13.内存位宽及编址寻址

最新推荐文章于 2025-05-08 14:31:17 发布

Rston

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分类专栏： linux下c语言文章标签：内存编程模式字内存位宽内存编址内存对齐

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本文介绍了内存的概念，包括硬件上的SRAM和DRAM，逻辑上的内存模型，以及内存位宽和编址方法。内容涵盖内存的无限单元格模型、内存的有限大小、位、字节、字和半字的定义，以及内存编址以字节为单位的原则。还讨论了内存对齐对效率的影响，强调了数据类型与内存匹配的重要性。

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13.1.什么是内存
(1)从硬件角度：内存实际上是电脑上的一个配件，也叫内存条。根据不同的硬件实现原理可以把内存分成SRAM和DRAM。DRAM又有很多代，譬如最早的SDRAM，后来DDR1、DDR2…、LPDDR等。
(2)从逻辑角度：内存可以随机访问（俺们可以通过某个随机的内存地址就可直接访问该内存地址）；并且可以对内存进行读写操作（在逻辑上也可设置其为只读或只写）。内存在编程中天然是用来存放变量的（正是因为有了内存，所以C语言才能定义变量，C语言中的一个变量实际就对应内存中的一个单元）。

13.2.内存的编程模型
(1)从逻辑角度来讲，内存实际上是由无限多个内存单元格组成的，每个单元格有一个固定的地址叫内存地址，该内存地址和该内存单元格唯一对应并且永久绑定。
(2)以大楼来类比内存：逻辑上的内存对应于一栋无限大的大楼；内存的单元格对应大楼中的一个个小房间；每个内存单元格的地址对应每个小房间的房间号；内存中存储的内容对应住在房间中的人。
(3)逻辑上来说，内存可以无限大（因为数学上编号永远可以增加，无尽头）。但现实中的内存大小是有限制的，譬如32位系统下可使用的最大内存就限制为4G。

13.3.位和字节及字和半字
(1)衡量内存单元的大小的单位：位（1bit）、字节（8bit）、半字（一般是16bit）、字（一般是32bit）。
(2)在所有的计算机、所有的机器中（不管是32位系统还是16位系统还是以后的64位系统），位永远都是1bit，字节永远都是8bit。
(3)历史上曾经出现过16位系统、32位系统、64位系统三种，而且操作系统还有windows、linux、iOS等很多，所以很多的概念在历史上曾经被混乱的定义过。
(4)建议对字、半字、双字这些概念不要详细区分，只要知道这些单位具体有多少位是依赖于平台的。实际工作中在每种平台上先去搞清楚这个平台的定义（字是多少位，半字永远是字的一半，双字永远是字的2倍大小）。
(5)编程时一般根本用不到字这个概念，那我们区分这个概念主要是因为有些文档中会用到这些概念，如果不加区别可能会造成你对程序的误解。在linux+ARM这个软硬件平台上，字是3