寄存器、内存、硬盘的寻址问题

最新推荐文章于 2025-11-03 16:04:00 发布
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#工作

本文探讨了计算机内存中物理地址、逻辑地址、段地址及偏移地址的概念及其重要性。解释了为何需要这些不同类型的地址，以及它们如何帮助处理器更有效地工作。
 

物理地址、逻辑地址

段地址、偏移地址

在计算机发展的过程中为什么会出现这么多种地址呢？直接用物理地址不就很容易找到数据了吗？

这几个地址之间的关系是什么呢？

计算机的寻址方式有多少种呢？

处理器的主要的功能是：找得到指令，知道怎么做，找得到数据，对数据进行处理。

所以以上几个问题很重要，可以了解处理器在工作的时候是怎么进行的。

 

yjfuture
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c++ 基础 计算机的内存和寻址机制
twtongwei的博客
02-05 1127
CPU通过地址总线访问内存中的指令和数据，RAM提供临时存储，ROM存储固件，Cache加速数据访问。这些部件协同工作，完成代码的加载、解码、执行和结果存储。
寄存器（分段式、分页式内存管理机制）
2301_82218779的博客
08-16 1384
临时存储数据地址、状态标志，很小、速度很快的数据存储单元，一般几个字节，通常位于中央处理器（CPU）内部。寄存器不是CPU特有的概念，除了CPU，其他一些芯片也有寄存器，比如中断控制芯片等。：即CPU如何通过一个地址找到内存的数据寄存器、高速缓存、内存、外部存储（硬盘）：存储容量不断增大，而访问速度不断减小。寄存器、高速缓存存在CPU内部访问起来速度很快：需要走总线系统，再加上寻址和读取数据的时间速度会比寄存器和缓存慢的多，是一大片的存储地址，需要统一的编址后通过地址进行读写。
寄存器、寻址、一些问题的解释。
u013176681的专栏
07-23 2243
1、寄存器是中央处理器内的组成部份。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。 寄存器的主要功能： (1)的数据执行算术及逻辑运算； (2)存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置，即寻址； (3)可以用来读
硬盘寻址
锦衣
05-23 618
硬盘寻址硬盘寻址CHS寻址模式LBA寻址模式 硬盘寻址 内存读写数据时需要到硬盘内进行。 CHS寻址模式 CHS寻址介绍： 早期硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的CSH 3D参数 (Disk Geometry)。即磁头数(Heads)，柱面数(Cylinders)，扇区数(Sectors)，以及相应CHS寻址方式：使用时分别读取三个参数，然后再送到磁盘控制器去执行。系统用8b来存储磁 头地址，用10b来存储柱面地址，用6
计算机存储中的内存地址与寻址
倩女不姓倩的博客
09-07 4644
什么是位？ 位表示的是二进制位，一般称为比特，即0或1，是计算机存储的最小单位； 什么是字节？ 字节是计算机中数据处理的基本单位；计算机中以字节为单位存储和解 释信息，规定一个字节由八个二进制位构成，即1个字节等于8个比特。1Byte=8bit 什么是地址总线？ CPU通过地址总线来指定存储单元； 地址总线决定了CPU所能访问的最大内存空间的大小； 地址总线是地址线数之和。 什么是内存地址？ 内存地址是一个编号，代表内存空间，内存地址是一种介于硬件软件等不同层级的数据概念，用来访问电脑内存中
计算机如何寻址硬盘,寻址
weixin_36078245的博客
07-16 1409
[xún zhǐ]寻址语音编辑锁定上传视频寻址是数据恢复技术的基础，是定位数据和扇区的关键。寻址这个概念比较抽象，简单的说是磁头在盘片上定位数据的一个过程。如果你想找到你的计算机中的一个文件，你可能会在Windows中先打开我的电脑、分区、文件夹，再打开你要找的文件。这是表面的寻找文件的过程，而磁头在盘片的寻找过程就是寻址。 寻址在数据恢复中为什么非常重要？因为当数据出现丢失的情况后，你在我的电脑...
关于磁盘和内存的常识以及磁盘I/O进化史
