内存地址和内存内容的关系演示教学

什么是内存地址,怎么理解内存地址.
一.了解什么是内存
内存的误解
现在的人们使用手机更多了,在对事物的称呼上其实并不严谨.例如:手机有32/64/128/512GB 的’内存’,这其实是不对的称呼,我们经常讲的6g/8g才是内存或运行内存,而我们口语上说的’内存’其实应该是储存才对.
内存的作用
内存又可以称呼为‘内存储器’或’主存储器’其作用是辅助CPU与外部存储器的沟通和暂时存放CPU的运算数据.
二.什么是内存地址
想象理解
我们可以想象一下,一个完整的内存是由若干个小内存段构成,小内存段依次排序1,2,3,4,5,6……,那么在这样的一个环境里,这些数字1-N每一个都代表一个内存段,我们根据数字的编号就可以找到指定的内存段,这和内存地址的作用是一致的,即内存地址就是对内存的编号.
内存是存储数据的,内存地址是对存储数据的一个标识,指向数据却不是数据,通过内存地址的指引,可以访问到内存当中指向的数据.。

内存的基础知识什么是内存， 有何作用
存储单元、内存地址的概念和联系
按字节编址 vs 按字编址
进程运行的基本原理
指令的工作原理操作码+若干参数（可能包含地址参数）
逻辑地址（相对地址） vs 物理地址（绝对地址）
从写程序到程序运行
编辑源代码文件
编译由源代码文件生成目标模块（高级语言“翻译”为机器语言）
链接由目标模块生成装入模块， 链接后形成完整的逻辑地址
装入将装入模块装入内存， 装入后形成物理地址
三种链接方式
静态链接装入前链接成一个 完整装入模块
装入时动态链接运行前 一边装入一边链接
运行时动态链接运行时 需要目标模块才装入并链接
三种装入方式
绝对装入编译时产生绝对地址
可重定位装入装入时将逻辑地址转换为物理地址
动态运行时装入运行时将逻辑地址转换为物理地址， 需要设置重定位寄存器。

图解内存的⼯作原理及时序介绍内存是PC配件中结构最简单的，但在BIOS中却是最难调的，很多玩家超频都卡在内存上。

并且，内存的原理、结构与时序多年不会改变，⽆论将来内存技术如何进步，相信这篇⽂章的存在价值都不会打折扣。

本⽂亦希望能通过对DRAM基本原理以及时序的介绍，在内存设置以及XMP的制作上有所帮助。

>>>⽬录<<<第⼀部分：⼯作原理DRAM基本组成内存地址寻址内存cell的基本操作硅晶体中的“电容”MOSFET的控制原理——⽔库模型储存数据写⼊数据读取数据第⼆部分：时序介绍时序及相关概念第⼀时序第⼆时序结语第⼀部分：⼯作原理DRAM基本组成内存是由DRAM（动态随机存储器）芯⽚组成的。

DRAM的内部结构可以说是PC芯⽚中最简单的，是由许多重复的“单元”——cell组成，每⼀个cell由⼀个电容和⼀个晶体管（⼀般是N沟道MOSFET）构成，电容可储存1bit数据量，充放电后电荷的多少（电势⾼低）分别对应⼆进制数据0和1。

由于电容会有漏电现象，因此过⼀段时间之后电荷会丢失，导致电势不⾜⽽丢失数据，因此必须经常进⾏充电保持电势，这个充电的动作叫做刷新，因此动态存储器具有刷新特性，这个刷新的操作⼀直要持续到数据改变或者断电。

⽽MOSFET则是控制电容充放电的开关。

DRAM由于结构简单，可以做到⾯积很⼩，存储容量很⼤。

内存地址内存中的cell按矩阵形排列，每⼀⾏和每⼀列都会有⼀个对应的⾏地址线路（正规叫法叫做word line）和列地址线路（正规叫法是bit line），每个具体的cell就挂接在这样的⾏地址线路和列地址线路上，对应⼀个唯⼀的⾏号和列号，把⾏号和列号组合在⼀起，就是内存的地址。

址。

上图是Thaiphoon Burner的⼀个SPD dump，每个地址是⼀个字节。

不过我们可以把这些数据假设成只有⼀个bit，当成是⼀个简单的内存地址表，左边竖着的是⾏地址，上⽅横着的是列地址。

计算机原理学习之内存工作原理1. 内存工作原理CPU和内存是计算机中最重要的两个组件，前面已经知道了CPU是如何工作的，上一篇也介绍了内存采用的DRAM的存储原理。

