操作系统之内存管理:1、内存管理基础知识(指令工作原理、地址转化、程序运行过程)

    科技2024-07-17  70

    1、内存管理基础知识(指令工作原理、地址转化、程序运行过程)

    思维导图什么是内存?指令的工作原理装入模块的三种实现绝对装入可重定位装入动态重定位 程序的运行过程链接的三种方式

    思维导图

    什么是内存?

    内存:可存放数据,程序执行前需要放到内存中才能被CPU处理 内存的作用:主要是为了解决硬盘与CPU速度不匹配的问题 问题: 当多个程序并发执行时,如何区分各个程序的数据存放位置呢? 解决: 给内存的存储单元编址。 问题: 具体怎么编址呢? 解决: 可按字节编址:每一个存储单元大小为1字节; 也可按字编址:由机器字长决定,若机器字长为64位,每一个存储单元就是64个2进制位(8字节) 也可按半字编址

    指令的工作原理

    1、现在有一条指令:x=x+1 2、经过编译之后会翻译成3条机器指令(如图) 3、当程序运行时,会将程序装入内存,创建进程;产生程序段和数据段 4、然后根据机器指令中的地址找到对应的内存地址取出或者放入数据 上图中,我们从地址为79的存储单元取出数据10放入地址为3的寄存器,然后执行加一操作,然后将地址为3的寄存器中的数据在放回到地址为79的内存中。 问题:当程序经过编译后装入模块时产生的地址为逻辑地址,例如:当机器指令中存放10的地址为79但是程序在内存中的存储开始地址为100,这样的话如果没有相应措施本应该存储到179地址的数据会存储到79位置上,这是很危险的,所以我们需要对逻辑地址和物理地址进行转化

    装入模块的三种实现

    绝对装入

    可重定位装入

    装入后可执行文件中的地址都被修改为了物理地址,地址变换在装入时一次性完成

    动态重定位

    在装入后通过重定位寄存器和逻辑地址计算数据存放地址,即使程序移动后,也可以通过再次计算得到新的物理地址

    程序的运行过程

    程序从编程到运行的过程: 1、编辑 2、编译:生成目标模块 3、链接:生成装入模块,即可执行文件 4、装入

    链接的三种方式

    1、静态链接:将目标模块整合成一块,一起装入 2、装入时动态链接:将目标模块以独立的模块全部装入 3、运行时动态链接:在装入时将用到的模块装入,没有用到的模块则不装入

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