馮諾依曼和資料儲存位置

2021-10-03 00:15:08 字數 1222 閱讀 9546

現代計算機多採用馮諾依曼體系結構,將計算機在邏輯上劃分為五部分:

在控制器的控制下完成計算機的整體運作,馮諾依曼體系結構的一大特點是儲存程式,強調程式指令和資料以無差別的二進位制形式儲存在儲存器中,這就保證了我們可以將自己編寫的程式寫入計算機並執行。運算器實現對資料的處理,包括資料的算數了邏輯運算但本質上都是通過二進位制位的運算來實現。控制器負責取指令、解析指令、執行指令。通常在控制器、運算器和儲存器的配合下就能完成按照程式指令逐步完成對資料的操作。

現代計算機將控制器和運算器構成乙個模組,就是通常所說的cpu。在乙個計算機中,cpu和儲存器是最為重要的,資料和程式的儲存、程式的執行、資料的處理都能通過這兩部分實現。

在cpu中為了實現控制器和運算器的功能,設計了多個暫存器。暫存器是硬體結構,通常用於暫時儲存資料。

這樣,在計算機中我們用於儲存資料的地方有兩個:儲存器和暫存器。

首先是暫存器,例如32位通用暫存器eax:

可以存放32位二進位制。

暫存器通常是程式執行過程中臨時儲存運算的中間量,程式要執行總是要載入到記憶體中,所以相對於暫存器,我們在程式設計時更關注記憶體。

記憶體指內部儲存器,而像磁碟、硬碟是外部儲存器。但特別注意我們在**中所使用的記憶體,並非指物理記憶體而是作業系統在物理記憶體中抽象出來的一塊連續的邏輯記憶體空間。

電腦程式向記憶體寫入或從記憶體中讀取資料,但並非隨意使用,記憶體的使用通常會按記憶體單元為單位進行操作。

一塊邏輯上連續的記憶體由多個記憶體單元構成:

通常是按位元組編址按位元組定址,即每8位二進位製作為乙個單元(位元組)。我們所說的記憶體位址就是指某個記憶體單元的編號。

計算機一次操作的記憶體空間大小通常是位元組的整數倍,也就是一次操作若干個記憶體單元。所以計算機中的資料單位有位(bit)、位元組(byte)、字(word,2位元組16位)、雙字(dword,2字32位也就是通用暫存器最長二進位制位數)相應的記憶體位址是指第乙個位元組對應的記憶體單元位址。

c/c++中對記憶體的操作是非常重要的,無論是普通變數還是指標變數的使用都需要理解記憶體中資料的儲存形式。因此,首先要建立這種以位元組為單位的邏輯記憶體結構,要注意的是這只是在邏輯上對資料進行了劃分,在真正的二進位制串的儲存中並不按8位為單元進行區分,而是連續的無差別二進位制串。

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