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  • 按字寻址和按字节寻址
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    2019-12-05 13:14:02

    《计算机组成原理》唐朔飞 第二版 P73
    按字节寻址:每一个字节的每一位都可以作为地址编号的一部分。
    按字寻址:每一个字含有多个字节,需要区分每个字节的位置,这就损失了一定的位数,余下的都可用于地址编号。
    (书P73“主存中存储单元地址的分配”的第一段的第六行中“用地址码的末两位来区分同一字节的4个字节的位置”)

    (1M=2^20)

    • 例1:24位地址线,按字节寻址,每一位都可用于编号,范围为2^24 =16M;按字寻址,需要为字中的每一个字节编号,确定是哪个字节,如果存储字长(注意不是机器字长)为32位,那么一个存储字长含有4个字节,为了区分这4个字节,正好可以用地址码的末2位来区分这4个字节,还剩下22根地址线用来对地址编号,即2^22=4M。
    • 例2:24位地址线,同样按字节寻址依然为16M,如果存储字长为16位,那么,一个存储字长中有2个字节,正好需要1根线来区分,还剩23根线用于编码,2^23=8M。
    • 例3:计算机存储字长为32位,其存储容量为16MB,若按双字编址,它的寻址范围是多少?16MB=2^24 B,意味着有2^24= 24根地址线,双字编址,需要1根线来区分,每个字有4个字节,需要2根线来区分,一共需要3根线,还剩21根线用于地址编码,寻址范围2^21=2M。
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    什么是寻址?

    寻址指当CPU请求数据时获得该数据在内存上的位置的过程。内存上存储的所有数据都会有一个可以区分的地址,这与其存放的位置相对应,当CPU请求数据时,内存中的电路会根据CPU的地址线上的信号利用数据总线向CPU返回数据。

    那么内存是如何编码数据保存的位置的?这里涉及到上文所述的字节的概念。内存每一个存储位置的最小单元都可以储存0或1,即一个位的内容,而内存将8个位设定为一个存储空间的基本单位。而在地址线上每一个地址的编号便对应的是一个存储位置的最小的基本单位。

    如何在地址线上用信号表示这个地址,这个问题引出了两个不同的寻址方式:按字节寻址和按字寻址。

    按字节寻址

    按字节寻址指一个地址线表示的数(即状态)与一个字节地址相对应。比如一台机器有30根地址线,如果按字节寻址,其寻址范围是=1GB。注意这里用的单位是B,原因如上文所述,30根地址线对应的是磁盘中的存储空间的基本单位,即1B,8个位。

    按字寻址

    计算机以此方式寻址时,每一个地址值指向了一个字,这里指向的便不是按字节寻址中的字节了。如前文所述对字的定义,一个字里面有任意个字节,那么计算机如何知道其地址指向的到底是字中的第几个字节呢?这便需要地址线中分出一部分标出其所指的到底是字中的第一个字节,还是第二个,亦或是其他。下面举个例子:
    设有一台机器有24根地址线,其字长为16位,按字寻址,求其寻址范围。
    解:字里面封装了字节,为了确保每个字节或者说每个数据都有自己的一个编号,那么需要牺牲一部分地址线来实现。16位字长的机器,每个字表示2个字节,用1位地址线就能区分出来。由此表示字地址的数据线位数就只剩下了24-1=23位了。所以寻址的范围就变成了2^23MW,即8MW了。注意这里单位为W表示一个字。

    慕课例子:在这里插入图片描述

    其中地址线24根,若字长为16位,按字寻址 ,16位两个字节,需要1根地址线区分,所以剩下23根地址线,即 8 MW。
    其中地址线24根,若字长为32位,按字寻址 ,32位4个字节,需要2根地址线区分,所以剩下22根地址线,即 4 MW。

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  • 本文章区分了按字寻址和按字节寻址两种寻址方式,希望大家会从中有所收获。
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    按字节寻址

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    按字寻址

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    对于一定容量的存储器来说,按字访问和按字节访问的寻址范围是不同的。For example:一个容量为16MB的存储器,按字节寻址的范围即为16M,也就是说2的24次方,对应24根地址线;若按字寻址,那么寻址范围就与字长有关,对于一个16MB的存储器,若按16位长的存储字寻址,则寻址范围为8M,若按32位字长寻址,则寻址范围为4M。
    下面用图片说明一下:
    在这里插入图片描述
    32位字长同理,24根地址线高22位对应4M寻址范围,末两位对应32位中4个字节的地址。

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空空如也

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