- 内存的使用仍要从计算机如何工作开始讲起。根据冯 · 诺依曼的理论，在计算机中，程序和数据是以同等的地位存储在存储器中的，计算机工作就是不断地“从内存中取出指令 - CPU分析指令 - CPU执行指令”的过程，由此，内存就被使用了起来。
L20 内存使用与分段
内存的使用
- 内存的使用仍要从计算机如何工作开始讲起。根据冯 · 诺依曼的理论，在计算机中，程序和数据是以同等的地位存储在存储器中的，计算机工作就是不断地“从内存中取出指令 - CPU分析指令 - CPU执行指令”的过程，由此，内存就被使用了起来。
存储程序
所以首先就要让程序进入内存。
如下图所示是一个 C 文件经过编译并将编译后的内容存储到内存中的过程，编译后的文件中的
call 40指示了在进入程序后应该跳转到哪里去执行 main 函数，于是在将程序存储到内存中时，将 main 函数存储在物理内存地址为 40 的地方，由于在编译后的文件里，main 函数偏移入口地址的偏移量为 40，所以理所当然地将入口地址存储在物理内存地址为 0 的地方，使得在内存中，main 函数偏移入口地址的偏移量也为 40，由此就将程序存储在内存里了。但这样存放程序是有问题的，因为物理内存地址为 0 地址处不一定有空闲的空间来放程序（由之前所学可知，在物理内存地址 0 地址处存放的是 system 模块），而且其他的程序可能也想这样存放在内存中，即从物理内存 0 地址处开始存放，所以要改变存放程序的思路。
在存放程序时，应该是先申请一段空闲的内存，然后将程序存放进去，如上图所示，将该程序的入口地址存放在物理内存地址 1000 地址处，然后将 main 函数存放在物理内存地址 1040 地址处，所以还要进行一定的处理，让
call 40应该是跳转到 1040 处，而不是跳转到 40 处。
★重定位
我们可以通过重定位来修改程序中的地址，如下图所示，上面的程序在实际存储到物理内存中时，要将所有的地址加上一个基址，比如该程序的入口地址存储在物理内存地址 1000 地址处，那么该程序中的所有逻辑地址都应该加上 1000，才能使程序正常运行。
重定位可以在编译时完成，也可以在载入时完成，这两种方法都各有优缺点。
- 编译时完成重定位是在程序编译时，就明确了要将该段程序存储在内存中的哪个位置，所以在载入到内存中时就不需要再计算了，直接载入即可，但该方法需要提前知道内存中有哪些空闲的地方，而且内存应该为该段程序保留空闲的地方，实际操作起来较为困难，而且不够灵活。
- 载入时完成重定位是在程序编译完成后，在程序载入到内存中时进行的，所以只有在入口地址确定好物理内存地址后，才再将程序中的所有逻辑地址加上一个入口地址基址，再存储到内存中，该方法比较灵活，但在载入时需要计算，所需时间更长一点。
但上述两种完成重定位的时机都不够好，因为程序并不是在载入到内存中后就一直保持不动了，由前面所述，进程是会睡眠的，如果一个进程睡眠的时间比较久，那就相当于该进程一直占着内存的空间却不运行，浪费了资源，所以要将该进程“换出”，为其他程序腾出空间，那当该程序下次再”换入”到内存中时，就不一定是上一次的地址了，所以重定位最合适的时机应该是在★运行时重定位。
运行时重定位时，不再是改变程序中的所有逻辑地址的值，而是在进程运行到具体某条指令时，将此处的逻辑地址（例如40）加上一个进程当前的基址（例如1000、2000），这样就得到了该指令处的“当前物理内存地址”，即★每执行一条指令都要根据逻辑地址算出物理地址，称为地址翻译。而基址base就存储了进程的 PCB 中。
★物理地址 = 基地址 + 逻辑地址。
由此可以再回顾一下进程的运行过程，首先在创建一个进程时，要在内存中找一段空闲的空间，然后创建该进程的进程控制块PCB，再将该空闲内存的基地址存储在PCB中，此时进程就可以存储在这段空闲内存里；在该进程运行时，基址寄存器就会从 PCB 中读出该进程的基地址，再加上进程的逻辑地址，就可以得到进程的物理地址；在该进程切换时，基址寄存器就会读取下一个进程的 PCB 中的基地址，类似于内核栈切换中 esp 的切换。
★★★分段
前面所述的将程序放入空闲内存中是将整个程序放入内存中，但实际上程序是分段放入内存中的。
如下图所示，一个程序可以分为好几个段，每个段都有一个基地址，前面用到的
mov[300]中，逻辑地址 300 的物理地址是根据变量集段中的基地址加上逻辑地址 300 得到的（**<段号，段内偏移>**）。由于现在将一个程序分成了好几段，所以对应于每个段，都应该有一个基址，即 PCB 中应该存有多个基址（在后面知道，就是 PCB 中的 LDT 表），所以基址寄存器就不止一个了，我们可以用进程段表来存储每个段的基址，对于操作系统来说，这个进程段表就是 GDT 表，而对于一个进程来说，这个进程段表就是 LDT 表。
★最后总结一下：一个程序不是整个地存储在内存中的，而是分段存储，所以一个程序变为进程时，首先在内存中找到空闲的空间，然后将自身分段地存储到这些空间中，由于进程在创建时会建立一个进程控制块 PCB，所以就可以把分段存储的内存空间的基地址都保存在 PCB 的段表中，即，将这些基地址都保存在进程的 LDT 表中，再把这个表存储在 PCB 中，进程在运行时，每次执行一条指令，都要进行地址翻译，通过查 LDT 表的基地址，再加上逻辑地址，就能找到运行时实际的物理地址；在进程切换时，切换了 PCB，也就切换了 LDT表。