CPU与内存

Posted 2021-02-17 a-s-m

一.存储单元
内存有被划分为若干个存储单元，每个存储单元可存放1一个字节，即8个二进制位。
因此内存的最小寻址单位是以字节进行的，每个存储单元都有一个编号。
比如1GB的内存，可以储存1024*1024*1024个字节，它的存储单元编号就是从0递增到1024*1024*1024。
二.CPU对存储器的读写
CPU要从内存中读写信息，需要跟内存进行3类信息交互:
a.存储单元的地址(地址信息)
b.器件选择，读或写命令(控件信息)
c.读或写的数据(数据信息)
CPU通过总线(地址总线，控制总线，数据总线)跟内存进行以上的数据传输。
1.地址总线
（在这里要注意一点，我们平常所说的32位CPU和64位CPU指的是CPU一次能够处理的数据宽度，即位宽，不是地址总线的数目）
CPU通过地址总线来指定要进行读写的存储单元，因此地址总线上能传输多少个不同的信息，CPU就可以对多少个不同存储单元进行寻址
(也就是说地址总线的宽度，决定了CPU的寻址范围。)一个导线可以传送的稳定状态只有两种，高电平或低电平。
用二级进制表示就是1或0，n跟导线就能一次传输n位二进制数据，而N位二进制能表示2的n次方种不通的状态，也就是可以取值的个数为2的n次方个。
所以一个有n个地址总线的CPU可以寻址的范围为2的n次方个内存单元。一个内存单元大小为1B，所以可以寻址2的n次方B大小的内存。总之CPU地址总线的宽度，决定了CPU的寻址范围.
2.数据总线
首先要知道地址总线的宽度决定了CPU和外部器件进行一次数据传输时的数据量(从而影响数据传输速度)
3.控制总线
控制总线的宽度决定了CPU对其他器件的控件能力.
三：内存地址空间
在主机内有两种主要的存储器RAM(random access memory随机访问存储器)和ROM(read only memory只读存储器),
RAM:比如主存(内存),CPU内的寄存器.ROM比如主板上和各接口卡上用于存储固化信息的存储器。
所有存储器被看成一个由若干单元组成的逻辑存储器，每个物理存储器在这个逻辑存储器中占一个地址段，及是以段地址空间。
CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是对相应的物理存储器进行读写操作。内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。
并且不同的计算机内存地址空间的分配情况不一样（每个实际的物理存储器在内存地址空间中的地址段值不一样）。