C语言学习日记8

Posted 2020-07-26 我光吃饭不洗碗

　　4.1.1 程序运行为什么需要内存？

　　4.1.1.1 计算机程序运行的目的。

　　4.1.1.2 计算机程序运行过程

　　4.1.1.3 冯诺依曼结构和哈佛结构

　　　　冯诺依曼结构是：数据和代码放在一起。

　　　　哈佛结构是：数据和代码分开存在。

　　　　什么是代码：函数

　　　　什么是数据：全局变量、局部变量。

　　4.1.1.4 动态内存DRAM和静态内存SRAM。

　　4.1.1.5 总结：为什么需要内存？

　　4.1.1.6 如何管理内存

　　　　从操作系统角度讲：操作系统掌握所有的内存，因为内存很大，所以操作系统把内存分为1个个的页面（一般是4KB），然后以页面为单位来管理。页面内用更细小的方式来以字节为单位管理。操作系统给我们提供里内存管理的一些接口，我们只需要用API即可管理内存。譬如在C语言中使用malloc申请 free释放。

　　　　没有操作系统时：在没有操作系统时（裸机程序），程序需要直接操作内存。

　　　　再从语言角度来讲：不同的语言提供了不同的操作内存的接口。例如汇编：完全没有内存管理，直接使用内存地址；C语言中编译器帮我们管理直接内存地址，我们都是通过编译器提供的变量名等来访问内存；C++语言对内存的使用进一步封装，我们可以用new来创建对象（其实就是为对象分配内存），然后使用完了用delete来删除对象（其实就是释放内存）。如果程序员new了一个对象，但是用完忘记delete就会造成这个对象占用的内存不能释放，这就是内存泄漏。JAVA/C#：这些语言不直接操作内存，而是通过虚拟机来操作内存。这样虚拟机作为我们程序员的代理，来帮我们处理内存的释放工作。虚拟机会帮我们管理。但是其实他这个虚拟机回收内存是需要付出一定代价的。当我们程序对性能非常在乎的时候（比如操作系统内核）就会用C/C++；当我们对开发程序的速度非常在乎的时候，就会用JAVA/C#等语言。

　　4.1.2.1 什么是内存（硬件和逻辑角度）

　　　　硬件上：是一个配件。

　　　　从逻辑角度：它可以随机访问，（意思是只要给一个地址，就可以访问这个内存地址）、并且可以读写。内存在编程中天然是用来存放变量的（就是因为有了内存，所以C语言才能定义变量，C语言中的一个变量实际就对应内存中的一个单元）。

　　4.1.2.2 内存的逻辑抽象图

　　4.1.3 位和字节

　　4.1.3.4 字和半字

　　4.1.3.4 内存位宽

　　　　硬件上讲：硬件内存的实现本身是有宽度的。

　　　　逻辑上讲:内存位宽在逻辑上是任意的，从逻辑上说不管内存位宽是多少，对我的操作不构成影响。但我们的操作不是纯逻辑而是需要硬件去执行的，所以不能为所欲为，所以我们实际的很多的操作都是受限于硬件的特性的。