计算机基本概念

计算机存储单位

从小到大依次为位Bit字节Byte千字节KB兆M千兆GBTB。

相邻单位之间都是1024倍,1024为2的10次方,即:

  • 1Byte = 8bit
  • 1K = 1024Byte
  • 1M = 1024K
  • 1G = 1024M
  • 1T = 1024G

计算机存储元件

寄存器:中央处理器CPU的一部分,是计算机中读写速度最快的存储元件,但是容量很少。

内存:属于独立的一个部件,是和CPU沟通的桥梁,用于存放CPU中的运算数据以及与外部存储器交换的数据。尽管在今天对内存的读写速度已经很快了,但是由于寄存器是在CPU上的,所以对于内存的读写速度和对于寄存器的读写速度上还是有几个数量级的差距。对于内存的读写I/O操作是很难消除的,寄存器数量有限,不可能通过寄存器来完成所有的运算任务

内核空间和用户空间

连接内存和寄存器的是地址总线地址总线的宽度影响了物理地址的索引范围,因为总线宽度决定了处理器一次可以从寄存器或内存中获取多少个Bit,同时也决定了处理器最大可以寻址的地址空间。比如32位CPU的系统,可寻址范围为0x00000000~0xFFFFFFFF,即232=4294967296个内存位置,每个内存位置1个字节,即32位CPU系统可以有4GB的内存空间。不过应用程序是不可以完全使用这些地址空间的,因为这些地址空间被划分为了内核空间和用户空间,程序只能使用用户空间的内存。内核空间主要是指操作系统运行时所使用的用于程序调度、虚拟内存的使用或者链接硬件资源的程序逻辑。区分内核空间和用户空间的目的主要是从系统的稳定性的角度考虑的。Windows 32操作系统默认内核空间和用户空间的比例是1:1,即2G内核空间、2G内存空间,32位Linux系统中默认比例则是1:3,即1G内核空间,3G内存空间。

字长

CPU的主要技术指标之一,指的是CPU一次能并行处理二进制的位数(Bit)。通常称处理字长为8位数据的CPU为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。不过目前虽然CPU大多是64位的,但还是以32位字长运行。

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