導(dǎo)致致命異常錯誤和無效頁錯誤的原因是什么？

如果Microsoft Word或Excel“崩潰”，意味著在程序執(zhí)行過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的錯誤。操作系統(tǒng)常常會發(fā)現(xiàn)存在一個嚴(yán)重問題，并完全關(guān)閉產(chǎn)生沖突的應(yīng)用程序。執(zhí)行這一操作時，操作系統(tǒng)會顯示“致命異常錯誤”之類的含糊不清的提示（常常還顯示一大堆十六進(jìn)制數(shù)，這些數(shù)字對于原始程序員可能有一點(diǎn)用，而對用戶卻毫無用處）。程序崩潰還有一種可能，就是它將操作系統(tǒng)拖垮了，在這種情況下，您必須重新啟動。

即使您對這些含糊不清的錯誤消息束手無策，至少也應(yīng)該知道它們的含義！現(xiàn)在，讓我們了解三個最常見的消息：

• 致命異常錯誤——Microsoft Word等應(yīng)用程序由很多層和組件構(gòu)成。其中包括操作系統(tǒng)內(nèi)核、操作系統(tǒng)服務(wù)層，在系統(tǒng)服務(wù)之上可能還有封裝層，另外還有幾百個軟件庫、內(nèi)部函數(shù)/類庫和DLL，以及主應(yīng)用程序?qū)?。大多?shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)和語言（如C++、Java等）支持異常和異常處理的編程概念。通過異常機(jī)制，不同的層可以相互傳播問題。例如，假設(shè)程序需要一些內(nèi)存，它就會請求操作系統(tǒng)保留一塊內(nèi)存。如果操作系統(tǒng)無法滿足內(nèi)存請求（由于請求的內(nèi)存塊太大、或系統(tǒng)內(nèi)存不足等原因），就會“拋出一個內(nèi)存異常”，向上傳播到提交請求的層。各層可以繼續(xù)向上拋出異常。在這條通道的某個位置，總有一個層需要來“捕獲異?！?，處理相應(yīng)問題。程序必須得說：“哎呀——系統(tǒng)內(nèi)存不足。我得在一個漂亮的對話框中告訴用戶這一消息?！比绻绦蛭茨懿东@異常（由于某種原因，程序員沒有編寫處理這個特殊異常的代碼），異常就會一路向上經(jīng)過所有層，而操作系統(tǒng)就會將它視作“未處理的異?！薄Ｈ缓?，操作系統(tǒng)會關(guān)閉程序。設(shè)計完備的軟件可以處理所有異常。

• 無效頁錯誤——程序使用內(nèi)存（RAM）來存儲數(shù)據(jù)。例如，在將文檔加載到Microsoft Word中時，正在編輯的那部分文件很大，占用了全部RAM空間。程序需要內(nèi)存時，它會請求操作系統(tǒng)提供特定大小的內(nèi)存塊。程序使用“指針”，記住它所分配的每個內(nèi)存塊的位置。如果程序試圖向內(nèi)存塊以外的位置寫入數(shù)據(jù)，或者錯誤地使用無效指針，試圖訪問不存在的內(nèi)存塊，操作系統(tǒng)就可以發(fā)現(xiàn)這種情況，并生成“頁錯誤”或“段錯誤”消息。由于程序明顯是在胡亂操作，因此操作系統(tǒng)會將其關(guān)閉。

• 非法操作——微處理器需要處理它理解的有限數(shù)量的指令，每條指令都由一個稱為“操作碼”的數(shù)字表示。操作碼43可以表示“加”，52可以表示“乘”。如果微處理器在執(zhí)行一個程序時，遇到不能識別的操作碼，或者遇到在當(dāng)時狀態(tài)下無法執(zhí)行的操作碼，微處理器就會停止執(zhí)行程序。操作系統(tǒng)通過關(guān)閉沖突的程序，解決這一問題。非法操作碼通常是由于軟件跳到內(nèi)存中不含有效程序信息的位置引起的。

所有這些問題都是程序員的人為錯誤引起的。程序員工作不夠細(xì)致，沒有捕獲某個異常，或者允許程序訪問無效內(nèi)存。有時候，根本原因在于其能力欠缺或經(jīng)驗(yàn)不夠。但在很多情況下，還是因?yàn)楝F(xiàn)在的程序太復(fù)雜了。在復(fù)雜的分層環(huán)境中，程序要管理幾百個異常，通常還要管理數(shù)以百萬計的內(nèi)存塊。一步失誤，就可能導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰——軟件是非常脆弱的。測試可以發(fā)現(xiàn)很多錯誤，但通常難以發(fā)現(xiàn)全部錯誤。