地址空间与容量
操作系统原理第5章 存储管理
• ⑶最佳适应算法
• 最佳适应算法的空闲链是按空闲区从小到大顺序排 列。为进程选择分区时总是寻找其大小最接近进程 所要求的存储区域。所谓“最佳”是指每次为进程 分配内存时，总是把能满足要求、又是最小的空闲 分区分配给进程，避免“大材小用”。
• 因为每次分配后所切割下来的剩余部分总是最小的， 这样将加速碎片的形成。
• ①如果被回收空闲分区没有空闲伙伴分区，那么保留该分区为一 个独立的空闲分区，否则执行②；
• ②合并回收分区及其伙伴分区，从而得到一个尺寸（2I+1）更大的 回收空闲分区，转移到①；
一个伙伴系统内存分配与回收的例子
• 伙伴系统克服了固定分区和动态分区存储管理技术的缺陷。但是伙伴 系统存在一个问题，即内存空间需要不断地进行分裂和合并，频繁的 伙伴分区合并操作会浪费很多时间。
• ③内存分配原则，以页帧为单位来分配内存，将进程若干个逻辑上连续的 页面装入若干个离散的页帧中，由页表提供进程的页号到存储空间帧号的 映射。
5.2.4伙伴系统
• 其实现原理如下： • 一个伙伴系统内存的用户可用空间为2U。进程申请存储空间时，
系统总是为其分配大小为2I的一个空闲分区。其中S≤I≤U，2S是系 统允许的最小分区尺寸。在实际操作系统中，最小分区尺寸一般 为212。 • 如果进程申请的存储空间大小为K，且2I-1<K≤2I，则将整个2I大小的 分区分配给该进程；否则，该分区被分割成两个大小相等的伙伴 分区，大小为2I-1；再判断K是否满足条件：2I-2<K≤2I-1，若满足条件， 则将两个伙伴中的任何一个分配给该进程。否则，将其中一个伙 伴又分成两个大小相等的伙伴分区；此过程一直继续进行，直到 产生的分区满足条件I-J≥S并2I-J-1<K≤2I-J，将2I-J大小的分区分配给该 进程；当I-J-1<S时，系统不再分割成两个大小相等的伙伴分区，将 2S大小的分区分配给该进程。 • 当进程执行完毕，释放一个尺寸为2I的分区时，系统用下面的算法 回收该分区。
第二章80C51的结构和原理习题及答案
第⼆章80C51的结构和原理习题及答案第⼆章80C51的结构和原理习题及答案1、80C514单⽚机在功能上、⼯艺上、程序存储器的配置上有哪些种类？答：80C51单⽚机在功能上有两种⼤类：（1）、基本型；（2）、增强型；80C51单⽚机在⽣产⼯艺上有两种：（1）、HMOS⼯艺（即⾼密度短沟道MOS ⼯艺）；（2）、CHMOS⼯艺（即互补⾦属氧化物的HMOS⼯艺）；80C51单⽚机在程序存储器的配置上有三种形式：（1）、掩膜ROM；（2）、EPROM；（3）、ROMLess（⽆⽚内程序存储器）。
2、80C51单⽚机存储器的组织采⽤何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？在使⽤上有何特点？答：80C51单⽚机存储器的组织采⽤哈佛结构：存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独⽴的空间。
基本型单⽚机⽚内程序存储器容量为4KB，地址范围是0000H~0FFFH。
增强型单⽚机⽚内程序存储器容量为8KB，地址范围是0000H~0FFFH。
基本型单⽚机⽚内数据存储器均为128字节，地址范围是00H~7FH，⽤于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲。
这128字节的低32个单元⽤作⼯作寄存器，在20H~2FH共16个单元是位寻址区，然后是80个单元的他通⽤数据缓冲区。
增强型单⽚机⽚内数据存储器为256字节，地址范围是00H~FFH。
低128字节的配置情况与基本型单⽚机相同，⾼128字节为⼀般RAM，仅能采⽤寄存器间接寻址⽅式访问（⽽与该地址范围重叠的SFR空间采⽤直接寻址⽅式访问）。
3、80C51单⽚机的P0~P3⼝在结构上有何不同？在使⽤上有何特点？答：80C51单⽚机各⼝均由接⼝锁存器、输出驱动器和输⼊缓冲器组成，但是结构存在差异：P0、P1⼝有转换开关MUX，P2、P3⼝没有；P1~P3⼝都有上来电阻，但是P0没有。
4个I/O⼝的使⽤特点：（1）、P0：P0⼝是⼀个多功能的8位⼝，可按字节访问也可以按位访问。
80C51的结构和原理-简答题
1、PC机和单片机都是微型机，两者有什么区别?答：PC机和单片机都是微型机，是微型计算机技术发展的两大分支。
PC机以满足海量高速数值计算为主，兼顾控制功能。
单片机以满足测控对象的测控功能，嵌入式应用为主，兼顾数据处理能力。
2、MCS-51单片机的I/O口有什么特点？解：８０５１单片机的４个Ｉ／Ｏ口在结构上是基本相同的，但又各具特点。
这四个端口都是８位双向口，每个端口都包括一个锁存器、一个输出驱动器和输入缓冲器。
在无片外扩展存储器的系统中，这四个端口的每一位都可以作为双向通用Ｉ／Ｏ端口使用。
