Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 74

Адреса памяти

Память состоит из ячеек, каждая из которых может хранить некоторую порцию информации. Каждая ячейка имеет номер, который называется адресом. По адресу программы могут ссылаться на определенную ячейку. Если память содержит n ячеек, они будут иметь адреса от 0 до n — 1. Все ячейки памяти содержат одинаковое число битов. Если ячейка состоит из k бит, она может содержать любую из 2k комбинаций. На рис. 2.8 показаны 3 различных варианта организации 96-разрядной памяти. Отметим, что соседние ячейки по определению имеют последовательные адреса.

Адрес Адрес 1 ячейка Адрес

Рис. 2.8. Три варианта организации 96-разрядной памяти

В компьютерах, в которых используется двоичная система счисления (включая восьмеричное и шестнадцатеричное представление двоичных чисел), адреса памяти также выражаются в двоичных числах. Если адрес состоит из m бит, максимальное число адресуемых ячеек составит 2^m. Например, адрес для обращения к памяти, изображенной на рис. 2.8, а, должен состоять по крайней мере из 4 бит, чтобы выражать все числа от 0 до 11. При устройстве памяти, показанном на рис. 2.8, б и 2.8, в, достаточно 3-разрядного адреса. Число битов в адресе определяет максимальное количество адресуемых ячеек памяти и не зависит от числа битов в ячейке. 12-разрядные адреса нужны и памяти из 2¹² ячеек по 8 бит каждая, и памяти из 2¹² ячеек по 64 бит каждая.

В табл. 2.1 приведены данные о количестве битов в ячейках памяти некоторых коммерческих компьютеров.

Таблица 2.1. Число битов в ячейке памяти некоторых моделей коммерческих компьютеров
Компьютер	Число битов в ячейке
Burroughs B1700	1
IBM PC	8
DEC PDP-8	12
IBM 1130	16
DEC PDP-15	18
XDS 940	24
Electrologica X8	27
XDS Sigma 9	32
Honeywell 6180	36
CDC 3600	48
CDC Cyber	60

Ячейка — минимальная адресуемая единица памяти. В последние годы практически все производители выпускают компьютеры с 8-разрядными ячейками, которые называются байтами (также иногда встречается термин «октет»). Байты группируются в слова. В компьютере с 32-разрядными словами на каждое слово приходится 4 байт, а в компьютере с 64-разрядными словами — 8 байт. Такая единица, как слово, необходима, поскольку большинство команд производят операции над целыми словами (например, складывают два слова). Таким образом, 32-разрядная машина содержит 32-разрядные регистры и команды для манипуляций с 32-разрядными словами, тогда как 64-разрядная машина имеет 64-разрядные регистры и команды для перемещения, сложения, вычитания и других операций над 64-разрядными словами.