(一个内存地址能存多少)我电脑里的RAM能容纳多少个内存地址？

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：知识

(一个内存地址能存多少)我电脑里的RAM能容纳多少个内存地址？

我电脑里的RAM能容纳多少个内存地址？

有时候，查看计算经验的表面级别是很有趣的，而其他日子，深入研究内部工作是很有趣的。今天，我们来看看计算机内存的结构，以及您可以将多少东西打包到一个RAM中。

今天的问答环节是由超级用户提供的，这是Stack Exchange的一个细分部门，这是一个由社区驱动的Q&A网站分组。

问题

超级用户读取器JohanSmohan正在努力解决处理器类型和内存大小如何协同工作以生成总地址。他写道：

使用32位处理器和1GB内存可以获得多少个内存地址，使用64位处理器可以得到多少个内存地址？

我想是这样的：

1GB的RAM除以32位4位(？)才能得到内存地址的数目？

我在维基百科上读到，一个内存地址是32位宽或4位字节(1位字节=8位)，而64位处理器中有1个内存地址或1个整数是64位宽或8位字节。但我也不知道我是否正确地理解了它。

这些问题可以让一个好奇的极客在晚上熬夜。在Johan的假设系统中，有多少个地址可用？

答案

超级用户贡献者Gronostaj对RAM的划分和使用提供了一些见解：

简短答覆：可用地址的数目等于较小的地址：

  • 内存大小(以字节为单位)

  • 最大的无符号整数，可以保存在cpu的机器字中。

对上述问题的详细答复和解释如下：

内存由字节(B)组成。每个字节由8位(B)组成。

1 B = 8 b

1GB的RAM实际上是1GIB(千兆字节，而不是千兆字节)。不同之处是：

1 GB  = 10^9 B = 1 000 000 000 B
1 GiB = 2^30 B = 1 073 741 824 B

每个字节的内存都有自己的地址，不管CPU机器字有多大。例如。Intel 8086 CPU是16位的，它是按字节寻址内存的，现代32位和64位CPU也是如此。这就是第一个限制的原因--您不能有比内存字节更多的地址。

内存地址只是CPU必须从内存开始跳过的字节数，才能到达它想要的内存地址。

  • 要访问第一个字节，它必须跳过0字节，所以第一个字节的地址是0。

  • 要访问第二个字节，它必须跳过1字节，所以它的地址是1。

  • (以及…)

  • 要访问最后一个字节，cpu跳过1073741823字节，因此其地址为1073741823。

现在你必须知道32位到底是什么意思。正如我前面提到的，它是机器字的大小。

机器字是CPU用来保存数字的内存数量(在RAM、缓存或内部寄存器中)。32位CPU使用32位(4字节)来保存数字.内存地址也是数字，所以在32位CPU上，内存地址由32位组成.

现在想一想：如果您有一位，您可以在上面保存两个值：0或1。再加一位，您就有四个值：0，1，2，3。在三位上，您可以保存8个值：0，1，2…。6，7.这实际上是一个二进制系统，它的工作方式如下：

Binary  Decimal
0       0000
1       0001
2       0010
3       0011
4       0100
5       0101
6       0110
7       0111
8       1000
9       1001
10      1010
11      1011
12      1100
13      1101
14      1110
15      1111

它的工作原理与通常的加法完全一样，但最大数字是1，而不是9.十进制0是0000，然后添加1并得到0001，再加一次，你就有了0010。这里发生的事情就像有了十进制09然后添加一个：将9改为0，并增加下一个数字。

从上面的示例中可以看到，始终有一个最大值可以保持在一个位数不变的数字中--因为当所有位数为1，并且您试图将值增加1时，所有位都将变为0，从而破坏了该数。它被称为整数溢出，对用户和开发人员都会造成许多不愉快的问题。

   11111111    = 255
+         1
-----------
  100000000    = 0   (9 bits here, so 1 is trimmed)

  • 对于1位，最大值是1，

  • 2位-3位，

  • 3位-7位，

  • 4双边投资条约-15

最大的可能数总是2^N1，其中N是位数.正如我前面所说，内存地址是一个数字，它也有一个最大值。这就是为什么机器字的大小也是对可用内存地址数量的限制--有时CPU无法处理足够大的数字来寻址更多的内存。

因此，在32位上，您可以将数字从0保持到2^32-1，这是4 294 967 295。它超过了1GB RAM中的最大地址，因此在特定情况下，RAM的数量将是限制因素。