在作为一般的通用Ｉ／Ｏ输入时，都必须先向锁存器写入“１”，使输出驱动场效应管ＦＥＴ截止，以免误读数据。
各自特点如下：（1）P0口为双向8位三态I/O口，它既可作为通用I/O口，又可作为外部扩展时的数据总线及低8位地址总线的分时复用口。
作为通用I/O口时，输出数据可以得到锁存，不需外接专用锁存器；输入数据可以得到缓冲，增加了数据输入的可靠性。
每个引脚可驱动8个TTL负载。
（2）P1口为8位准双向I/O口，内部具有上拉电阻，一般作通用I/O口使用，它的每一位都可以分别定义为输入线或输出线，作为输入时，锁存器必须置1。
每个引脚可驱动4个TTL负载。
（3）P2口为8位准双向I/O口，内部具有上拉电阻，可直接连接外部I/O设备。
它与地址总线高8位复用，可驱动4个TTL负载。
一般作为外部扩展时的高8位地址总线使用。
（4）P3口为8位准双向I/O口，内部具有上拉电阻，它是双功能复用口，每个引脚可驱动4个TTL负载。
作为通用I/O口时，功能与P1口相同，常用第二功能。
作为第二功能使用时，各位的作用见教材P.13表1.2.5所示。
3、MCS-51系列单片机的引脚中有多少根I/O线？它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系？其地址总线和数据总线各有多少位？对外可寻址的地址空间有多大？解：80C51单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位双向口，共占32根引脚。
IP地址空间充分利用策略
IPv6地址
IPv6地址是下一代互联网协议地 址，采用128位二进制数表示， 具有更大的地址空间和更高的安 全性。IPv6地址分为全球单播地 址、链路本地地址、站点本地地
址等多种类型。
特点比较
IPv4地址资源有限，已经面临枯 竭；而IPv6地址具有更大的地址 空间和更好的可扩展性，是未来
互联网发展的方向。
提高IP地址利用率迫在眉睫
节约使用IP地址
通过采用无类别域间路由（CIDR）等技术手段，减少地址 浪费，提高IP地址的利用效率。
回收利用闲置地址
对不再使用的IP地址进行回收和重新分配，避免资源浪费。
推动IPv6部署
加快IPv6的部署和推广速度，从根本上解决IP地址短缺问题 。同时，推动IPv6与IPv4的互联互通，确保网络平稳过渡 。
IP地址资源紧张问题突显
IPv4地址枯竭
随着互联网的快速发展，IPv4地 址已经分配殆尽，无法满足日益
增长的需求。
IPv6部署缓慢
尽管IPv6提供了更大的地址空间， 但由于部署成本、技术难度等原因 ，IPv6的推广速度相对缓慢。
地址分配不均
不同地区、不同网络之间的IP地址 分配存在不均衡现象，导致部分地 区或网络面临更严重的地址短缺问 题。
政策法规对IP资源调配影响
国家战略规划
国家层面的战略规划将 直接影响IP地址资源的 分配和调配，需要密切 关注国家相关政策法规 的动向。
行业监管政策
不同行业对IP地址资源 的需求和管理方式存在 差异，相关监管政策将 直接影响行业内IP地址 资源的利用情况。
跨地区、跨国协作
随着互联网的全球化发 展，跨地区、跨国协作 成为必然趋势，相关政 策法规将促进或限制这 种协作的开展。
存储器结构和地址空间
MOVC A，@A＋PC；以PC为基址寄存器，A为偏址数据， 相加后的数作为地址，取出该地址单元的内容送累加器A。表 格只能放在0－255字节范围之内。称短查表指令。
1.3 数据存储器
片内外统一编址，最大寻址范围64KB。 （2）程序存储器特定的复位入口地址
MCS-51单片机复位/中断入口地址
入口地址
名称
0000H
程序计数器PC地址
0003H
外部中断INT0入口地址
000BH
定时、器T0溢出中断入口地址
0013H
外部中断INT1入口地址
001BH
定时/计数器T1溢出中断入口地址
0023H
片外用MOVX指令 片内128B/256B， 片外2KB－64KB
DRAM/SRAM/EEPROM(FLASH)
片外RAM并行总线/I2C总线
1.2 程序存储器（Program memory--Read only memory） 一．特点：
（1）ROM类型有：掩膜ROM、EPROM、E2 PROM、 FLASH ROM、OTPROM。分成片内和片外两部分，由EA 引脚接高（内）或接地（外）决定。
MOV SP, #60H；将栈底设在60H单元。 位地址：00H－7FH共128位 软件置位STEB bit，清零CLR bit 例：
SETB 08H；置位21H字节单元的D0位 CLR 22H ；将24H字节单元的D2位清0
随机
直接与A进行传送、运算、转移等操作
片内RAM中可位寻址区的字节地址与位地址对应关系
对于程序存储器查表，用MOVC指令寻址； 对片内RAM传送数据用MOV指令寻址； 对片外RAM读、写用MOVX指令寻址。
第12讲 虚拟存储器
