存储器层次结构与程序装入链接详解

本章节主要探讨了计算机系统中的存储器管理和程序的动态链接和装入。首先，4.1节概述了存储器的层次结构，现代计算机系统中的存储器由高速、低速和容量逐渐增大的不同层次组成，如寄存器、缓存、内存和外存。这些层次的组织基于访问速度、容量需求和成本效益，理想的状况是各个层次能保持均衡的使用，以达到整体性能的最佳状态。 主存储器（如内存）负责存储进程的运行程序和数据，具有中等速度、容量和价格。而高速缓存（Cache），如CPU内的L1/L2/L3缓存，是为了解决内存和CPU速度不匹配的问题，提供极快但昂贵且易变的临时存储空间。磁盘缓存则是操作系统对硬盘读写的优化，实际上它并非独立的存储设备，而是内存的一部分。 4.2节介绍了程序的装入和链接过程。在成为进程之前，程序需要经过编辑、编译和链接阶段。编辑阶段形成源文件，编译阶段将其转换为目标模块，包含模块内的符号地址。链接阶段则涉及模块间地址的解析，最终生成可执行文件。程序装入（如绝对装入）包括将逻辑地址转换为物理地址，以便在进程创建时确定内存布局。绝对装入方式虽然简单，但依赖硬件特定，不适合多道程序环境，因此通常使用符号地址，便于程序的修改和移植。 本章节内容深入浅出地阐述了存储器层次结构的设计原则以及程序链接和装入的细节，这些都是操作系统实现高效内存管理和程序执行的关键组成部分。通过理解这些概念，读者可以更好地掌握计算机系统的工作原理，特别是对于那些希望从事软件开发或系统架构设计的学生来说，这部分知识至关重要。