操作系统基础 操作系统在内存中的位置

操作系统在内存中的位置

操作系统就是管理计算机的程序，而管理者本身也需要使用内存空间资源。
内存管理的第一个问题是操作系统本身在内存中的存放位置。

1.仅有RAM时，使操作系统位于RAM底层

操作系统处于地址空间下面，有一个实际好处：就是在复位、中断、陷入等操作时，控制移交给操作系统更方便，因为操纵系统的起始地址为0，无须另行记录操作系统所处的位置，程序计数器清零就可以了。清零操作对于硬件来说非常简单，无须从总线或寄存器读取任何数据。

2.在既有ROM也有RAM的情况下，整个操作系统占用整个ROM

操作系统放在ROM里面的好处是不容易被破坏，缺点就是ROM要做得大，能够容纳整个操作系统。由于ROM比较贵，通常情况下是备有少量的ROM，只将操作系统的一部分放在ROM里，其余部分放在RAM里。

3.在既有ROM也有RAM的情况下，操作系统部分占用整个ROM，部分占用RAM底层

该分配模式还有另外一个好处：可以将输入输出和内存访问统一起来。即将输入输出设备里面的寄存器或其他存储媒介编入内存地址（在用户程序地址之上），使得访问输入输出设备如同访问内存一样。这种输入输出称为内存映射的输入输出。如果要访问的地址高于RAM的最高地址，则属于I/O操作，否则属于正常内存操作。

这种模式又分为3种情况：
•没有使用内存映射的输入输出，ROM里面全部是操作系统。
•使用了内存映射的输入输出，ROM的一部分是操作系统，另一部分属于I/O设备。
•使用了内存映射的输入输出，ROM全部属于I/O设备。

多数现代操作系统采用的是第2种情况：即ROM里面包括操作系统一部分和I/O，RAM里面则包括操作系统的其他部分和用户程序。

参考资料：
《操作系统之哲学原理》 邹恒明著