操作系统中的程序装入与链接解析

"操作系统 汤小丹 第三版" 在计算机操作系统中，程序的装入和链接是程序执行的基础。这一过程对于理解操作系统的工作原理至关重要。本节以《计算机操作系统》(第三版)汤小丹等编著的教材内容为依据，详细阐述程序的装入和链接。 4.2 程序的装入和链接 在多道程序环境中，程序运行前需要将其加载到内存中。这个过程通常包括三个主要步骤：编译、链接和装入。 1. **编译**：编译阶段是将用户编写高级语言源代码转化为机器语言的过程。编译程序（Compiler）分析源代码并生成一系列的目标模块（Object Module），每个目标模块对应源代码中的一部分功能。 2. **链接**：链接阶段是将编译后的多个目标模块合并成一个单一的可执行程序。链接程序（Linker）的作用是解决这些目标模块间的引用关系，将它们与所需的库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块（Load Module）。库函数是预先编译好的常用函数集合，可供多个程序使用。 3. **装入**：最后，装入程序（Loader）负责将装入模块加载到内存中，以便CPU可以执行。装入有三种方式： - **绝对装入方式**：程序在编译时就确定了其在内存中的位置，装入时直接按照这个地址加载，适合单道系统。 - **可重定位装入方式**：程序装入时的位置不固定，装入时会根据实际内存情况调整地址，使得多个程序可以共存于内存中。 - **动态运行时装入方式**：程序在运行时才进行地址重定位，这样可以更有效地利用内存，比如在动态链接中使用。 4.2.1 程序的装入 对于简单的程序，装入过程可能仅涉及将一个目标模块装入内存。不同的装入方式适用于不同的情形。例如，绝对装入方式简单直接，但不适用于多道程序环境；可重定位装入方式和动态运行时装入方式则更适合内存管理复杂的情况。 在操作系统中，进程是程序的执行实体，其内存布局包括代码段、数据段、堆和栈等部分。装入过程中需要考虑如何有效地管理和映射这些部分，以确保程序正确执行。 《计算机操作系统》这本书全面介绍了操作系统的基本概念、功能和实现机制，包括进程管理、存储管理、设备管理、文件系统、用户接口等，适合作为本科教材使用，同时也适合计算机及相关领域的专业人士参考。通过学习，读者可以深入理解操作系统如何协调和管理计算机资源，以及程序装入和链接的底层原理。