存储器管理：装入与链接详解

"装入和链接举例-chapter4存储器管理" 在操作系统中，存储器管理是至关重要的一个环节，它涉及到程序如何在内存中定位和执行。本章节主要讨论了存储器的层次结构以及程序的装入和链接过程。 首先，存储器的层次结构是现代计算机系统的一个核心特征。它通常包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器和外存储器。寄存器是CPU内部最快的存储单元，与CPU直接交互。高速缓存位于主存和CPU之间，用来缓解主存速度较慢的问题，它具有小容量但高速的特点。主存储器则存储运行时的程序和数据，容量适中，速度次于高速缓存。外存储器，如硬盘，具有大容量但速度慢，通常用于长期存储。操作系统会根据这些存储器的不同性能进行有效管理，以实现最佳的访问效率。 程序的装入和链接是程序从源代码变为可执行实体的过程。在编译阶段，源文件被转换成目标文件，其中的符号地址在链接阶段被解析为实际的物理地址。这个过程可以分为绝对装入、动态装入和可重定位装入等方式。 1. 绝对装入方式是最简单的，程序在编译时就确定了在内存中的位置。这种方式适用于单道程序系统，但不适用于多道程序环境，因为多个程序不能共享同一内存空间。 2. 动态装入是在程序运行时才进行装入，解决了绝对装入方式的局限性，允许程序在不同的内存位置运行。这种方式允许更灵活的内存管理，但增加了系统的复杂性。 3. 可重定位装入方式允许程序在任意内存位置装入，通过重定位操作将逻辑地址转换为物理地址。这种方式适应了多道程序系统的需求，使得内存空间可以有效利用。 在链接阶段，多个目标文件或库文件会被合并成一个可执行文件。例如，Prog1和Prog2都包含了共同的utilities.c源代码，编译后得到的utilities.o目标文件在链接时会被合并，生成最终的可执行文件。错误处理部分(errhdl1.o和errhdl2.o)也类似地进行处理。 在实际操作系统中，还存在共享库的概念，比如多个程序可以共享同一份utilities.o的实例，从而节省内存空间。这种机制通过动态链接实现，程序在运行时才进行必要的链接操作。 存储器管理是操作系统的重要组成部分，它涉及如何有效地使用不同层次的存储设备，并确保程序正确地装入和执行。理解这些概念对于优化系统性能和设计高效的操作系统至关重要。