內存地址與內存空間

概覽

1. 基本概念
2. 進入誤區
3. 誤區診斷
4. 總結

基本概念

• 什么是位？　　　　

• 什么是字節？

　　　　位表示的是二進制位，一般稱為比特，即0或1，是計算機存儲的最小單位；

　　　　字節是計算機中數據處理的基本單位；

　　　　計算機中以字節為單位存儲和解 釋信息，規定一個字節由八個二進制位構成，即1個字節等於8個比特。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1Byte=8bit

• 地址總線？

　　

　　（1）CPU是通過地址總線來指定存儲單元的。

　　（2）地址總線決定了cpu所能訪問的最大內存空間的大小。

　　（3）地址總線是地址線數量之和。

• 內存地址？

　　　　是一種用於軟件及硬件等不同層級中的數據概念，用來訪問電腦主存中的數據。

　　　　　　　　

　　　　內存地址只是一個編號，代表一個內存空間

• 尋址空間

　　　　尋址空間一般指的是CPU對於內存尋址的能力。通俗地說，就是能最多用到多少內存的一個問題。數據在存儲器(RAM)中存放是有規律的 ，CPU在運算的時候需要把數據提取出來就需要知道數據存放在哪里 ，這時候就需要挨家挨戶的找，這就叫做尋址，但如果地址太多超出了CPU的能力范圍，CPU就無法找到數據了。 CPU最大能查找多大范圍的地址叫做尋址能力 ，CPU的尋址能力以字節為單位 ，如32位尋址的CPU可以尋址2的32次方大小的地址也就是4G，這也是為什么32位的CPU最大能搭配4G內存的原因 ，再多的話CPU就找不到了。

 

誤區時刻

　　 前方高能，請謹慎駕駛！接下來進入“誤區時刻”，什么鬼？

　　

　　不着急，我們慢慢往下看，跟着我的思路，落入我的陷阱！哈哈....

　　　　　　

 　　按照上圖，8位的cpu地址總線的寬度是8，即8位占1字節；16位cpu地址總線的寬度為20（cpu內部有個加法計算器，將16位寬度通過加法計算器加到20位），即16位占2字節；32位的cpu地址總線寬度為32，即32位占4字節。有沒有問題？？？好，沒有問題我們繼續！

　　地址總線寬度為8，可以表示多少個地址呢？2^8=256個，這么多地址那么所占內存為256 * 1（所占字節）= 256Byte;對不對？好，繼續；

　　地址總線寬度為20，可以表示多少地址呢？2^20=65536個，這么多地址所占內存為65536 * 2（所占字節） = 2M;　　地址總線寬度為32，可以表示多少地址呢？2^32=4294967296個，這么多地址所占內存為65536 * 4（所占字節） = 16G; 

　　

　　有沒有問題？好，我們看下官方的數據；

　　　　Intel公司早期的CPU產品的地址總線和地址寄存器的寬度為20位，即CPU的尋址能力為2^20=1024*1024字節=1024K字節=1M字節；286的地址總線和地址寄存器的寬度為24位，CPU的尋址能力為2^24=1024*4*1024*4B=4*1024*4KB=16M；386及386以上的地址總線和地址寄存器的寬度為32位，CPU的尋址能力為2^32=4096M字節=4G字節。

　　是不是要上天？16G的內存！！！

　　

　　哪里的問題？

　　接下來，我們來找找誤區。

 誤區診斷

　　來看看開頭基本概念這里【內存地址只是一個編號，代表一個內存空間】。什么意思？

　　我們這塊內存空間存儲的是什么？是這個編號嗎？

　　顯然不是，而是這個編號代表這塊空間，這款空間會隨編號的位數改變嗎？變成2個字節，4個字節？大錯特錯！一個內存地址所代表的永遠是1個字節，內存的每一個字節都有為一個個編號，16位，32位只是這個編號的長短，不會影響內存的最小單元大小，僅僅是個編號。唯一影響的是所能表示的個數。

　　所以這個16位的cpu，所有表示的地址個數是2^20 = 1048576個，一個地址所指大小1個字節 ，也就是1M；

　　32位的cpu，所有表示的地址個數是2^32 = 4294967296個，一個地址所指大小1個字節 ，也就是4G；

 

總結

　　內存地址只是一個編號，代表一個內存空間；

　　內存地址所執行的內存單元大小就是1字節，跟內存地址位數無關；

　　內存空間大小就是尋址能力，即能訪問到多少個地址