(3) 近期最少使用算法 (LFU) 既充分利用了历史信息，又反映了程序的局 部性，但需要很长的计数器和时钟，实现起 来困难。 (4) 最优替换算法 (OPT) 是一种理想化的算法。用来作为评价其它页 面替换算法好坏的标准。
例1： 一个程序共有5个页面组成，程序执行过程中 的页地址流如下： P1, P2, P1, P5, P4, P1, P3, P4, P2, P4 假设分配给这个程序的主存储器共有3个页面。 给出FIFO、LRU、OPT 三种页面替换算法对 这3页主存的使用情况，包括调入、替换和命 中等。
主存页号 主存地址空间 虚存页号 程序地址空间 0 1 2 0 1
2
7
基号 用户号 0 页基址表 ... 4 N-1 页表长度 页表基址
虚页号 实页号
页内地址 页内地址
虚地址 实地址
页表 2 1 6 1 7 1 0 主存页号 装入位 访问方式
例2：一个虚拟存储器有8个页面，页面大小为 1024字，内存有4个页面框架。页表的内容为 虚页号 实页号 解： 0 3 4098÷1024 = 4......2， 1 1 所以虚页号为4，页内地址 2 为2。从表中查得实页号为 3 2，实际地址为 4 2 2×1024 + 2 = 2050 5 6 0 7 对应于虚拟地址4098的主存地址是什么？
段表
2 段(5K)
1段2页 1 段页表 2段0页 2段1页
用户程序
2 段页表
主存储器
段页式虚拟存储器的地址映象
地址变换方法：
多用户系统中，需要三层表，记录相关信息， 包括段表基址表、段表、页表。 (1) 先查段表，得到该程序段的页表起始地 址和页表长度， (2) 再查页表找到要访问的主存实页号， (3) 最后把实页号p与页内偏移d拼接得到主 存的实地址
微机原理第二章8086微处理器
▪ 这些引脚就是微处理器级总线。微处理器通过微处理器 级总线沟通与外部部件和设备之间的联系。这些总线及 其信号必须完成以下功能：
▪ （1）和存储器之间交换信息； ▪ （2）和I/O设备之间交换信息； ▪ （3）为了系统工作而接收和输出必要的信号，如输入
▪ 时钟信号输入端。19 CLK（输入） ▪ 8086和8088为5MHz。 ▪ 8086/8088的CLK信号必须由8284A时钟发生器产生。 ▪ 微处理器是在统一的时钟信号CLK控制下，按节拍进行
工作的。
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8086/8088微处理器——微处理器的引脚功能
▪ 工作方式控制线 33
指令执行示例
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第二章：8086/8088微处理器
1. 微处理器ห้องสมุดไป่ตู้结构 2. 微处理器的内部寄存器 3. 微处理器的引脚功能 4. 微处理器的存储器组织 5. 最大模式和最小模式 6. 微处理器的时序
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▪ 存储器分段
▪ 由于CPU内部的寄存器都是16位的，为了
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第二章：8086/8088微处理器
1. 微处理器的结构 2. 微处理器的内部寄存器 3. 微处理器的引脚功能 4. 微处理器的存储器组织 5. 最大模式和最小模式 6. 微处理器的时序
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8086/8088微处理器——微处理器的引脚功能
▪ 一、微处理器的外部结构
时钟脉冲、复位信号、电源和接地等。
内存_百度百科
●2.什么是扩展内存？
我们知道，286有24位地址线，它可寻址16MB的地址空间，而386有32位地址线，它可寻址高达4GB的地址空间，为了区别起见，我们把1MB以上的地址空间称为扩展内存XMS（eXtend
memory）。
在386以上档次的微机中，有两种存储器工作方式，一种称为实地址方式或实方式，另一种称为保护方式。在实方式下，物理地址仍使用20位，所以最大寻址空间为1MB，以便与8086兼容。保护方式采用32位物理地址，寻址范围可达4GB。DOS系统在实方式下工作，它管理的内存空间仍为1MB，因此它不能直接使用扩展存储器。为此，Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS－DOS下扩展内存的使用标准，即扩展内存规范XMS。我们常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理扩展内存的驱动程序。
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【内存简介】
【内存概述】
【内存概念】
【内存频率】
【内存发展】
【内存区别】
【内存品牌】
