1.内存
内存可存放数据。
程序执行前需要先放到内存中才能被CPU处理:缓和cPU与硬盘之间的速度矛盾。
1.内存地址
内存地址从0开始,每个地址对应个存储单元。
2.存储单元
内存中也有一个一个的“小房间”,每个小房间就是一个“存储单元”。
- 如果计算机“按字节编址”则每个存储单元大小为1字节,即1B,即8个二进制位。
- 如果字长为16位的计算机“按字编址”,则每个存储单元大小为1个字;每字的大小为16个二进制位。
3.数量单位
一个字节等于八个比特位。
1
B
=
8
b
1B=8b
1B=8b
2
10
=
1
K
(
千
)
2^{10} = 1K(千)
210=1K(千)
2
20
=
1
M
(
兆,百万
)
2^{20} = 1M(兆,百万)
220=1M(兆,百万)
2
30
=
1
G
(
十亿,千兆
)
2^{30} = 1G(十亿,千兆)
230=1G(十亿,千兆)
2.进程运行的基本原理
1.指令的工作原理
操作码+若干参数(可能包含地址参数)
指令的工作基于“地址”,每个地址对应一个数据的存储单元。
可见,我们写的代码要翻译成CPU能识别的指令。
这些指令会告诉CPU应该去内存的哪个地址读/写数据,
这个数据应该做什么样的处理。
在这个例子中,我们默认让这个进程的相关内容从地址#0开始连续存放,指令中的地址参数直接给出了变量x的实际存放地址(物理地址)。
2.逻辑地址(相对地址)vs物理地址(绝对地址)
程序经过编译、链接后生成的指令中指明的是逻辑地址(相对地址),
即:相对于进程的起始地址而言的地址。
3. 如何实现地址转换(三种装入方式)
1.绝对装入
绝对装入:
在编译时,如果知道程序将放到内存中的哪个位置,编译程序将产生绝对地址的目标代码。
装入程序按照装入模块中的地址,将程序和数据装入内存。
编译、链接后得到的装入模块的指令直接就使用了绝对地址.
绝对装入只适用于单道程序环境。
2.可重定位装入(静态重定位)
静态重定位:又称可重定位装入。
编译、链接后的装入模块的地址都是从0开始的,
指令中便用的地址、数据存放的地址都是相对于起始地址而言的逻辑地址。
可根据内存的当前情况,将装入模块装入到内存的适当位置。
装入时对地址进行“重定位”,将逻辑地址变换为物理地址(地址变换是在装入时一次完成的)。
静态重定位的特点是在一个作业装入内存时,必须分配其要求的全部内存空间,如果没有足够的内存,就不能装入该作业。
作业一旦进入内存后,在运行期间就不能再移动,也不能再申请内存空间。
3.动态运行时装入(动态重定位)
动态重定位:
又称动态运行时装入。
编译、链接后的装入模块的地址都是从开始的。
装入程序把装入模块装入内存后,并不会立即把逻辑地址转换为物理地址,而是把地址转换推迟到程序真正要执行时才进行。
因此装入内存后所有的地址依然是逻辑地址。
这种方式需要一个重定位寄存器的支持。
4.从写程序到程序运行的过程
- 编译:由编译程序将用户源代码编译成若干个目标模块(编译就是把高级语言翻译为机器语言)
- 链接:由链接程序将编译后形成的一组目标模块,以及所需库函数链接在一起,形成一个完整的装入模块。
- 装入(装载):由装入程序将装入模块装入内存运行。
5.三种链接方式
1.静态链接:
在程序运行之前,先将各目标模块及它们所需的库函数连接成一个完整的可执行文件(装入模块),之后不再拆开。
2.装入时动态链接:
将各目标模块装入内存时,边装入边链接的链接方式。
3.运行时动态链接:
在程序执行中需要该目标模块时,才对它进行链接。
其优点是便于修改和更新,便于实现对目标模块的共享。