操作系统原理： 计算机的体系结构、内存的层次结构 、地址的生成

操作系统需要完成抽象逻辑地址空间，保护独立地址空间，提供可以访问共享的内存空间，还需要根据程序运行场景虚拟出更多的地址空间这4步。

在操作系统中管理内存的方法包括：程序重定位、分段、分页、虚拟内存、按需分页虚拟内存等。

一、地址空间 和地址的生成

地址空间分为两种，一种是物理地址空间，它的地址空间和内存条代表的主存，硬盘代表的外村是直接映射的关系。第二种是逻辑地址空间，指的是应用程序所能看到的地址空间，它是一维的，由十六位数字表示。所有逻辑地址空间都会落实在一个物理地址空间上，这个映射规则由操作系统完成。

1）逻辑地址的生成

以Linux下的GCC的编译过程为例gcc的编译过程分为三步：

第一步将  文件1.c  文件2.c   文件3.c 分别通过编译器解析成汇编语言   文件1.s  文件2.s   文件3.s     。    可执行命令   gcc  -S  文件1.s  文件2.s   文件3.s    只激活预处理，和编译

第二步将   文件1.s  文件2.s   文件3.s 分别通过汇编器  文件1.o  文件2.o   文件3.o      。     可执行命令   gcc  -c  文件1.s  文件2.s   文件3.s    只激活预处理，和编译和汇编,生成obj目标代码文件

第三步将这些文件通过链接器生成 out 的可执行文件 如果不想编译出来成  a.out 名字            可执行命令   gcc -o  新文件名   待编译文件名 

合成a.out 的文件过程中将文件头的数据大小，代码段，bss段，数据段 通过符号表中的引用信息来进行合并。

生成出来的a.out 文件包含四部分内容：

1） 文件头 ： 包含了文件的加载信息和大小，其中

    1.1） tsize = 代码段大小

    1.2） dsize = 包含了初始化全局变量和初始化静态局部变量的数据段大小。

    1.3） bsize  =包含了未初始化的全局变量和未初始化的静态局部变量的bss段大小。

     1.4） total_size =加载  a.out文件的总大小

2）代码段：包含了可执行代码

3）数据段： 包含了初始化全局变量和初始化静态数据

4）符号表： 可选，用于调式。

生成可执行文件后，通过一个loader方法将可执行文件上的段大小，偏移量映射到逻辑地址来进行正确的数据的访问和执行操作。

2）物理地址的生成

当CPU取到逻辑地址时，通过自身的MMU(内存管理单元)，查询对应的物理地址 ，如果没有则到主存中去寻址。