文章目录
- 前言
- 一、CPU对存储器的读写
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- [1.1 cpu对存储器的读写如何进行？](#1.1 cpu对存储器的读写如何进行？)
- [1.2 演示](#1.2 演示)
- 二、内存地址空间
- 三、将各类存储器看作一个逻辑存储器------统一编址
- 三、CPU的组成
- 四、"字"在寄存器中的存储
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- [4.1 "字"是什么东西？](#4.1 “字”是什么东西？)
- [4.2 在8086中](#4.2 在8086中)
- 总结
前言
在计算机体系结构中，内存的读写操作是一项关键任务，涉及到程序的执行、数据的存储和处理。同时，理解地址空间的概念对于编写有效的程序至关重要。本文将探讨汇编语言中的内存读写过程以及地址空间的概念，帮助读者更深入地理解计算机内部的运作机制。
一、CPU对存储器的读写
1.1 cpu对存储器的读写如何进行？
CPU要想进行数据的读写，必须和外部器件进行三类信息的交互：
存储单元的地址
（地址信息）
器件的选择，读或写命令
（控制信息）
读或写的数据
（数据信息）
1.2 演示
机器码： 101000000000001100000000
16进制：A00300
汇编指令：MOV AL,[3]
含义：从3号单元读取数据送入寄存器AL
首先，要读取的地址信息先进入内存找到对应的数据存储单元。找到了3，里面的数据为08
接下来，控制器发出读质量。3号单元的08顺着数据线给了我们存放数据的器件
二、内存地址空间
什么是内存地址空间
CPU地址总线宽度为N，寻址空间为2NB
8086CPU的地址总线宽度为20，那么可
以寻址1MB个内存单元，其内存地址空
间为1MB。
从CPU角度看地址空间分配：
三、将各类存储器看作一个逻辑存储器------统一编址
所有的物理存储器被看作一个由若干存储
单元组成的逻辑存储器；
每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有
一个地址段，即一段地址空间；
CPU在这段地址空间中读写数据，实际上
就是在相对应的物理存储器中读写数据。
内存地址空间的分配方案
三、CPU的组成
运算器进行信息处理；
寄存器进行信息存储；
控制器协调各种器件
进行工作；
内部总线实现CPU内
各个器件之间的联系。
寄存器是CPU内部的信息存储单元
8086CPU有14个寄存器：
通用寄存器：AX、BX、CX、DX
变址寄存器：SI、DI
指针寄存器：SP、BP
指令指针寄存器： IP
段寄存器：CS、SS、DS、ES
标志寄存器：PSW
共性
8086CPU所有的寄存器都是16位的，
可以存放两个字节
通用寄存器--AX为例
一个16位寄存器存储一个16位的数据
最大值？
2^16-1
即是所有位都写1
例：在AX中存储18D
18D
--- 12H
--- 10010B
再例：在AX中存储20000D
20000D
--- 4E20H
--- 0100111000100000B
"横看成岭侧成峰"
问题
8086上一代CPU中的寄存器都是8位的，如何保证程序的兼容性？
方案
通用寄存器均可以分为两个独立的
8位寄存器使用
如下面这样：
细化
AX可以分为AH和AL
BX可以分为BH和BL
CX可以分为CH和CL
DX可以分为DH和DL
四、"字"在寄存器中的存储
4.1 "字"是什么东西？
当我们谈论计算机存储中的"字"，它其实就是一种计量单位，用来描述在计算机中处理的数据大小。一个字通常由一串二进制数字组成，它可以是8位（一个字节）、16位、32位或者64位长，具体取决于计算机体系结构。
寄存器是计算机内部的小而快速的存储空间，就像大脑中的速记本。这里的"字"是指寄存器可以一次性处理的数据单元大小。比如，一个16位的寄存器可以存储或处理16位长的数据，而一个32位的寄存器可以处理更长的数据。
在寄存器中，字按照其长度被存储和处理。就像小抽屉里能容纳的物品大小不同一样，不同长度的字在寄存器中占据的空间也不同。这些"抽屉"以二进制形式存储数据，所以一个8位的寄存器可以容纳8个二进制位，而16位寄存器则能容纳16个，以此类推。计算机通过这些位来存储和处理数字、字符、图像或者指令等各种信息。
4.2 在8086中
8086是16位CPU
8086的字长(word size)为16bit
一个字(word)可以存在一个16位寄存器中
这个字的高位字节存在这个寄存器的高8位寄存器
这个字的低位字节存在这个寄存器的低8位寄存器
总结
内存的读写与地址空间是计算机体系结构中的核心概念。通过汇编语言，程序可以直接操作内存，实现对数据的灵活控制。地址空间的概念则为程序提供了一个有序的内存结构，使得不同部分的数据有序地存储在内存中。深入理解这些概念，有助于程序员编写出更高效、可靠的程序，充分利用计算机的内存资源。在今后的学习和开发过程中，对于内存和地址空间的理解将发挥重要作用。