CPU工作需要知道指令或数据的内存地址，那么这样一个地址是如何和内存这样一个硬件联系起来的呢？现在就看看内存到的是怎么工作的。

1.1 DRAM芯片结构上图是DRAM芯片一个单元的结构图。

一个单元被分为了N个超单元（可以叫做cell），每个单元由M个DRAM单元组成。

我们知道一个DRAM单元可以存放1bit数据，所以描述一个DRAM芯片可以存储N*M位数据。

上图就是一个有16个超单元，每个单元8位的存储模块，我们可以称为16*8bit 的DRAM芯片。

而超单元（2,1）我们可以通过如矩阵的方式访问，比如 data = DRAM[2.1] 。

这样每个超单元都能有唯一的地址，这也是内存地址的基础。

每个超单元的信息通过地址线和数据线传输查找和传输数据。

如上图有2根地址线和8根数据线连接到存储控制器（注意这里的存储控制器和前面讲的北桥的内存控制器不是一回事），存储控制器电路一次可以传送M位数据到DRAM芯片或从DRAM传出M位数据。

为了读取或写入【i,j】超单元的数据，存储控制器需要通过地址线传入行地址i 和列地址j。

这里我们把行地址称为RAS(Row Access Strobe)请求, 列地址称为(Column Access Strobe)请求。

但是我们发现地址线只有2为，也就是寻址空间是0-3。

而确定一个超单元至少需要4位地址线，那么是怎么实现的呢？解决这个问题采用的是分时传送地址码的方法。

看上图我们可以发现在DRAM芯片内部有一个行缓冲区，实际上获取一个cell的数据，是传送了2次数据，第一次发送RAS，将一行的数据放入行缓冲区，第二期发送CAS，从行缓冲区中取得数据并通过数据线传出。

这些地址线和数据线在芯片上是以管脚（PIN）与控制电路相连的。

内存条的组成、编址、寻址和读写方式一、组成这是一个2GB的DDR3内存条，我们可以看到，内存条的物理组成：金手指、存储芯片、还有各种控制电路和元器件，还有就 PCB板。

我们今天要谈的组成不是这些，而是它作为一个数据容器的组成：RankCPU与内存之间的接口位宽是64bit，也就意味着CPU在一个时钟周期内会向内存发送或从内存读取64bit的数据。

可是，单个内存颗粒的位宽仅有4bit、8bit或16bit，个别也有32bit的。

因此，必须把多个颗粒并联起来，组成一个位宽为64bit的数据集合，才可以和CPU互连。

生产商把64bit集合称为一个物理BANK（Physical BANK），简写为P-BANK。

为了和逻辑BANK相区分，也经常把P-BANK称为RANK或Physical RANK,把L-BANK则简称为BANK。

如果每个内存颗粒的位宽是8bit，应该由8个颗粒并联起来，组成一个RANK（64bit）；同理，如果颗粒的位宽是16bit，应该由4个颗粒组成一个RANK。

由此可知：Rank其实就是一组内存颗粒位宽的集合，也可以叫Chips，在PCB上，往往把一面上的内存颗粒组成一个Rank,另一面是另外一个Rank(假若有的话)，这样也可以将Rank理解内存条的Side(面)。

具体说，当颗粒位宽×颗粒数=64bits时，这个模组就是有一个RANK。

为了保证和CPU的沟通，一个模组至少要有一个RANK。

但是，为了保证有一定的内存容量，目前，DDR2内存，经常是采用一个模组两个RANK的架构。

“模组构成”中的“R”“RANK”的意思。

“2R”是说组成模组的RANK数（Number of ranks of memory installed）是2个。

有“1R”和“2R”两种；“模组构成”中的“×8”是颗粒的位宽(bit width)，有×4、×8和×16三种.Chip(Memory)存储芯片，又叫内存颗粒。

关于内存地址和内存空间的理解1.内存地址用4位16进制和8位16进制表示的区别例如经常可以看到某些书籍上写的内存地址0x0001，在另外一些书籍上写的内存地址又变成了0x00000001。

都是表示的编号为1的内存地址，为什么一个是4位16进制表示，另外一个又是用8位16进制表示呢？首先，必须要知道内存地址只是一个编号，代表一个内存空间。

那么这个空间是多大呢？原来在计算机中存储器的容量是以字节为基本单位的。

也就是说一个内存地址代表一个字节（8bit）的存储空间例如经常说32位的操作系统最多支持4GB的内存空间，也就是说CPU只能寻址2的32次方（4GB），注意这里的4GB是以Byte 为单位的，不是bit。

也就是说有4G=4*1024M（Byte）=4*1024*1024Kb(Byte)=4*1024*1024*1024bit(Byte)，即2的32次方个8bit单位所以说用4位16进制表示的内存地址和用8位16进制表示的内存地址，其实都是代表一个8bit的存储空间而已：至于说为什么会出现一种是用4位十六进制表示内存地址，另一种用8位十六进制表示内存地址，那是根据不同的硬件环境来的。

