0105 内存的读写与地址空间

CPU对存储器的读写

CPU要想进行数据的读写,必须和外部器件进行三类信息的交互:

  • 存储单元的地址——地址信息
  • 器件的选择(选择寄存器、内存、端口等),执行的是读或写命令——控制信息
  • 读或写的数据——数据信息

演示

机器码: 101000000000001100000000

16进制:A00300

对应得汇编指令:MOV AL,[3]

含义:从3号单元读取数据送入寄存器AL

步骤:

1、地址信息通过地址线传递到内存;

2、内存寻址找到数据存放位置:[3]

3、控制信息通过控制线传递到内存:读取该数据到AL寄存器

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内存地址空间

如何找到地址号对应的内存地址——内存地址空间

什么是内存地址空间

  • CPU地址总线宽度为N,寻址空间为2^N^ 个Byte

  • 8086CPU的地址总线宽度为20,那么可以寻址1MB个内存单元,其内存地址空间为1MB

从CPU角度看地址空间分配:如何从0到2^N^-1进行编址

存储器分类

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RAM(Random-access memory):

  • 特性:随机存储器,能读能写,但具有易时性(断电后就没有了)。

  • 功能:RAM用来存放计算机运行时一些动态变化的数据

  • 硬件:主板RAM、扩展槽上的RAM(如显卡RAM)

ROM(Read-only memory):

  • 特性:只读存储器,其内容在制造计算机时已经写好。

  • 功能:ROM中存放计算机启动时就要用到的数据如BIOS,或者计算机运行时固定不变的数据

  • 硬件:系统BIOS、接口卡BIOS

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如上图所示,主板RAM、内存条RAM、显卡RAM等共同构成整个计算机的RAM空间,主板ROM(装有系统BIOS)、显卡ROM(装有显卡BIOS)、网卡ROM(装有网卡BIOS)共同构成整个计算机的ROM空间

将各类存储器看做一个逻辑存储器——统一编址

统一编址之后即不在考虑各个地址在哪个硬件设备上面,忽略地址在硬件分布上的差别,只需考虑地址即可

  • 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,即一段地址空间;

  • CPU在这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

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如上图所示

  • 各类硬件的RAM和ROM统一编址
  • 主存储器地址空间:主板RAM、内存条RAM共同构成主存储器地址空间
  • 显存地址空间:显卡RAM
  • 显卡BIOS ROM地址空间:显卡ROM
  • 网卡BIOS ROM地址空间:网卡ROM
  • 系统BIOS ROM地址空间:主板ROM

内存地址空间的分配方案——以8086PC机为例

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