《操作系统》

逻辑地址和物理地址

宿舍四个人一起出去旅行，四个人的学号尾号分别是0、1、2、3。住酒店时酒店给你们安排了4个房号相连的房间。四个人按学号递增次序入住房间。比如0、1、2、3号同学分别入住了5、6、7、8号房间。

四个人的编号0、1、2、3其实是一个“相对位置”，而各自入住的房间号是一个“绝对位置”。只要知道О号同学住的是房号为N的房间，那么M号同学的房号一定是N+M。

也就是说，只要知道各个同学的“相对位置”和“起始房号”，就一定可以算出所有同学的“绝对位置”

指令中的地址也可以采用这种思想。编译时产生的指令只关心“相对地址”，实际放入内存中时再想办法根据起始位置得到“绝对地址”

Eg:编译时只需确定变量x存放的相对地址是100（也就是说相对于进程在内存中的起始地址而言的地址）。CPU想要找到x在内存中的实际存放位置，只需要用进程的起始地址+100即可。

相对地址又称逻辑地址，绝对地址又称物理地址。

从写程序到程序运行

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

装入模块装入内存

例如我们写了一段程序：

如果从内存地址为0开始存放的话，那么指令中使用的地址参数是不用改变的。

但是如果把装入模块把程序放入对了另一个地方，比如从地址为100开始

那么此时指令当中包含的地址参数就是错误的了。

所以就需要其他的装入方式来解决这些问题，主要有三种方式：

1.绝对装入

2.静态重定位

3.动态重定位

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。

Eg:如果知道装入模块要从地址为100的地方开始存放...

绝对装入只适用于单道程序环境。

程序中使用的绝对地址，可在编译或汇编时给出，也可由程序员直接赋予。通常情况下都是编译或汇编时再转换为绝对地址。

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O开始的，指令中使用的地址、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）。

物理地址转为绝对地址是由装入程序完成的

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。

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O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。

采用动态重定位时允许程序在内存中发生移动。并且可将程序分配到不连续的存储区中;在程序运行前只需装入它的部分代码即可投入运行，然后在程序运行期间，根据需要动态申请分配内存;便于程序段的共享，可以向用户提供一个比存储空间大得多的地址空间。

链接的三种方式

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。

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。

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。