2、存储器

1、CPU与存储器

• CPU是计算机的核心部件，它控制着整个计算机的运作并进行运算。想让一个CPU工作，就必须向它提供指令和数据。指令和数据在存储器中存放，就是我们所说的内存。
• 存储单元：存储器被分成若干个存储单元，每个存储单元从0开始编号，微型存储器的每个存储单元可以储存一个Byte，8个二进制位

• CPU想要进行数据的读写，必须和外部器件进行3类信息的交互
  • 存储单元的地址（地址信息-》地址总线）
  • 器件的选择，读或写的命令（控制信息-》控制总线）
  • 读或写的数据（数据信息-》数据总线）
• 计算机中有专门连接CPU和其他芯片的导线，称为总线

• CPU读取3号存储单元的数据

  1、CPU通过地址总线将地址信息3发出 2、CPU通过控制总线发出内存读命令，选中存储器芯片，并通知他，将要从中读取数据 3、存储器将3号单元的数据通过数据线送入CPU

• CPU向3号存储单元写入数据

  1、CPU通过地址总线将地址信息3发出 2、CPU通过控制总线发出内存写命令，选中存储器芯片，并通知他，将要从中写入数据 3、CPU通过数据总线将数据送入内存的3号存储单元

2、地址总线

• 一根导线可以传送的稳定状态，高电平和低电平，也就是二进制的0、1。
• 下图展示了一个具有10根地址线的CPU发出地址信息11（1101 0000 00）时，地址总线上传送的二进制信息

• 一个CPU有N根地址总线，可以说这个CPU的地址总线宽度为N，这样的CPU最多可以寻找2^N次方个内存单元
• 32位操作系统最大的内存是4G

  32位操作系统，32根地址总线，2^32个内存单元，每个内存单元1Byte 2^32 / 2^10 / 2^10 / 2^10 = 4GB

3、数据总线

• 数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。8根数据总线一次性可传送8位二进制数据（一个字节），16根数据总线一次可传送16位二进制（2个字节）
• 8088CPU数据总线宽度为8
  • 注意先后顺序
  • 1000 1001 1101 1000
  • 8 9 D 8

• 8086CPU数据总线宽度为16
  • 注意先后顺序
  • 1000 1001 1101 1000
  • 8 9 D 8

4、控制总线

• 控制总线是一些不同控制线的集合。有多少根控制总线，就意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制。

5、存储器分类

• 随机存储器RAM
  • 可读可写，必须带电储存，关机后储存的内容消失
• 只读存储器ROM
  • 只能读取不能写入，关机后内容不丢失

6、内存地址空间

• 上图的那些存储器，在物理上是独立的器件，但都有CPU总线相连，CPU通过控制总线发出命令

• 所有的物理存储器可以看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器。每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间。
• 假设上图的内存地址空间的地址段分配如下

  地址0-7FFFH的32KB空间为主随机存储器的地址空间 地址8000H-9FFFH的8KB空间为显存地址空间 地址A000H-FFFFH的24KB空间为各个ROM的地址空间 从0-7FFFH读取数据，实际上就是读取主随机存储器的数据； 向地址8000H-9FFFH的内存单元中写数据，就是向显存中存入数据，会被显卡输出到显示器上 向地址A000H-FFFFH中写入数据是无效的，只读存储器的无法改写