#【p13-25】 #存储器
- CPU是计算机的核心部件，它控制整个计算机的运作并进行运算。要想让一个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，也就是我们平时所说的内存。
- 磁盘不同于内存，磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就无法被CPU使用
#指令和数据
- 指令和数据是应用上的概念。
- 在内存或磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。CPU在工作时有时把信息看作指令，有时把信息看作数据
#存储单元
- 存储器被划分成若干个存储单元
- 每个存储单元从0开始顺序编号
- 比如一个存储器有128个单元存储，编号就是从0~127，它可以存储128个字节(Byte)
- 计算机的最小信息单位是bit,也就是一个二进制位。8个bit组成一个Byte，就是通常讲的字节。
- 微型机存储单元可以存储一个Byte，既8个二进制位。也就是说一个存储单元可以存一个字节内容
- 微机存储器的容量是以字节为最小单位来计算的。对于拥有128个存储单元的存储器，我们可以说它的容量是128个字节
- 换算如下：
- 1B = 8bit 8位二进制 = 2的8次方 = 16的二次方
- 1KB = 1024B
#CPU对存储器的读写
- 存储器被划分成多个存储单元(从0到始顺序编号)。这些编号可以看作存储单元在存储器中的地址。就像一条街，每个房子都有门牌号码。
- CPU要从内存中读数据，首先要指定存储单元的地址。也就是说它要先确定它要读取哪一个存储单元中的数据。
- 另外，在一台微机中，不只有存储器这一种器件。CPU在读写数据时还要指明它要对哪一个器件进行操作，进行哪种操作，是从中读出数据，还是向里面写入数据。
- 可见，CUP要想进行数据的读写，必须和外部器件(标准的说法是芯片)进行下面3类信息的交互
- 存储单元的地址(地址信息)
- 器件的选择，读或写的命令(控制信息)
- 读或写的数据(数据信息)
- 计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，通常称为总线。总线从逻辑上又分为3类：
- 地址总线
- CPU通过地址总线来指定存储单元。可见地址总线上能传送多少个不同的信息，CPU就可以对多少个存储单元进行寻址。
- 一个CPU有N根地址线，就可以说这个CPU的地址总线宽度为N。这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元
- 寻址就是用一个数字表示一个字节存储单元的地址，一根地址总线的寻址能力是一个内存单元
- 控制总线
- 控制总线是一些不同的控制线的集合。有多少根控制总线，就意味着CPU提供对外部芯片的多少种控制。
- 控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。
- 数据总线
- CPU与内存或其他芯片之间的数据传送是通过数据总线进行的。数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。8根总线一次可传一个8位二进制数据(一个字节)。16根总线一次可传送两个字节
- 流程示例 1，通过地址总线，把地址信息拿到。2，通过控制线发出内存读写命令，及选中芯片 3 通过数据线传输数据
- 地址总线
#1 小结以上内容
- 汇编指令是机器指令的助记符，同机器指令一一对应。
- 每一种CPU都有自己的汇编指令集。
- CPU可以直接使用的信息在存储器中存放。
- 在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。
- 存储单元从0开始顺序编号。
- 一个存储单元可以存储8个bit，也就是8位二进制数，也就是两位16进制数，也就是一个字节
- 1Byte = 8bit 1KB=1024B 1MB=1024KM 1GB=1024MB 1TB=1024GB
- 每一个CPU芯片有许多管脚，这些管脚和总线相连。也可以说，这些管脚引出总线。一个CPU可以引出3种总线的宽度，标志了这个CPU的不同方面的性能
- 地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力
- 数据总线的宽度决定了CPU与其他器件进行数据传送时的一次数据传送量
- 控制总线的宽度决定了CPU对系统中其他器件的控制能力
#内存地址空间
- 什么是内存地址空间呢？举例来讲，一个CPU的地址总线宽度为10，那么可以寻址1024个内存单元，这1024个内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。
#各类存储器芯片
- 一台PC机中，装有多个存储器芯片，这些存储器芯片从物理连接上看是独立的
- 不同的器件从读写属性上看为两类
- 随机存储器(RAM)
- 可读可写，但必须带电存储，关机后存储内容丢失
- 只读存储器(ROM)。
- 只能读取不能写入，关机后其中的内容不丢失
- 随机存储器(RAM)
- 这些存储器从功能和连接上双可分为以下几类
- 随机存储器
- 用于存放供CPU使用的绝大部分程序和数据，主随机存储器一般由两个位置上的RAM组成，装在主板上的RAM和插在扩展插槽上的RAM。
- 装有BIOS(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统)的ROM。
- 接口卡上的RAM
- 有些接口卡需要对大批量输入，输出数据进行暂时存储，在其上装有RAM。最典型的就是显卡上的RAM，一般称为显存。显卡随时将显存中的数据向显示器输出。换句话说，我们将需要显示的内容写入显存，就会出现在显示器上。
- 随机存储器
- 上述的那些存储器，在物理上是独立的器件，但是在以下两点上是相同的：
- 都和CPU的总线相连
- CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令 也就是说CPU在操控它们的时候，把它们都当作内存来对待，把它们总的看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，这个逻辑存储器就是我们所说的内存地址空间。在汇编中，我们所面对的就是地址空间。
- 所有的物理存储器被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，就是一段地址空间。CPU在这个段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。
- 我们在基于一个计算机硬件系统编程时，必须要知道这个系统中的内存地址空间分配情况。
- 因为当我们想在某类存储器中读写数据的时候，必须要知道它的第一个单元的地址和最后一个单元的地址，才能保证读写操作是在预期的存储器中进行。
- 不同的计算机系统的内存空间分配情况是不同的
- 最终运行程序的是CPU，我们用汇编语言编程时，必须要从CPU的角度考虑问题，对CPU来说，系统中的所有存储器中的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中，它的容量受CPU寻址能力的限制，这个逻辑存储器，就是我们所说的内存地址空间。