为什么一个32位的系统,最大寻址空间,即最大承载内存空间为4G?

2024-01-22 11:58

本文主要是介绍为什么一个32位的系统,最大寻址空间,即最大承载内存空间为4G?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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,即能够寻址的最大容量。一般用MB和G来表示。

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位寻址的CPU可以寻址2的32次方大小的地址也就是4G,这也是为什么32位的CPU最大能搭配4G内存的原因,再多的话CPU就找不到了。

通常人们认为,内存容量越大,处理数据的能力也就越强,但内存容量不可能无限的大,它要受到系统结构、硬件设计、制造成本等多方面因素的制约,一个最直接的因素取决于系统的地址总线的地址寄存器的宽度(位数)。 计算机的寻找范围由总线宽度(处理器的地址总线的位数)决定的,也可以理解为cpu寄存器位数,这二者一般是匹配的。

Intel公司早期的CPU产品的地址总线和地址寄存器的宽度为20位,即CPU的寻址能力为2^ 20 =1024*1024字节=1024K字节=1M字节;286的地址总线和地址寄存器的宽度为24位,CPU的寻址能力为224以上的地址总线和地址寄存器的宽度为32位,CPU的寻址能力为232=4096M字节=4G字节。 也就是说,如果机器的CPU过早,即使有很大的内存也不能得到利用,而对于现在的PⅡ级的CPU,其寻址能力已远远超过目前的内存容量。由此推出:地址总线为N位(N通常都是8的整数倍;也说N根数据总线)的CPU寻址范围是2的N次方字节,即2^N(B)。

什么是存储单元?
存储单元一般应具有存储数据和读写数据的功能,一般以8位二进制作为一个存储单元,也就是一个字节。每个单元有一个地址,是一个整数编码,可以表示为二进制整数。程序中的变量和主存储器的存储单元相对应。变量的名字对应着存储单元的地址,变量内容对应着单元所存储的数据。

2寻址范围(数值范围)
寻址范围仅仅是一个数字范围,不带有单位,而寻址范围的大小很明显是一个数,指寻址区间的大小。

M为数量单位。1024=1K,1024K=1M

MB指容量大小。1024B=1KB,1024KB=1MB.

如寻址范围为0~(2^20)-1,寻址空间为1MB

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