C语言（记录）——内存相关_1:内存基础

Love The Way You Lie 2021-12-20 02:27 263阅读 0赞

本文是基于嵌入式的C语言

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**首先弄明白程序是什么？计算机为什么需要编程？**

编写程序的目的是为了去运行，从而得到一些结果。顾名思义计算机就是用来计算的，所以计算机的所有程序就是在计算，那么计算机在计算什么呢？当然是在计算数据，因此，数据是程序的重要组成。推出：计算机程序 = 代码 + 数据。那么程序运行后得到的结果就是：代码 + 原始程序 = 新的数据。

从形象的宏观上看，代码就是加工数据的动作，数据就是代码所要加工的东西。

例如下面几行代码（一个简单函数）：此函数（num\_p）就是执行两个数的相加代码，它执行的动作是将两个数据（形参int num\_1 ,int num\_2）相加，得到一个新的数据。

int num\_p(int num\_1 ,int num\_2)

return num\_1 + num\_2;

**计算机程序运行过程**

**　　**计算机程序运行的过程就是多个函数相机运行的过程。程序是由多个函数组成，函数是程序的本质，函数的本质工作就是加工数据。

**为什么需要内存**

**　　**首先要知道什么是内存：（硬件和逻辑两个角度）  
　　从硬件角度：内存实际上是电脑的一个配件（一般叫内存条）。根据不同的硬件实现原理还可以把内存分成SRAM和DRAM（DRAM又有好多代，譬如最早的SDRAM，后来的DDR1、DDR2·····、LPDDR）  
　　从逻辑角度：内存是这样一种东西，它可以随机访问（随机访问的意思是只要给一个地址，就可以访问这个内存地址）、并且可以读写（当然了逻辑上也可以限制其为只读或者只写）；内存在编程中天然是用来存放变量的（就是因为有了内存，所以C语言才能定义变量，C语言中的一个变量实际就对应内存中的一个单元）。

**　　**内存是用来存储数据的，是编程和程序运行的本质需求，英文名（一般也是这样叫）是RAM，有DRAM和SRAM之分。根据存储方式的不同，内存有冯诺依曼结构和哈佛结构两种。 冯诺依曼结构是：数据和代码放在一起。哈佛结构是：数据和代码分开存在。比如：在S5PV210（本人目前正在学习的芯片）中运行的linux系统上，运行应用程序时：这时候所有的应用程序的代码和数据都在DRAM，所以这种结构就是冯诺依曼结构；在单片机中，我们把程序代码烧写到Flash（NorFlash）中，然后程序在Flash中原地运行，程序中所涉及到的数据（全局变量、局部变量）不能放在Flash中，必须放在RAM（SRAM）中。这种就叫哈佛结构。

**单说内存**

**　　**从逻辑角度来讲，内存实际上是由无限多个内存单元格组成的，每个单元格有一个固定的地址叫内存地址，这个内存地址和这个内存单元格**唯一**对应且**永久**绑定。  
　　逻辑上的内存就好象是一栋无限大的大楼，内存的单元格就好象大楼中的一个个小房间。每个内存单元格的地址就好象每个小房间的房间号。内存中存储的内容就好象住在房间中的人一样。  
　　理想条件下，内存可以有无限大（因为数学上编号永远可以增加，无尽头）。但是现实中实际的内存大小是有限制的，譬如32位的系统（32位系统指的是32位数据线，但是一般地址线也是32位，这个地址线32位决定了内存地址只能有32位二进制，所以逻辑上的大小为2的32次方）内存限制就为4G。实际上32位的系统中可用的内存是小于等于4G的（譬如我32位CPU装32位windows，但实际电脑只有512M内存）。

**内存的量化**

**　　**对于内存的量化，前人、大佬们已经订好了规则。一般有四种：位、字节、半字和字。有些地方会有双字，但据我所知不常用，而且半字、字和双字这三个单位的大小是依赖变化的。

对于任意的系统平台来说，一位就是1bit,一个字节就是8bit，是永远不会变化的。

半字、字和双字在一些系统中大小是不定的，但是有一点是不变的：双字的大小永远的字的大小的两倍，字的大小永远是半字的两倍。

**内存位宽**（硬件和逻辑两个角度）  
　　从硬件角度讲：硬件内存的实现本身是有宽度的，也就是说有些内存条就是8位的，而有些就是16位的。那么需要强调的是内存芯片之间是可以并联的，通过并联后即使8位的内存芯片也可以做出来16位或32位的硬件内存。  
　　从逻辑角度讲：内存位宽在逻辑上是任意的，甚至逻辑上存在内存位宽是24位的内存（但是实际上这种硬件是买不到的，也没有实际意义）。从逻辑角度来讲不管内存位宽是多少，我就直接操作即可，对我的操作不构成影响。但是因为你的操作不是纯逻辑而是需要硬件去执行的，所以不能为所欲为，所以我们实际的很多操作都是受限于硬件的特性的。譬如24位的内存逻辑上和32位的内存没有任何区别，但实际硬件都是32位的，都要按照32位硬件的特性和限制来干活。

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