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计算机从内存中进行取指过程

嵌入式应用开发 来源:嵌入式应用开发 作者:嵌入式应用开发 2022-09-29 18:41 次阅读

计算机的总线可以分为3种:数据总线,地址总线和控制总线。这里不对控制总线进行描述。数据总线用于进行数据信息传送。数据总线的位数一般与CPU的字长一致。

一般而言,数据总线的位数跟当前机器int值的长度相等。例如在16位机器上,int的长度是16bit,32位机器则是32bit。这个计算机一条指令最多能够读取或者存取的数据长度。大于这个值,计算机将进行多次访问。这也就是我们说的64位机器进行64位数据运算的效率比32位要高的原因,因为32位机要进行两次取指和运行,而64位机却只需要一次!

地址总线专门用于寻址,CPU通过该地址进行数据的访问,然后把处于该地址处的数据通过数据总线进行传送,传送的长度就是数据总线的位数。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小,比如CPU总线长32位,其最大的直接寻址空间长232KB,也就是4G

这也就是我们常说的32位CPU最大支持的内存上限为4G(当然,实际上支持不到这个值,因为一部分寻址空间会被映射到外部的一些IO设备和虚拟内存上。现在通过一些新的技术,可以使32位机支持4G以上内存,但这个不在这里的讨论范围内)。

一般而言,计算机的地址总线和数据总线的宽度是一样的,我们说32位的CPU,数据总线和地址总线的宽度都是32位。

计算机访问某个数据的时候,首先要通过地址总线传送数据存储或者读取的位置,然后在通过数据总线传送需要存储或者读取的数据。一般地,int整型的位数等于数据总线的宽度,指针的位数等于地址总线的宽度。计算机的基本访问单元学过C语言的人都知道,C语言的基本数据类型中,就属char的位数最小,是8位。我们可以认为计算机以8位,即1个字节为基本访问单元。小于一个字节的数据,必须通过位操作来进行访问。

内存访问方式

如图1所示,计算机在进行数据访问的时候,是以字节为基本单元进行访问的,所以可以认为,计算每次都是从第p个字节开始访问的。访问的长度将由编译器根据实际类型进行计算,这在后面将会进行讲述。

poYBAGM1dkKAYjkSAAAvGbE_yJI194.png

sizeof关键字
sizeof关键字是编译器用来计算某些类型的数据的长度的,以字节为基本单位。例如:
sizeof(char)=1; sizeof(int)=4;

sizeof(Type)的值是在编译的时候就计算出来了的,可以认为这是一个常量!

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