理论上，32位CPU的RAM限制为4GB(2^32)，64位CPU的RAM限制为16 EB(EB=2^30 GB)。换句话说，64位cpu可以处理整个internet…。200倍；)(按WolframAlpha估计)。

然而，在现实的操作系统中，32位CPU可以处理大约3 GIB的RAM.这是因为操作系统的内部架构-一些地址是为其他目的预留的。你可以在维基百科上读到更多关于这个所谓的3GB屏障的信息。您可以通过物理地址扩展来取消此限制。

谈到内存寻址，有几件事我应该提及：虚拟存储器, 分割和寻呼.

虚拟存储器

正如@DanielRHicks在另一个答案中指出的那样，OSes使用虚拟内存。这意味着应用程序实际上不是在实际内存地址上工作，而是在操作系统提供的地址上操作。

这种技术允许操作系统将一些数据从RAM移动到所谓的Pagefile(Windows)或交换(*Nix)。HDD比RAM慢几个数量级，但是对于很少被访问的数据来说，它不是一个严重的问题，它允许OS提供比实际安装的更多的RAM应用程序。

寻呼

到目前为止，我们讨论的是所谓的平面寻址方案。

分页是一种可供选择的寻址方案，它允许使用平面模型中的一个机器字来寻址更多的内存。

想象一下，一本书里满是四个字母的单词。假设每页上有1024个数字。要解决一个数字，你必须知道两件事：

  • 打印该单词的页数。

  • 那个页面上的哪个词是你要找的。

现在，这正是现代x86 CPU处理内存的方式。它分为4个Kib页面(每个1024个机器单词)，这些页面都有数字。(实际上，页面也可以是4 MIB大或2 MIB与PAE)。当您想要寻址内存单元格时，您需要该页中的页码和地址。请注意，每个内存单元格被精确地引用一对数字，这不是分割的情况。

分割

这个和分页很相似。它被用于Intel 8086，举一个例子。地址组现在称为内存段，而不是页。不同的是片段可以重叠，而且它们确实有很多重叠。例如，在8086上，大多数存储单元可以从4096个不同的片段中获得。

例如：

假设我们有8个字节的内存，除了等于255的第4个字节之外，所有内存都保持着零。

平面内存模型的说明：

 _____
|  0  |
|  0  |
|  0  |
| 255 |
|  0  |
|  0  |
|  0  |
|  0  |
 -----

分页内存图解4字节页：

 PAGE0
 _____
|  0  |
|  0  |
|  0  |  PAGE1
| 255 |  _____
 -----  |  0  |
        |  0  |
        |  0  |
        |  0  |
         -----

分段内存图解4字节段移动1：

 SEG 0
 _____   SEG 1
|  0  |  _____   SEG 2
|  0  | |  0  |  _____   SEG 3
|  0  | |  0  | |  0  |  _____   SEG 4
| 255 | | 255 | | 255 | | 255 |  _____   SEG 5
 -----  |  0  | |  0  | |  0  | |  0  |  _____   SEG 6
         -----  |  0  | |  0  | |  0  | |  0  |  _____   SEG 7
                 -----  |  0  | |  0  | |  0  | |  0  |  _____
                         -----  |  0  | |  0  | |  0  | |  0  |
                                 -----   -----   -----   -----

如您所见，第四个字节可以通过四种方式寻址：(从0寻址)

  • 段0，偏移量3

  • 部分1，抵消2

  • 第2部分，抵消1

  • 第3段，偏移距0

它总是同一个内存单元。

在实际实现中，段移动超过1字节(对于8086是16字节)。

分段的坏处在于它很复杂(但我想您已经知道了；)更好的是，您可以使用一些聪明的技术来创建模块化程序。

例如，您可以将某个模块加载到一个段中，然后假装该段比实际小(仅足够小到足以容纳该模块)，然后选择第一个不与伪小段重叠的段，然后加载下一个模块，依此类推。基本上，这样做就是变大小的页面。

在解释中有什么要补充的吗？在评论中发出声音。想从其他精通技术的Stack Exchange用户那里读到更多答案吗？请看这里的完整讨论主题。

以上是 (一个内存地址能存多少)我电脑里的RAM能容纳多少个内存地址？ 的全部内容， 来源链接： utcz.com/wiki/670157.html

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