CPU定址範圍（定址空間）一系列問題

一、什麼叫定址空間？

定址空間一般指的是cpu對於記憶體定址的能力。通俗地說，就是能最多用到多少記憶體的乙個問題。資料在儲存器(ram)中存放是有規律的，cpu在運算的時候需要把資料提取出來就需要知道資料在那裡，這時候就需要挨家挨戶的找，這就叫做定址，但如果位址太多超出了cpu的能力範圍，cpu就無法找到資料了。 cpu最大能查詢多大範圍的位址叫做定址能力，cpu的定址能力以位元組為單位。

通常人們認為，記憶體容量越大，處理資料的能力也就越強，但記憶體容量不可能無限的大，它要受到系統結構、硬體設計、製造成本等多方面因素的制約，乙個最直接的因素取決於系統的位址匯流排的位址暫存器的寬度（位數）。

計算機的尋找範圍由匯流排寬度（處理器的位址匯流排的位數）決定的，也可以理解為cpu暫存器位數，這二者一般是匹配的。

intel公司早期的cpu產品的位址匯流排和位址暫存器的寬度為20位，即cpu的定址能力為2^20=1024*1024位元組=1024k位元組=1m位元組；286的位址匯流排和位址暫存器的寬度為24位，cpu的定址能力為2^24=1024*4*1024*4b=4*1024*4kb=16m；386及386以上的位址匯流排和位址暫存器的寬度為32位，cpu的定址能力為2^32=4096m位元組=4g位元組。也就是說，如果機器的cpu過早，即使有很大的記憶體也不能得到利用，而對於現在的pⅱ級的cpu，其定址能力已遠遠超過目前的記憶體容量。

由此推出：位址匯流排為n位（n通常都是8的整數倍；也說n根資料匯流排）的cpu定址範圍是2的n次方位元組，即2^n(b)。

二、16位、32位、64位通常指的是什麼？

從cpu的發展史來看,從以前的8位到現在的64位,8位也就是cpu在乙個時鐘週期內可並行處理8位二進字元0或是1,那麼16就以此類推是64位就64位二進位制.

從資料計算上來講理論上64位比32快一半。但因為電腦是軟硬相配合才能發揮最佳效能的.所以作業系統也必須從32位的到64位的,而且系統的硬體驅動也必須是64位的.

在64cpu的計算機上要安裝64位作業系統64位的硬體驅動,32位的硬體驅動是不能用的,只有這樣才能發揮計算機的最佳效能.如果64cpu裝32作業系統的話,那效能不會有明顯的提公升。

三、為什麼是2的n次方，而不是其他數的n次方？

因為計算機是採用二進位制計算的。假設一台計算機,它只有1根位址線,請問它最多能對幾個儲存單元定址?答案是：2個.因為在任何2進製計算機中,所有物理元件只有 0,1兩種狀態,對應這個例子,我們假設已經把這唯一的一根位址線與兩個儲存單元a和b連上了,那麼究竟怎麼確定何時讀a何時讀b?有乙個辦法,當位址線上的電壓是高電壓時我們讀a,相反是低電壓時,我們讀b.如此一來,一根位址線的情況下,只能對2個儲存單元進行定址依次類推,2根位址線時可以對4個儲存單元進行定址,對應的電壓情況可以是:低低,低高,高低,高高;繼續想下去,3根位址線就可以對8個儲存單元進行定址（3個1和3個0不同組合情況：111、110、100、000、101、100、001、011）,4根就是16個,也就是說,當有n根位址線時,可以對2的n次方個儲存單元進行定址。

一根線是怎麼連線到兩個儲存單元的？好像不同於一根**線吧，他有兩個線芯或才網線，有八個小線（線芯）?

四、什麼是儲存單元

？

儲存單元一般應具有儲存資料和讀寫資料的功能，一般以8位二進位製作為乙個儲存單元，也就是乙個位元組。每個單元有乙個位址，是乙個整數編碼，可以表示為二進位制整數。

程式中的變數和主儲存器的儲存單元相對應。變數的名字對應著儲存單元的位址，變數內容對應著單元所儲存的資料。

五、為什麼計算機採用二進位制？

（1）技術實現簡單，計算機是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個狀態，開關的接通與斷開，這兩種狀態正好可以用「1」和「0」表示。

（2）簡化運算規則：兩個二進位制數和、積運算組合各有三種，運算規則簡單，有利於簡化計算機內部結構，提高運算速度。

（3）適合邏輯運算：邏輯代數是邏輯運算的理論依據，二進位制只有兩個數碼，正好與邏輯代數中的「真」和「假」相吻合。

（4）易於進行轉換，二進位制與十進位制數易於互相轉換。

（5）用二進位制表示資料具有抗干擾能力強，可靠性高等優點。因為每位資料只有高低兩個狀態，當受到一定程度的干擾時，仍能可靠地分辨出它是高還是低。

另，tomcat原始碼剖析電子書：

**和uml圖：

CPU定址範圍（定址空間）一系列問題

CPU定址範圍

CPU 定址空間

CPU定址範圍（定址空間）一系列問題

相關推薦