【内存容量】 【内存辨别】源自存故障判断过程 【内存简介】
【内存概述】
【内存概念】
【内存频率】
【内存发展】
【内存区别】
在1985年初，Lotus、Intel和Microsoft三家共同定义了LIM－EMS，即扩充内存规范，通常称EMS为扩充内存。当时，EMS需要一个安装在I／O槽口的内存扩充卡和一个称为EMS的扩充内存管理程序方可使用。但是I／O插槽的地址线只有24位（ISA总线），这对于386以上档次的32位机是不能适应的。所以，现在已很少使用内存扩充卡。现在微机中的扩充内存通常是用软件如DOS中的EMM386把扩展内存模拟或扩充内存来使用。所以，扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置，而在于使用什么方法来读写它。下面将作进一步介绍。
如何计算内存按字节编址[宝典]
![如何计算内存按字节编址[宝典]](https://img.taocdn.com/s3/m/c95a086600f69e3143323968011ca300a6c3f624.png)
怎么计算内存按字节编址，地址从A4000H到CBFFFH，共有_(160)_个字节。
若用存储容量为32K×8bit的存储芯片构成该内存，至少需要_(5)_片。
内存空间 (CBFFFH-A4000H) +1=27FFF+1（列入 1 2 那么空间总共有 2-1+1=2）转换为10进制表示为 f*16(0) +f*16(1)+ f*16(2) + 7*16(3)+ 2*16(4){16（3）表示16的3次方}15 + 240+ 3840 + 28672 + 131072=163839+1=163840 163840/1024=160所以总共有160k 160/32=5在计算机系统中,存储器中每个单元的位数是相同且固定的,称为存储器编址单位.000 0000不同的计算机,存储器编址的方式不同,主要有字编址和字节编址,内存一半以字节(8位)为单位,或者以字为单位(字的长度可大可小,例如16位或者32位等)例如:内存地址从AC000H到C7FFFH,则共有C7FFFH-AC000=1BFFFH个地址单元(转换为十进制后,为112K).0000000如果该内存地址按字(16BIT)编址,则共有112K*16位,假设该内存有28片存储器芯片构成,已知构成此内存的芯片每篇有16K个存储单元,则该芯片每个存储单元存储=(112 K*16)/(28*16K)=4位00000内存按字节编址，地址从90000H到CFFFFH，若用存储容量为16K×8bit的存储器芯片构成该内存，至少需要（3）片。
（3）A．2 B．4 C．8 D．16今年上半年的一个考试题，一不留神就给弄错了，呵呵解答一下，留个纪念：1：内存按字节编址，存储器芯片是8bit，两者皆为B（字节）。
2：90000H到CFFFFH，空间是40000H，存储器芯片是16K。
3：全换算为二进制40000H＝2+4+4+4+4=18关于存储器编址的问题在<<FreeBSD Architecture Handbook>;>;一文中提到的当计算机加电启动时，CPU从0XFFFFFFF0开始执行跳转指令，其寻址空间达4GB，BIOS ROM的地址范围处在最高端，在0XFFFF0000-0XFFFFFFFF处。
单片机习题和试题库之四 问答题
7. MCS－51单片机系统中，外接程序存储器和数据存储器公用16位地址线和8位数据线，为什么不会发生冲突？
8. 若异步通信按方式2传送，每分钟传送3000个字符，其波特率是多少？
9. 中断响应的条件是什么？
10. MCS－51单片机系统中，外接程序存储器和数据存储器公用16位地址线和8位数据线，为什么不会发生冲突？
14．指令如下：
MOV A，R4 ；
在程序状态字PSW中 ⑴ RS1=0，RS0=0; ⑵ RS1=1，RS0=0
两种情况下，上述指令执行结果有何不同？
15．MCS-51 单片机堆栈有何特点？若SP=60H，PC=2000H，标号LABEL所在的地址为3000H，问执行长调用指令LCALL LABEL后，堆栈指针和堆栈的内容发生什么变化？PC的值等于什么？
3456，623，105
57. 写出下列字符的ASCII码
A 9 * = ！
58. 设机器字长为8位，求下列数值的二、十六进制原码、反码、和补码
+0，-0，+33，-33，+127，-127，+75，-75；
59. 已知X=+59，Y=+78用八位机器数补码运算求X+Y=？，X-Y=？并判别溢出情况？
82．用74373输入（P2.0片选），74377输出（P2.1片选），试画出与80C51的连接电路，并编制程序，从373依次读入8个数据，取反后，从377输出。
83．51系列单片机具有几个中断源，分别是如何定义的?其中哪些中断源可以被定义为高优先级中断，如何定义?
84．各中断源对应的中断服务程序的入口地址是否能任意设定?
