：内存管理 -- 内存的基础知识（内存装入内存的三种方式程序链接的三种方式）内存管理章节知识框架

Posted 2022-01-24 CodeJiao

1. 内存的基础知识

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1.1 内存管理章节知识框架

说明：

内存管理和进程管理是操作系统的核心内容，需要重点复习。本章围绕分页机制展开：通过分页管理方式在物理内存大小的基础上提高内存的利用率，再进一步引入请求分页管理方式，实现虚拟内存，使内存脱离物理大小的限制，从而提高处理器的利用率。

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1.2 什么是内存？有什么作用？

字长（即机器字长）：

机器字长是指计算机进行一次整数运算（即定点整数运算）所能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数、加法器有关。因此，机器字长一般等于内部寄存器的大小，字长越长，数的表示范围越大，计算精度越高。计算机字长通常选定为字节(8位）的整数倍。

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1.2 补充知识：几个常用的数量单位

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1.3 进程的运行原理 – 指令

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1.4 逻辑地址 vs 物理地址

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1.5 从写程序到程序运行

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1.6 装入模块、装入内存

装入模块：组装成一个可执行文件。
装入内存：将可执行文件装入内存（这样就可以执行可执行文件了）。

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1.7 装入的三种方式

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1.7.1 绝对装入

绝对装入。在编译时，若知道程序将驻留在内存的某个位置，则编译程序将产生绝对地址的目标代码。绝对装入程序按照装入模块中的地址，将程序和数据装入内存。由于程序中的逻辑地址与实际内存地址完全相同，因此不需对程序和数据的地址进行修改。

适用环境：

绝对装入方式只适用于单道程序环境。另外，程序中所用的绝对地址，可在编译或汇编时给出，也可由程序员直接赋予。而通常情况下在程序中采用的是符号地址编译或汇编时再转换为绝对地址。

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1.7.2 可重定位装入（静态重定位的）

可重定位装入。在多道程序环境下，多个目标模块的起始地址（简称始址）通常都从0开始，程序中的其他地址都是相对于始址的，此时应采用可重定位装入方式。根据内存的当前情况，将装入模块装入内存的适当位置。装入时对目标程序中指令和数据的修改过程称为重定位,地址变换通常是在装入时一次完成的,所以又称静态重定位,如图3.2(a)所示。

静态重定位的特点:

静态重定位的特点是，一个作业装入内存时，必须给它分配要求的全部内存空间，若没有足够的内存，则不能装入该作业。此外，作业一旦进入内存，整个运行期间就不能在内存中移动，也不能再申请内存空间。

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1.7.3 动态运行时装入（动态重定位）：现在绝大部分计算机采用的方式

动态运行时装入，也称动态重定位。程序在内存中若发生移动，则需要采用动态的装入方式。装入程序把装入模块装入内存后，并不立即把装入模块中的相对地址转换为绝对地址，而是把这种地址转换推迟到程序真正要执行时才进行。因此，装入内存后的所有地址均为相对地址。这种方式需要一个重定位寄存器的支持，如图3.2(b)所示。

动态重定位的特点如下:

可以将程序分配到不连续的存储区中;在程序运行之前可以只装入它的部分代码即可投入运行，然后在程序运行期间，根据需要动态申请分配内存;便于程序段的共享，可以向用户提供一个比存储空间大得多的地址空间。

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1.8 程序链接的三种方式

• 静态链接。在程序运行之前，先将各目标模块及它们所需的库函数链接成一个完整的可执行程序，以后不再拆开。
• 装入时动态链接。将用户源程序编译后所得到的一组目标模块，在装入内存时，采用边装入边链接的方式。
• 运行时动态链接。对某些目标模块的链接，是在程序执行中需要该目标模块时才进行的。其优点是便干修改和更新，便于实现对目标模块的共享。

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1.9 小结

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