内存的读写过程、现实模型及指针

痛定思痛。 2024-04-03 07:39 27阅读 0赞

**目录**

一、内存的读写过程

二、内存的现实模型

三、指针

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## 一、内存的读写过程 ##

内存IC进行数据写入和读取的模型：

![ba701e2c3a5f48649d287fddf9b888f5.png][]

假设我们要向内存IC中写入1byte的数据的话，它的过程是这样的：

> ● 首先给VCC接通 +5V的电源，给GND接通 0V的电源，使用A0-A9来指定数据存储场所，然后再把数据的值输入给D0-D7的数据信号，并把WR（write）的值置为1，执行完这些操作后，既可以向内存IC写数据
> 
> ● 读出数据时，只需要通过A0-A9地址信号指定数据的存储场所，然后再将RD的值置为1即可
> 
> ● 图中的RD和WR又被称为控制信号，其中当WR和RD都为0时，无法进行写入和读取操作

## 二、内存的现实模型 ##

为了便于记忆，可以把内存模型映射成为我们现实世界的模型，在现实世界中，内存的模型很像我们生活的楼房，在这个楼房中，1层可以存储一个字节的数据，楼层号就是**地址**，下面式内存和楼层整合的模型图：

1KB内存模型图：

![deeecc83aa7e4611af9ce37a707e53fe.png][]

程序中的数据不仅仅只有数值，还有**数据类型**的概念，从内存上来看，就是占用内存大小（占用楼层数）的意思，即使物理上强制以1个字节为单位来逐一读写数据的内存，在程序中，通过指定数据类型，也能实现以特定字节数为单位来进行读写。

下面式一个以特定字节数为例来读写指令字节的程序的示例：

//定义变量
    char a;
    char b;
    char c;
    
    //变量赋值
    a=123;
    b=123;
    c=123;

通过分别声明了三个变量abc，并给每个变量赋上相同的123，这三个变量表示内存的特定区域。通过变量，即使不指定物理地址，也可以直接完成读写操作，操作系统会自动为变量分配内存地址。

这三个变量分别表示1个字节长度的char，2个字节长度的short，表示4个字节的long，因此，虽然数据都表示的是123，但是其存储时所占的内存大小是不一样的。如下所示：

变量存储示意图：

![220c7cb1a9104aadb7ed2bef9305e0f1.png][]

这里的123都没有超过每个类型的最大长度，所以short和long类型为多占用的其他内存空间分配的数值是0，这里我们采用的是**低字节序列**的方式存储

> 低字节序列：将数据低位存储在内存低位地址
> 
> 高字节序列：将数据的高位存储在内存低位的方式称为高字节序列

## 三、指针 ##

指针是C语言非常重要的特征，指针也是一种变量，只不过它所表示的不是数据的值，而是内存的地址。通过使用指针，可以对任意内存地址的数据进行读写

在了解指针读写的过程前，我们需要了解如何定义一个指针，和普通的变量不同，在定义指针时，我们通常会在变量名前加一个 \* 号，例如我们可以在指针定义如下的变量：

char *d;//char类型的指针d定义
    short *e;//short类型的指针e定义
    long *f;//long类型的指针f定义

以32位计算机为例，32位计算机的内存地址是4字节，在这种情况下，指针的长度也是32位，然而，变量def却代表了不同字节长度。

实际上，这些数据表示的是从内存中一次读取的字节数，比如def的值都为100，那么使用char类型时就能够从内存中读写1byte的数据，使用short类型就能够从内存读写2字节的数据，使用long就能够读写4字节的数据，下面式一个完整的类型字节表：

<table style="width:600px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>类型</td> 
   <td>32位</td> 
   <td>64位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>1</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short int</td> 
   <td>2</td> 
   <td>2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>4</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigned int</td> 
   <td>4</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>4</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>8</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>4</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long long</td> 
   <td>8</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unsigned long</td> 
   <td>4</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

数据类型读写长度示意图：

![5dafb1303fb04e8ba2cb853585dec10c.png][]

[ba701e2c3a5f48649d287fddf9b888f5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/9e1a44ef8a194f67a13fc17ba9a4b828.png
[deeecc83aa7e4611af9ce37a707e53fe.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/ef5a1b2cde914e2b86601c22abbb3717.png
[220c7cb1a9104aadb7ed2bef9305e0f1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/3e1228688f5d48269996a9aeeed478d5.png
[5dafb1303fb04e8ba2cb853585dec10c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/9f68ff4d8b824466a874781e2e7ff856.png