微机原理基本概念复习
微机原理基本概念复习 Prepared on 22 November 20201、字节，字概念，1字节=8位，2、字长概念:传微处理器一次送二进制数据的位数（总线宽度）。
3、地址空间概念：16根地址线—64K，20根地址线—1M空间4、进制间的转换：将十进制数转换为二级制数5、数值数据的表示：有符号数：补码，n位补码的范围无符号数： FFFFH=655356、BCD码： 789的压缩BCD码789H7、ASCII码：789的ASC码373839H8、求补运算概念9、8086CPU从功能上来说分成两大部分：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit）和执行单元EU（Execution Unit）总线接口部件由下列4部分组成：① 4个段地址寄存器（CS、DS、 ES、SS）② 16位的指令指针寄存器 IP(Instruction Pointer) ③ 20位的地址加法器10辑段概念——8086 CPU 的内部结构是16位的，即所有的寄存器都是16位的，而外部寻址空间为1M,需要20位地址线。
为了能寻址1M空间。
8086把1M字节空间划分成若干个逻辑段。
11 逻辑地址概念——2000H：5F62H，则其对应的物理地址：25F62H12堆栈指针：SP与段寄存器SS一起确定在堆栈操作时，堆栈在内存中的位置。
SS和SP的初始值决定了堆栈区的大小13 状态标志的意义：即SF、ZF、PF、CF、AF和OF14 8086引脚：MN/MX、AD15 ~ AD0地址/数据分时复用引脚NMI（Non-Maskable Interrupt）不可屏蔽中断请求，输入、上升沿有效、INTR（Interrupt Request）可屏蔽中断请求，输入、高电平有效，有效时，表示请求设备向CPU申请可屏蔽中断，该中断请求是否响应受控于IF（中断允许标志）、可以被屏蔽掉INTA——RESET（复位）复位请求，输入、高电平有效，复位后CS＝FFFFH、IP＝0000H，所以自启动程序入口在物理地址FFFF0HINTA（Interrupt Acknowledge）可屏蔽中断响应，输出、低电平有效，有效时，表示来自INTR引脚的中断请求已被CPU响应，CPU进入中断响应周期。
微机原理习题答案(完整版)
第一章习题答案1-1 请说明CPU的功能以及CPU是如何执行指令和程序的。
答：CPU的功能是执行程序和统筹处理计算机系统中各类事务。
CPU执行指令分为3步：取指令、分析指令、执行指令；计算机程序是由一条条指令按一定的顺序排列组成的，CPU执行程序的过程就是一条条指令累计执行的过程，其方式分为串行作业方式和流水线作业方式。
1-2 请说明单片机内部主要是由哪些部件组成的，并说明各部件的作用。
答：CPU：由控制器和运算器构成，控制器的作用是执行指令和协调系统各部件的工作；运算器的作用是进行逻辑运算和算术运算。
存储器：存储计算机工作时使用的信息，即指令代码和数据代码。
I/O接口电路：具有数据缓冲、数据隔离及数据转换的功能。
1-3 请问对于容量位8K的存储器芯片，它的地址线是多少根？答：8K=8192=213,故地址线为13根。
另附：存储器的数据线由存储器的字长决定，例如一块32K×16（存储器容量显示格式：存储单元数×存储单元的字长）的存储器，其地址线为15根，数据线为16根。
1-4 将十进制数78，134，分别用二进制数、十六进制数和8421BCD吗表示。
答：(78)D=(1001110)B=(4E)H=(01111000)8421BCD(134)D=(10000110)B=(86)H=(000100110100)8421BCD注：8421BCD码为4位表示一个十进制数符，本质是符号不是数值，所以不可省略0。
1-5 将下列真值分别转化为用8位和16位二进制数表示的原码、补码和反码。
X=1000100;[X]8位原=[X]8位反=[X]8位补=01000100；[X]16位原=[X]16位反=[X]16位补=0000000001000100X= -1000100[X]8位原=11000100，[X]8位反=10111011，[X]8位补=10111100；[X]16位原=1000000001000100，[X]16位反=1111111110111011，[X]16位补=1111111110111100；X= -0111111[X]8位原=10111111，[X]8位反=11000000，[X]8位补=11000001；[X]16位原=1000000000111111，[X]16位反=1111111111000000，[X]16位补=1111111111000001；1-6 将下列补码转化成二进制数的真值。
存储空间参数
存储空间参数
存储空间参数是指计算机或其他设备用来存储数据的能力或容量的指标。
以下是一些常见的存储空间参数：
1. 容量：存储空间的总量，通常以字节为单位。
常见的容量单位有千字节（KB）、兆字节（MB）、千兆字节（GB）、太字节（TB）等。
2. 可用空间：指已经被分配或使用的存储空间中还未被占用的部分。
用户可以存储文件或数据的可用空间。
3. 每个文件的最大大小：某些系统可能限制单个文件的最大大小。
这一限制可能是由文件系统或操作系统所决定的。
