Cosè un caricatore?

Praticamente qualsiasi software che potresti desiderare, così come un sacco di software che non ti serve, può essere trovato su Internet. Non ti fa molto bene lì, però. per poter eseguire un programma, devi prima scaricarlo e installarlo. Una volta salvato il software sul disco rigido, puoi eseguirlo.

Il problema è che i supporti di archiviazione, anche gli SSD ad alta velocità, sono piuttosto lenti rispetto a una CPU e non possono fornire dati abbastanza velocemente per prestazioni accettabili. Per poter eseguire il software, il codice da eseguire deve essere caricato in memoria. Questo è il lavoro di un caricatore.

Un caricatore è un componente del sistema operativo. È essenziale per avviare qualsiasi applicazione in quanto carica il programma in memoria e lo prepara per l'esecuzione. Il caricatore è sempre tenuto in memoria in modo che i programmi possano essere caricati il ​​più velocemente possibile.

È necessario caricare il sistema operativo nella memoria di sistema per l'avvio. Questo è il compito di un tipo specifico di caricatore chiamato boot loader. I sistemi integrati potrebbero non utilizzare necessariamente un caricatore. Questo è in genere il caso di sistemi di basso livello senza sistemi operativi che eseguono il codice direttamente dai supporti di archiviazione, in genere EPROM o memoria flash.

Un caso limite

La memoria virtuale è una caratteristica dei moderni sistemi operativi che nasconde l'indirizzo fisico dei dati dal sistema e dal programma. Il vantaggio essenziale qui è che ciò consente al sistema operativo di "paginare" parte della memoria dalla RAM fisica. Invece, lo memorizza sul disco rigido.

Il paging viene in genere eseguito solo quando il computer sta esaurendo la RAM. Questo è utile perché consente a un computer di utilizzare più RAM di quanta ne abbia. Senza questo processo, almeno un programma andrebbe in crash perché non è in grado di memorizzare i dati necessari. Lo svantaggio è che il supporto di archiviazione è ancora lento, quindi c'è un forte impatto sulle prestazioni se i dati spostati sono necessari. Con questo, tuttavia, il caricatore può fare un piccolo trucco. Invece di caricare i dati necessari nella RAM, può creare lo spazio di memoria virtuale e mapparlo alla posizione dei dati sul disco rigido.

Ciò consentirebbe al programma di apparire caricato all'istante, anche se non è stato fatto. Il programma non è pronto per l'uso ora, anche se potrebbe sembrare. Questo potrebbe non essere necessariamente un problema per un'attività in background non necessaria, ma è un problema se si tratta di un'applicazione che l'utente desidera utilizzare; in questo caso, il trucco non darebbe alcun vantaggio.

Un altro motivo è che, in genere, quando si apre un programma, il sistema dispone di RAM sufficiente. La maggior parte delle persone non mantiene costantemente il proprio computer al 99% di utilizzo della RAM. Anche quelli che lo fanno probabilmente vorranno effettivamente che il programma che hanno appena caricato funzioni e preferirebbero che un altro programma venisse impaginato.

Responsabilità di un caricatore

I passaggi precisi di un caricatore dipendono dal sistema operativo in questione. Un caricatore UNIX di base ha cinque funzioni principali. Il primo è eseguire controlli di convalida. Ciò comporta una quantità sufficiente di memoria fisica disponibile e le autorizzazioni necessarie. Successivamente, il caricatore esegue effettivamente la mappatura dei dati in memoria. Tipicamente questo viene fatto trasferendo i dati nella memoria principale. Come accennato in precedenza, la memoria potrebbe teoricamente essere mappata sulla posizione dell'unità in un pizzico.

Le applicazioni possono essere eseguite con argomenti della riga di comando. Si tratta di flag facoltativi che indicano determinati comportamenti o funzionalità che non sono abilitati per impostazione predefinita. Il flag -h viene spesso utilizzato per stampare un file di aiuto basato su testo piuttosto che eseguire il programma. Anche questi argomenti devono essere caricati in memoria. I registri devono essere inizializzati, come il puntatore dello stack. Infine, il caricatore salta alla prima istruzione del programma per farlo funzionare.

Conclusione

Un caricatore fa parte di un sistema operativo. È responsabile del caricamento delle applicazioni a partire dalla memoria fino alla memoria principale. Le sue responsabilità si estendono anche all'avvio del programma in esecuzione. Ciò significa che deve inizializzare i registri e chiamare la prima istruzione del programma. È noto come boot loader quando il caricatore è responsabile del caricamento del sistema operativo stesso.