，先將各目標(biāo)模塊及它們所需的庫函數(shù)連接成一個(gè)完整的可執(zhí)行文件（裝入模塊），之后不再拆開。
• 裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：將各目標(biāo)模塊裝入內(nèi)存時(shí)，邊裝入邊鏈接的鏈接方式。
• 運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接：在程序執(zhí)行中需要該目標(biāo)模塊時(shí)，才對(duì)它進(jìn)行鏈接，用不到的模塊就不需要進(jìn)入內(nèi)存。其優(yōu)點(diǎn)是便于修改和更新，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)模塊的共享。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统（三十二）内存的基础常识的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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