CPU 定址空間

2021-08-30 13:57:22 字數 1663 閱讀 3321

我們都熟知32為的作業系統的定址空間的大小為4g,因此我們安裝乙個32位系統在配置4g的記憶體條,這似乎非常完美。但是當我們開啟任務管理器發現我們的物理記憶體只有3g左右。

定址空間一般指的是cpu對於記憶體定址的能力。通俗地講,就是最多能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在運算的時間需要把資料取出來,就必須 需要知道資料儲存在**,這時我們需要挨家挨戶地找(也就是在其能夠定址的空間進行查詢),這就叫做定址。

但是如果位址超出了cpu的定址範圍,cpu就無法找到資料了。cpu最大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。

那麼我們便可以推出,記憶體的容量並非需要無限的增大,雖然記憶體容量越大,處理資料的能力也就越強,但是它要受到系統結構,硬體設計,製造成本等多方面因素的影響。最直接的因素就是:系統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。

386及386往上的位址匯流排和位址暫存器的寬度為32位的,cpu的定址能力2^32 = 4096m位元組= 4g位元組。

所以呢,早期的cpu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,其定址能力已經遠遠超過目前的記憶體容量。

所以:位址匯流排為n位(n通常為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)。

從cpu的發展史來看,從前的8位到現在的64位。

8位就是cpu在乙個時鐘週期內可以並行處理8位二進位制字元0或1,那麼16和64以此類推。

從計算的角度理論上來講64位比32位快一半。但是因為電腦是軟硬體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,而且硬體驅動也必須是64位的。我們在64位cpu的計算機中安裝64位的作業系統的32位硬體驅動是不能用的。如果64cpu裝32的作業系統的話,那效能不會有明顯提公升。

因為計算機採用二進位制

計算的,一根位址匯流排,我們可想而知他最多能對2個儲存單元進行定址。因為在任何的二進位制計算機中,所有物理元件只有0,1兩種狀態,所以對應這個例子,我們假設已經把這根唯一的位址匯流排與兩個儲存單元a和b連上了,那麼究竟怎麼確定何時讀a何時讀b?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,一根位址匯流排只能對2個儲存單元進行定址,以此類推那麼2根就是對應4個儲存單元,所以n根就是對應2^n個儲存單元。

一根位址匯流排是怎麼連線到兩個儲存單元的??

儲存單元一般具有儲存資料和讀寫資料的動能,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數。

我們都知道32位的作業系統可以尋找4g大小的記憶體空間。因此我們安裝乙個32位系統在配置4g的記憶體條,看起來是乙個完美的方案。可是,當我們安裝好系統配好記憶體,開啟任務管理器後,發現我們的物理記憶體只有3g左右,這是怎麼回事呢?

物理記憶體:在計算機體系中,物理記憶體不僅僅包括裝在主機板上的記憶體條(ram),還包括主機板bios晶元的rom,顯示卡上的視訊記憶體(ram)和bios(rom),以及各種裝置上的儲存空間。所以說我們的實際的物理記憶體空間達不到4g,也就是我們那1g空間是給一些輸入輸出快取器等的不可訪問的區域。

CPU定址範圍(定址空間)一系列問題

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