学亮编程手记
01-14 931
将数据存储在磁盘（IO读写）--进化-->将数据存储在数据库中 磁盘： ①寻址--毫秒ms级别的。 ②带宽--单位时间内能传输的字节流能有多少，几个G或几M。 内存： ①寻址--纳秒ns级别的。秒=1000毫秒=1000*1000微妙=1000*1000*1000纳秒。在寻址上，磁盘比内存慢了10万倍。 ②带宽--很大 I/O Buffer： 磁盘中的磁道和扇区，一扇区51...
6、计算机底层知识：长模式分段、寄存器访问与虚拟内存解析
最新发布
r2s3t4的博客
11-03 14
本文深入解析了计算机底层的长模式分段机制、寄存器访问特性以及虚拟内存工作原理。详细介绍了长模式下GDT的配置与分段限制，揭示了向32位寄存器写入时高位清零的行为原因，并对比了CISC与RISC架构对指令执行的影响。同时，全面阐述了虚拟内存的动机、地址转换流程及其核心特性，如分页、MMIO、页面共享和交换机制。结合实例操作与流程图，帮助读者理解系统级内存管理机制，为系统编程与性能优化提供理论基础。
内存地址编号和 “地址位宽” 和 “内存寻址的最小单位” 之间的关系
这是一个c++热爱者的博客哟
07-23 1246
计算机内存寻址的核心原理可概括为： 32位系统为每个进程分配4GB虚拟内存空间，源于32位地址总线的寻址能力上限（2³²=4GB地址），实际物理内存通过分页机制动态映射； 现代计算机以字节（8位）为最小寻址单位，这是历史兼容性、操作效率与硬件设计平衡的结果； 地址位宽（如32/64位）决定可寻址空间大小，而寻址单位（1字节）决定每个地址对应的数据量，二者共同构成计算机内存管理体系的基础设计规范。
STM32寻址范围和存储器映射和寄存器映射
cykaw2590的博客
03-04 658
CPIOx_ODR寄存器的作用是往对应为写0/1，引脚输出0/1（具体0/1对应什么高电平还是低电平还是高阻态要配置其他寄存器来决定）STM32是32位单片机有32根地址线，寻址大小是4GB，寻址范围是0x00000000~0xFFFFFFFF。寄存器地址 = 总线基地址 + 外设基于总线基地址的偏移量 + 寄存器相对外设基地址的偏移量。片上外设映射的是寄存器（用寄存器控制外设（IIC、SPI、TIM（定时器）等））存储器（FLASH（类似硬盘）、SRAM（类似内存）、寄存器（控制器））
关于内存地址与寻址
luseysd的博客
01-14 3265
首先理解位与字节的区别： ①位（bit）：计算机存储信息的最小单位。 ②字节(Byte)：计算机存储信息的基本单元，1Byte = 8 bit。 bit在大多数情况都以“了解硬件的工作原理”的方式出现的，Byte才是我们真正用于存储数据的单元，换句话说，我们存储的数据是精确到Byte而不会精确到bit。 所以内存可以看做是一小块一小块字节组成的，我们进行的寻址得到的最小单元是字节！ 这和操作是系统是没关系的。也就是说，字节是计算机最小可寻址的内存单元。 但是和操作系统有关的是，用什么方式来表示内存中的地址
计算机常识知识--磁盘、内存、IO
weixin_50740035的博客
05-03 1760
磁盘 计算机中数据存在存在磁盘里的。磁盘有两个指标：寻址（ms）和带宽(G/M）. 当数据存在磁盘中时，读取的速度相当于内存来说是很慢的。 内存 内存的两个指标：寻址（ns）和带宽(G/M） IO buffer 磁盘有磁道和扇区，一扇区有512个byte，当存储空间较小时会给操作系统带来一个成本问题（索引）。因此操作系统在读数据的时候一般都会读4K。 一个极端 一般的关系型数据库在建表的过程中必须给出schema（约束）：类型、字节宽度。 在存数据时倾向于行级存储的。..
浅谈内存和磁盘
qq_41115033的博客
03-29 1万+
内存和磁盘 　　内存和磁盘都是计算机中的存储器，都具有存储功能，属于存储设备。在计算机中，磁盘和内存是相互配合共同作业的。 　　区别： 　　1、内存是一种高速，造价昂贵的存储设备；而磁盘速度较慢、造价低廉。 　　2、内存属于内部存储设备，磁盘属于外部存储设备。 　　3、内存是通过电流来实现存储；磁盘是通过磁记录来实现存储。所以电脑断电后，内存中的数据会丢失，而磁盘中的数据可以长久保留。 一、内存 　　内存是程序与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的。其作用是存放C