4. 存储速度：存储设备的读写速度，通常以字节/秒或兆字节/秒为单位来衡量。
存储速度与设备的接口类型（例如SATA、USB、PCIe等）和设备本身的性能相关。
5. 磁盘空间碎片化：当文件被删除或移动时，磁盘空间可能会出现碎片化。
碎片化指的是磁盘上存在大量不连续的空间块的情况，这会影响存储设备的性能。
6. 存储级别：存储空间可以根据其可靠性、速度和成本等因素进行分级。
主要的存储级别包括主存储器、二级缓存、硬盘驱动器、网络存储等。
这些存储空间参数可以帮助用户选择适合他们需求的存储设备，并了解系统的存储管理能力。
48 bit的寻址空间
48 bit的寻址空间
48位寻址空间是指计算机系统中用于寻址的地址空间大小为48位。
在计算机系统中，地址空间是用来唯一标识内存中每个字节的
位置的。
一个48位的地址可以表示2^48个不同的地址，这意味着
可以寻址2^48个不同的内存位置。
从理论上讲，48位寻址空间可以支持的最大内存容量是2^48
个字节，这是一个非常巨大的数字，相当于
281,474,976,710,656GB。
然而，在实际的计算机系统中，由于硬件
和软件的限制，可能无法完全利用这么大的地址空间。
在实际应用中，48位寻址空间可以被用于支持大规模的内存访问，比如在高性能计算领域、大规模数据库系统或者虚拟化环境中。
同时，48位寻址空间也可以用于支持大规模的文件系统，允许管理
和访问极其庞大的文件。
另外，48位寻址空间也可以用于支持大规模的网络地址分配，
比如在IPv6协议中，使用128位地址空间来支持更多的设备连接到
互联网。
尽管IPv6采用了128位地址，但48位寻址空间的概念也
可以帮助我们理解地址空间的潜在规模和可能的应用场景。
总的来说，48位寻址空间代表了一个巨大的潜在地址范围，可以支持大规模的内存、存储和网络应用，但在实际应用中需要考虑硬件、软件和实际需求等因素来充分利用这一巨大的地址空间。
32位操作系统的最大寻址空间
32位操作系统的最大寻址空间（实用版）目录1.32 位操作系统的概念2.32 位操作系统的寻址空间限制3.32 位操作系统与内存容量的关系4.64 位操作系统对比 32 位操作系统的优点5.结论正文一、32 位操作系统的概念32 位操作系统是指其内部数据处理和寻址采用 32 位二进制数表示的操作系统。
相较于 16 位和 64 位操作系统，32 位操作系统在处理数据时能够使用更大的地址空间，提高了计算机的性能和效率。
二、32 位操作系统的寻址空间限制32 位操作系统的最大寻址空间为 2 的 32 次方，即 4294967296 字节。
这意味着在 32 位操作系统中，系统能够识别的内存地址总数为4294967296 个。
然而，在实际应用中，由于部分地址空间被操作系统和其他硬件设备占用，实际可用的内存空间会小于这个数值。
三、32 位操作系统与内存容量的关系在 32 位操作系统中，最大支持的内存容量为 4GB。
这是因为在 32 位操作系统中，内存地址空间的划分是以 4GB 为单位的。
即使计算机安装了更大的内存，32 位操作系统也只能识别并使用其中的 4GB。
因此，随着计算机硬件的发展，32 位操作系统在处理大容量内存时存在局限性。
四、64 位操作系统对比 32 位操作系统的优点相较于 32 位操作系统，64 位操作系统具有以下优点：1.更大的内存支持：64 位操作系统最大支持的内存容量为 16EB（即16 乘以 10 的 24 次方字节），远大于 32 位操作系统的 4GB。
这使得64 位操作系统能够更好地应对大容量内存的需求。
2.更高的性能：64 位操作系统在数据处理和寻址时能够使用更大的地址空间，提高了计算机的性能和效率。
3.更广泛的硬件兼容性：64 位操作系统能够支持更多种类和型号的硬件设备，为计算机硬件的发展提供了更大的空间。
五、结论总的来说，32 位操作系统在处理小规模数据和任务时表现良好，但随着计算机硬件的发展和大规模数据处理需求的增长，32 位操作系统在处理大容量内存和任务时存在局限性。
内存编址和关于按字寻址和按字节寻址的理解
内存编址和关于按字寻址和按字节寻址的理解我们先从⼀道简单的问题说起！设有⼀个1MB容量的存储器，字长32位，问：按字节编址，字编址的寻址范围以及各⾃的寻址范围⼤⼩?如果按字节编址，则1MB = 2^20B1字节=1B=8bit2^20B/1B = 2^20地址范围为0~(2^20)-1,也就是说需要⼆⼗根地址线才能完成对1MB空间的编码，所以地址寄存器为20位,寻址范围⼤⼩为2^20=1M 如果按字编址，则1MB=2^20B1字=32bit=4B2^20B/4B = 2^18地址范围为0~2^18-1，也就是说我们⾄少要⽤18根地址线才能完成对1MB空间的编码。
因此按字编址的寻址范围是2^18以上题⽬注意⼏点：1.区分寻址空间与寻址范围两个不同的概念，寻址范围仅仅是⼀个数字范围，不带有单位⽽寻址范围的⼤⼩很明显是⼀个数，指寻址区间的⼤⼩⽽寻址空间指能够寻址最⼤容量，单位⼀般⽤MB、B来表⽰；本题中寻址范围为0~(2^20)-1,寻址空间为1MB。
2.按字节寻址，指的是存储空间的最⼩编址单位是字节，按字编址，是指存储空间的最⼩编址单位是字，以上题为例，总的存储器容量是⼀定的，按字编址和按字节编址所需要的编码数量是不同的，按字编址由于编址单位⽐较⼤（1字=32bit=4B），从⽽编码较少，⽽按字节编址由于编码单位较⼩（1字节=1B=8bit），从⽽编码较多。
