1.2.Memory

通常所说的内存指的是计算机的主存储器（main memory），简称主存。主存通过控制芯片等与 CPU 相连， 主要负责存储指令和数据。主存由可读写的元素构成，每个字节（1 Byte = 8 bit ）都带有一个地址编号。CPU 可以通过该地址读取主存中的指令和数据，以及写入数据。

如何通过内存索引数据？

内存的构成单位是一个字节（8位），每一个字节都有一个地址编号，这个地址编号是它的逻辑地址。

CPU中的寄存器（基址寄存器、变址寄存器）会储存中被运算的数据的编号地址。CPU寄存器的空间大小决定了CPU能识别多大的内存。

比如说，一个32位的寄存器，它能表示的最大数为$2^{{32}-1=4294967295$（十进制数，从0开始；换成16进制数就是FFFFFFFF）。也就是说它能表示$2}=4294967296$种状态。而4g的内存一共有$4\times1024\times1024\times1024=4294967296$个byte，也就是说一个具有32位的寄存器的CPU最多能识别4g的内存。

通过基址寄存器和变址寄存器，我们可以对主内存上特定的内存区域进行划分。首先，我们用十六进制数 将计算机内存上 00000000～FFFFFFFF的地址划分出来。那么，凡是该范围的内存区域，只要有一个 32 位的 寄存器，即可查看全部的内存地址。

CPU所生成的地址通常称为逻辑地址(logical address)，而内存单元所看到的地址（即加载到内存地址寄存器(memory-address register)中的地址）通常称为物理地址(physical address)。

逻辑地址与物理地址的对应关系并不是固定不变的，这取决于执行的地址绑定方案。因此，逻辑地址又称为虚拟地址。虚拟地址通过映射与物理地址对应起来。完成这种映射的硬件设备是内存管理单元(memory-management unit, MMU)，完成映射的方法有多种，也就是地址绑定方案有多种。程序无法访问物理地址，只能基于虚拟地址进行操作。