运行时动态链接：存储器管理中的程序装入与链接优化

本章主要探讨了运行时动态链接和存储器管理在计算机系统中的重要性。动态链接允许程序在执行过程中，如果遇到未加载的模块，操作系统负责查找并将其装入内存进行链接，从而提高了程序的装入速度并节省内存资源。这种技术是现代操作系统中不可或缺的一部分，因为它支持了模块化编程和程序的动态扩展。 存储器管理是操作系统的核心功能之一，它涉及到多个层次的存储结构，包括CPU寄存器、主存、辅存以及高速缓存和磁盘缓存。存储器层次结构确保了不同速度和容量的介质协同工作，提供高效的数据访问。其中，寄存器用于优化CPU访问速度，而高速缓存则作为快速数据交换的缓冲区，减少了对主存储器的频繁访问，显著提升程序执行效率。 程序的装入和链接过程是将用户源代码转化为可执行文件的关键步骤。首先，源代码经过编译分解为目标模块，然后通过链接将这些模块和所需库函数连接起来，形成最终的装入模块。装入方式有三种：绝对装入方式预先指定程序在内存中的位置；可重定位装入方式允许程序在运行时根据实际需求调整其在内存中的布局；运行时装入方式则是在程序执行时动态完成链接和装入，进一步体现了动态链接的优势。 在分页和分段存储管理方面，基本分页存储通过将内存划分为固定大小的页面，简化了地址映射，而请求分页和请求分段则提供了更灵活的内存分配策略。页面置换算法如LRU（最近最少使用）和FIFO（先进先出）等，用于解决当内存不足时，决定淘汰哪个页面以腾出空间的问题。 虚拟存储器的概念允许程序占用超过物理内存的地址空间，通过硬盘空间来模拟更大的内存，增强了系统的可用性和灵活性。无论是连续分配方式还是现代的页表管理和段表管理，都旨在优化内存利用率和提高系统性能。 总结来说，本章深入剖析了存储器管理的关键概念和技术，从存储器层次结构到程序的装入链接，再到各种存储管理方法，这些内容都是理解现代操作系统如何高效地管理硬件资源，实现并发和多任务处理的基础。