32位保护模式内存寻址原理
qq308845474的博客
10-11 5303
阅读： 2,136 内存寻址原理 在做网络安全事件分析的时候，都会遇到内存寻址的知识，例如上次跟大家分享的《 空指针漏洞防护技术》，就涉及到非法访问内存地址的问题。如果这个坎儿迈不过去，你就会迷失在代码中，更无从分析了。今天绿盟科技的安全技术专家就讲讲这个内存寻址的原理，文章分为上下两篇《内存寻址原理》及《内存寻址方式》。 随着信息化发展和数据处理能力需求的提高，对计算机
linux内核原理剖析——磁盘寻址、分区
qq_20878967的博客
04-25 1110
最近总想分享点硬核的原创文章出来，一是硬核技术是一个程序员真正应该修炼的内功；二是修炼硬核技能是通往架构师领域的必经之路。本系列文章将分享关于linux内核设计原理相关的内容，希望能打通我们的七经八脉，真正领悟底层系统设计的核心思想。
操作系统之存储和寻址
Tong的博客
08-22 954
存储：   硬盘：持久化存放   内存：关机就会没有 更加快速进行随机访问 缓存：CUP里面 多个CPU共有或者单个CPU自己共有 寄存器：举例CUP运算单元最近 存储  寻址：   寻址空间         跟物理内存和进程没有关系 32位 -> 4G 64位 -> ~10^19 Bytes 64位JVM -> 可使用更大内存，需重新编译    物理...
寻址空间与内存寻址
wwwwww33的博客
05-06 3153
寻址空间： 寻址空间一般指的是CPU对于内存寻址的能力。通俗地说，就是能最多用到多少内存的一个问题。数据在存储器(RAM)中存放是有规律的 ，CPU在运算的时候需要把数据提取出来就需要知道数据存放在哪里 ，这时候就需要挨家挨户的找，这就叫做寻址，但如果地址太多超出了CPU的能力范围，CPU就无法找到数据了。 CPU最大能查找多大范围的地址叫做寻址能力 ，CPU的寻址能力以字节为单位 ，如32位寻...
硬盘分区、寻址和系统启动过程
热门推荐
黄刚的专栏
01-05 1万+
硬盘分区、寻址、系统启动
内存单元和寄存器
08-29
<think>嗯，用户这次想了解内存单元和寄存器的定义、区别及作用。从对话历史看，我之前已经详细解释过内存单元的概念（包括MMU/IOMMU），但用户现在更关注它与寄存器的对比，还提供了四篇站内引用作为补充材料。 用户可能正在学习计算机组成原理或汇编语言，需要厘清这两个基础概念。ta特意强调要参考引用内容，说明希望得到权威精准的解释。让我先梳理引用中的关键信息： - 引用[1]明确定义内存是"暂时存放CPU运算数据"的部件，提到物理地址概念[^1] - 引用[2]列举了8086CPU的寄存器类型，强调寄存器都是16位的[^2] - 引用[3]说明CPU访问内存需要段地址(DS寄存器)+偏移地址[^3] - 引用[4]则补充了内存层次结构（如GPU的共享/全局内存）[^4] 结合这些材料和我的知识库，需要从三个维度展开： 1. **定义本质**：寄存器是CPU内部的存储单元，而内存单元属于外部主存 2. **性能差异**：寄存器访问速度比内存快100倍以上，但容量极小 3. **协同关系**：寄存器是CPU操作内存的中转站（如DS寄存器存段地址） 特别要注意引用[3]的案例：`mov ds,bx`和`mov al,[0]`这段代码完美展示了寄存器如何协助CPU定位内存单元[^3]。这个例子必须放进回答，它能直观说明两者协作机制。 用户可能存在的深层疑问是：既然寄存器这么快，为什么还需要内存？这需要解释成本与容量平衡——用SRAM实现整个内存将天价，DRAM+寄存器才是合理方案。不过用户没直接问，暂时不必展开。 最后考虑设计对比表。维度需要包括：位置、容量、速度、管理方式、成本，并标注引用来源。例如速度差异引用[1][2]，容量差异引用[4]的层次结构说明[^1][^2][^4]。 相关问题设计要引导用户深化理解：寄存器优化技巧、内存寄存器交互案例、嵌入式系统中的特殊设计等。尤其考虑引用[4]的GPU内存层次，可以延伸出异构计算场景的问题[^4]。</think>### 内存单元与寄存器的定义、区别及作用 --- #### **1. 定义** - **内存单元（Memory Unit）** 计算机内存的最小可寻址单位，每个单元对应唯一物理地址，用于临时存储CPU运算数据或与外部设备交换的数据（如硬盘）[^1]。 - **关键特性**： - 通过物理地址定位（如操作系统分配的绝对编号）[^1]。 - CPU访问需指定段地址（如`DS`寄存器）和偏移地址（如`[0]`）[^3]。 - 类型包括RAM、SDRAM、Flash等[^1]。 - **寄存器（Register）** CPU内部的高速存储单元，直接参与运算和控制，速度远超内存[^2][^3]。 - **关键特性**： - 直接集成在CPU中，无需地址译码。 - 8086架构中均为16位（如`AX`、`BX`、`CS`等）[^2]。 - 分类：通用寄存器（`AX/BX/CX/DX`）、段寄存器（`CS/DS/SS/ES`）、指针寄存器（`SP/BP`）等[^2][^3]。 --- #### **2. 核心区别** | **维度** | **内存单元** | **寄存器** | |----------------|---------------------------------------|-------------------------------------| | **位置** | CPU外部（主板内存条） | CPU内部 | | **速度** | 慢（纳秒级访问延迟） | 极快（皮秒级，比内存快$10^2$倍）[^2] | | **容量** | 大（GB~TB级） | 极小（KB级，如8086仅14个16位寄存器）[^2] | | **寻址方式** | 需物理地址（段地址+偏移地址）[^1][^3] | 直接通过名称访问（如`AX`）[^2] | | **作用域** | 全局可访问（需地址映射）[^4] | 当前指令或线程独占 | | **管理方** | 操作系统动态分配 | CPU硬件直接管理 | --- #### **3. 作用** - **内存单元的核心作用**： 1. **数据中转站**：临时存放CPU运算结果，或与硬盘/外设交换数据[^1]。 2. **多任务支持**：为不同进程分配独立地址空间（如虚拟内存）[^4]。 3. **层次化存储**：配合缓存（Cache）平衡速度与容量（如GPU的全局/共享内存）[^4]。 - **寄存器的核心作用**： 1. **高速运算**：直接存储操作数和运算结果（如`AX`存放加法结果）[^2][^3]。 2. **控制流程**： - `IP`寄存器：指向下一条指令地址[^2]。 - `PSW`标志寄存器：存储状态位（如溢出/零标志）[^2]。 3. **内存访问桥梁**： - `DS`寄存器：提供内存段地址（如`mov ds,bx`后访问`[0]`即`1000H:0`）[^3]。 - `SP`寄存器：管理函数调用栈帧[^2]。 --- #### **4. 协同工作示例（基于8086）** ```assembly mov bx, 1000H ; 将值1000H存入BX寄存器 mov ds, bx ; 将BX的值（段地址）载入DS寄存器 mov al, [0] ; 将物理地址1000H:0处的数据读入AL寄存器 ``` - **步骤解析**： 1. `DS`寄存器提供段地址（$1000H \times 16 = 10000H$）。 2. 偏移地址`[0]`与段地址相加，得到物理地址$10000H$。 3. CPU从该内存单元读取数据到`AL`寄存器（8位）[^3]。 --- #### **5. 现代扩展（GPU内存层次）** 在异构计算中（如CUDA），内存单元进一步分层： - **全局内存**：所有线程可访问（速度慢，容量大）[^4]。 - **共享内存**：线程块内共享（比全局内存快$10\times$）[^4]。 - **寄存器内存**：每个线程私有（最快，生命周期随线程结束）[^4]。 > 例：GPU矩阵运算时，数据从全局内存加载到共享内存，再通过寄存器参与计算[^4]。 --- ### 总结 - **内存单元**是计算机的“临时仓库”，容量大但速度慢，依赖地址映射访问。 - **寄存器**是CPU的“工作台”，速度极快但容量极小，直接支撑指令执行。 - **协作关系**：寄存器为CPU操作内存提供地址和控制信号（如`DS`+`[0]`），内存则为寄存器提供数据源和存储空间[^1][^2][^3]。
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