3.区别M和MB。
M为数量单位。
1024=1K，1024K=1MMB指容量⼤⼩。
1024B=1KB，1024KB=1MB.2. 内存编址前⾯我们知道了DRAM颗粒以及内存模块是如何扩展字长和容量的。
⼀个内存可能是8位，也可能是64位，容量可能是1M，也可能是1G。
那么内存是如何编地的呢？和地址总线，计算机字长之间⼜有什么关系呢？2.1 字长计算机在同⼀时间内处理的⼀组⼆进制数称为⼀个计算机的“字”，⽽这组⼆进制数的位数就是“字长”。
通常称处理字长为8位数据的CPU叫8位CPU，32位CPU就是在同⼀时间内处理字长为32位的⼆进制数据。
IPv和IPv的区别是什么
IPv和IPv的区别是什么IPv4和IPv6是互联网协议的两个版本，它们在地址格式、地址空间、安全性等方面存在明显的区别。
一、地址格式：IPv4地址由32位二进制数组成，通常用点分十进制表示。
例如，192.168.0.1。
IPv6地址由128位二进制数组成，通常用八组四位十六进制数表示，每组之间用冒号分隔。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
二、地址空间：IPv4使用32位地址空间，共有约42亿个可用的地址。
然而，随着互联网的快速发展，IPv4地址紧缺，导致了地址耗尽问题。
IPv6使用128位地址空间，可以提供约340万亿亿亿亿（3.4×10^38）个可用地址。
这个数量足够满足未来互联网的需求，解决了IPv4地址短缺的问题。
三、安全性：IPv4的安全性相对较低，容易受到网络攻击。
由于地址不足，广泛使用的网络地址转换（NAT）技术会导致端口映射和网络层协议的限制，增加了网络安全风险。
IPv6在设计上考虑了安全性，并提供了内置的安全和认证机制，如IPsec（Internet Protocol Security）。
IPv6地址空间的广阔性也使得地址扫描和欺骗等攻击更加困难。
四、协议特性：IPv4是基于数据报的无连接协议，不具备端到端连接的特性。
它使用分组交换技术进行数据传输。
IPv6引入了许多新的特性，如地址自动配置、邻居发现、无状态地址自动配置等。
它不仅支持分组交换，还支持虚拟专用网络和移动IPv6等技术，提升了网络性能和可靠性。
总结：IPv4和IPv6在地址格式、地址空间、安全性以及协议特性等方面存在明显的区别。
IPv6作为IPv4的升级版，在地址空间方面提供了更大的容量，并具备了更高的安全性和更多的特性。
随着互联网的快速发展，IPv6逐渐被广泛采用，而IPv4则逐渐被淘汰。
但由于IPv4仍然广泛应用，IPv4与IPv6之间的互联互通技术也得到了广泛的研究和部署，以实现双协议栈的平滑过渡。
地址空间
暴露问题
在计算机中，每个设备以及进程都被分配了一个空间。处理器的空间由其总线以及寄存器决定。空间可以分 为Flat——表示起始空间位置为0；或者Segmented——表示空间位置由偏移量决定。在一些系统中，可以进行空 间的类型转换。至于IP空间，IPV4协议并没有预见到IP的需求量如此之大，32位的空间已经无法满足需求了。因 此，开发了IPV6协议，支持128位的空间 。
概念
要保证多个应用程序同时处于内存中并且不互相影响，则需要解决两个问题：保护和重定位。我们来看一个 原始的对前者的解决办法：给内存块标记上一个保护键，并且比较执行进程的键和其访问的每个内存字的保护键。 然而，这种方法本身并没有解决后一个问题，虽然这个问题可以通过在程序被装载时重定位程序来解决，但这是 一个缓慢且复杂的解决方法。
空间的大小和物理存储器的大小并不一定相等。
IPv6空间
IPv6是下一代互联协议。现有的互联是在IPv4的基础上运行的，随着互联的迅速发展，IPv4定义的有限（IP） 空间将被耗尽，必将影响互联的进一步发展。IPv4采用32位长度，只有大约43亿个，估计在2009～2010年间将被 分配完毕。IPv6重新定义空间，采用128位长度，几乎可以不受限制地提供，保守估计IPv6实际可分配的，整个 地球每平方米面积上就可分配1000多个。
地址空间
计算机实体所占用的内存大小
01 导读
03 物理与虚拟 05 IPv6空间
目录
02 概念
04 和空间
06
Linux进程的虚拟空 间
空间（address space）表示任何一个计算机实体所占用的内存大小。比如外设、文件、服务器或者一个络 计算机。空间包括物理空间以及虚拟空间。
导读
存储器地址空间的分配方法_微型计算机原理及应用教程（第2版）_[共3页]
![存储器地址空间的分配方法_微型计算机原理及应用教程（第2版）_[共3页]](https://img.taocdn.com/s3/m/73f68ecf964bcf84b8d57b97.png)
128如果存储器芯片的数据位数和字数都不够用，存储器需要字扩展和位扩展同时进行。
假设需要存储容量为M × N存储器，若使用存储器容量为K × L的存储器芯片进行字位扩展，那么需要M/K × N/L个该存储器芯片。
连接时先按N/L个该存储器芯片分组进行位扩展方式连接，然后把各组存储器芯片按字扩展方式连接，这样便构成了存储容量为M × N的存储器。