个人理解：有些CPU只能寻址16位（16根地址线），所以用4位十六进制表示地址就够用了。

有些CPU只能寻址32位（32根地址线），所以用8位十六进制另外记住， 210 = 10241G = 1024 M1M = 1024 Kb1Kb = 1024 bit2.理解内存程序和数据平常存储在硬盘等存储器上，不管你开机或关机了，它们都是存在的，不会丢失。

硬盘可以存储的东西很多，但其传输数据的速度较慢。

所以需要运行程序或打开数据时，这些数据必须从硬盘等存储器上先传到另一种容量小但速度快得多的存储器，之后才送入CPU进行执行处理。

这中间的存储器就是内存无论何种存储器，软盘、硬盘、光盘或者内存，都有地址。

因为它们要存储数据，所以就必须按一定的单位的数据分配一个地址。

内存原理图内存原理图是计算机科学中非常重要的概念，它涉及到计算机系统中内存的组织结构和工作原理。

在计算机系统中，内存是存储数据和指令的地方，它直接影响着计算机的运行速度和性能。

了解内存原理图对于理解计算机系统的工作原理和优化程序性能都是至关重要的。

首先，我们来看一下内存的基本组成。

内存通常由存储单元组成，每个存储单元都有一个唯一的地址，用于访问其中存储的数据。

内存的组织结构通常包括主存储器和辅助存储器，主存储器通常是指RAM（随机存取存储器），而辅助存储器通常是指硬盘或固态硬盘。

主存储器用于存储当前正在运行的程序和数据，而辅助存储器则用于长期存储数据。

内存原理图还涉及到内存的工作原理。

当计算机需要访问内存中的数据时，它会根据数据的地址来定位存储单元，并将数据传输到处理器中进行处理。

内存的访问速度直接影响着计算机的性能，因此内存的组织结构和访问方式都是需要精心设计和优化的。

此外，内存原理图还包括内存的层次结构。

在计算机系统中，内存通常分为多级缓存、主存和辅助存储器。

多级缓存用于暂时存储处理器需要频繁访问的数据，主存储器用于存储当前正在运行的程序和数据，而辅助存储器则用于长期存储数据。

这种层次结构的设计可以提高数据访问的效率，从而提高计算机系统的整体性能。

除此之外，内存原理图还涉及到内存管理的问题。

内存管理是指操作系统如何管理内存资源，包括内存分配、内存回收和内存保护等问题。

合理的内存管理可以提高系统的稳定性和安全性，避免内存泄漏和内存溢出等问题。

总的来说，内存原理图是计算机科学中非常重要的概念，它涉及到内存的组织结构、工作原理、层次结构和管理方式等问题。

了解内存原理图对于理解计算机系统的工作原理、优化程序性能和提高系统稳定性都是至关重要的。

希望本文能够对读者有所帮助，让大家对内存原理图有一个更加深入的理解。

习题1 (P14)4、试用示意图说明内存单元的地址和内存单元的内容，二者有何联系和区别？解：内存单元的地址和内容如图，在存储器中，每个存储单元都有一个地址，每个单元可存放一个字节。

任何相邻字节单元可以存放一个字，一个字占用2个地址中小的那个地址作为该字的地址，并且较高存储器地址的字节是该字节的高8位，较低存储器地址的字节是该字节的低8位。

如图X表示某存储单元的地址，则X单元的内容（X）表示。

假如X单元中存放着Y，则（X）=Y。

而Y又是一个地址（数值上），则可用（（X））来表示Y单元里的内容。

9、把下列十进制数转化为二进制数、八进制数和十六进制数。

(1)4.85 (2)255 (3)256解：(1)4.85=100.1B=4.6Q=4.DH(2)255=11111111B=377Q=0FFH(3)256=100000000B=400Q=100H10、把下列数转化为十进制数。

(1)10001100B (2)27Q (3)1FH解：(1)10001100B=2^7+2^3+2^2=140(2)27Q=2*8+7=23(3)1FH=16+15=3115、给出十进制数—30的原码、反码、补码（8位二进制数）的形式，并指出8位二进制原码、反码、补码所能表示的数值范围（用十进制数表示）。

解：[—30D]原=10011110B=9EH[—30D]反=11100001B=0E1H[—30D]补=11100010B=0E2H8位二进制数原码表示的数值范围：—127~+127；反码表示的数值范围：—127~+127；当补码表示无符号数时，表示的数值范围为：0~255，当补码表示有符号数时，表示的数值范围为：—128~+127.16、用组合和非组合BCD码分别表示十进制数388和12。

解：组合：388D=(0011 1000 1000)BCD12D=(0001 0010)BCD非组合：388D=(00000011 00001000 00001000)BCD12D=(00000001 00000010)BCD习题2 (P43)3、8086CPU的标志寄存器中有哪些标志位？它们的含义和作用是什么？解：（1）有6个状态标志位CF、OF、ZF、SF、AF、PF;3个控制标志位DF、IF、和TF。