5.4.3 存储器与CPU的连接CPU对存储器进行访问时，首先要在地址总线上发地址信号，选择要访问的存储单元，还要向存储器发出读/写控制信号，最后在数据总线上进行信息交换。
因此，存储器与CPU的连接实际上就是存储器与三总线中相关信号线的连接。
1．存储器与控制总线的连接在控制总线中，与存储器相连的信号线为数不多，如8086/8088 CPU最小方式下的M/IO（8088为IO/M）、RD和WR，最大方式下的MRDC、MWTC、IORC和IOWC等，连接也非常简单，有时这些控制线（如M/IO）也与地址线一同参与地址译码，生成片选信号。
2．存储器与数据总线的连接对于不同型号的CPU，数据总线的数目不一定相同，连接时要特别注意。
8086 CPU的数据总线有16根，其中高8位数据线D15～D8接存储器的高位体（奇地址存储体），低8位数据线D7～D0接存储器的低位体（偶地址存储体），根据BHE（选择奇地址存储体）和A0（选择偶地址存储体）的不同状态组合决定对存储器进行字操作还是字节操作。
8位机和8088 CPU的数据总线有8根，存储器为单一存储体组织，没有高低位体之分，故数据线连接较简单。
3．存储器与地址总线的连接可以根据所选用的存储器芯片地址线的多少，把CPU的地址线分为芯片外（指存储器芯片）地址和芯片内地址，片外地址经地址译码器译码后输出作为存储器芯片的片选信号，用来选中CPU所要访问的存储器芯片。
片内地址线直接接到所要访问的存储器芯片的地址引脚，用来直接选中该芯片中的一个存储单元。
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11
在51单片机的程序存储器中，有6个特殊的地址单元是专为复位和中断功能 而设计的，入口地址如下表所示：
A7H A6H A5H A4H A3H A2H A1H A0H AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H B7H B6H B5H B4H B3H B2H B1H B0H BFH BEH BDH BCH BBH BAH B9H B8H D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H E7H E6H E5H E4H E3H E2H E1H E0H F7H F6H F5H F4H F3H F2H F1H F0H
累加器 B寄存器
符号 P1 SCON SBUF P2 IE P3 IP PSW A B
字节地址 90H 98H 99H A0H A8H B0H B8H D0H E0H F0H
位地址 97H 96H 95H 94H 93H 92H 91H 90H 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H
7 定时/计数器方式控制寄存器 TMOD
89H
8
定时/计数器0（低8位）
TL0
8AH
9
定时/计数器0（高8位）
TL1
8BH
10
定时/计数器1（低8位）
TH0
8CH
11
定时/计数器1（高8位）
TH1
8DH
7
序号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
寄存器名称 P1口锁存器 串行口控制寄存器 串行口锁存器 P2口锁存器 中断允许控制寄存器 P3口锁存器 中断优先级控制寄存器 程序状态字寄存器
容量大小：128B
其中00H到1FH，共32字节，分成四个工作寄存器区，
每区有寄存器 R0～R7。
20H-2FH，共16字节，是位寻址区，共有128个“位”，
位地址:00～7FH。
30H-7FH，没有什么特色，只进行字节寻址。
5
80H-FFH，共有128个地址号码，其中离散的分布着21个 特殊功能寄存器，必须直接寻址才能读写。 这些寄存器的名称、符号及地址分布如下表所示。
6
序号
寄存器名称
符号 字节地址
位地址
1
P0口锁存器
P0
80H
87H 86H 85H 84H 83H 82H 81H 80H
2
堆栈指针
SP
81H
3
数据地址指针（低8位）
DPL
82H
4
数据地址指针（高8位）
DPH
83H
5
电源控制寄存器
PCON
87H
6
定时/计数器控制寄存器 TCON
88H
8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
8
2.2 片外RAM 外部数据存储器 地址空间：0000H～FFFFH 容量大小：64KB
9
2.3 片内ROM 内部程序存储器 地址空间：0000H～0FFFH 容量大小：4KB 当EA=1（接高电平）时，执行片内程序存储器的指令。
10
2.4 片外ROM 外部程序存储器 地址空间：0000H～FFFFH 容量大小：64KB 当EA=0（接低电平）时，执行片外程序存储器的指令。
地址空间与容量
知识点目录
1
单片机地址空间划分 单片机地址空间与容量
1. 单片机地址空间划分
2Leabharlann 片内RAM单片机地址空间
片外RAM 片内ROM
片外ROM
3
单片机存储器的空间结构图如图1所示。
图1 单片机存储器空间结构图
2. 单片机地址空间与容量
4
2.1片内RAM
内部数据存储器
地址空间：00H～7FH