程序員心中的一道坎：主存的編址與計(jì)算和串并聯(lián)系統(tǒng)！

作者：冰河 2021-02-04 06:00:59

作者個(gè)人研發(fā)的在高并發(fā)場(chǎng)景下，提供的簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的延遲消息隊(duì)列框架，具有精準(zhǔn)的定時(shí)任務(wù)和延遲隊(duì)列處理功能。

作者個(gè)人研發(fā)的在高并發(fā)場(chǎng)景下，提供的簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的延遲消息隊(duì)列框架，具有精準(zhǔn)的定時(shí)任務(wù)和延遲隊(duì)列處理功能。自開源半年多以來，已成功為十幾家中小型企業(yè)提供了精準(zhǔn)定時(shí)調(diào)度方案，經(jīng)受住了生產(chǎn)環(huán)境的考驗(yàn)。為使更多童鞋受益，現(xiàn)給出開源框架地址：https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay

文章已收錄到：

https://github.com/sunshinelyz/technology-binghe

https://gitee.com/binghe001/technology-binghe

主存編址與計(jì)算

這里，小伙伴們首先要區(qū)分兩個(gè)概念，一個(gè)是編址，一個(gè)是尋址。

編址：存儲(chǔ)器是由一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成的，為了對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行有效的管理，就需要對(duì)各個(gè)存儲(chǔ)單元編上號(hào)，即給每個(gè)單元賦予一個(gè)地址碼，這叫編址。經(jīng)編址后，存儲(chǔ)器在邏輯上便形成一個(gè)線性地址空間。

尋址：存取數(shù)據(jù)時(shí)，必須先給出地址碼，再由硬件電路譯碼找到數(shù)據(jù)所在地址，這叫尋址。

編址可以分為兩種：按字編址和按字節(jié)編址。

按字編址：存儲(chǔ)體的存儲(chǔ)單元是字存儲(chǔ)單元，即最小尋址單位是一個(gè)字。
按字節(jié)編址：存儲(chǔ)體的存儲(chǔ)單元是字節(jié)存儲(chǔ)單元，即最小尋址單位是一個(gè)字節(jié)。

對(duì)于主存編址中最常見的計(jì)算形式為：根據(jù)存儲(chǔ)器所要求的容量和選定的存儲(chǔ)芯片的容量，就可以計(jì)算出所需要的芯片的數(shù)量。公式如下所示。

總片數(shù) = 總?cè)萘?nbsp;/ 每片的容量

這里，給小伙伴們舉一個(gè)例子：若內(nèi)存地址區(qū)間為4000H ~ 43FFH，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)16位二進(jìn)制數(shù)，該內(nèi)存區(qū)域使用4片存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成，則構(gòu)成該內(nèi)存所用的存儲(chǔ)器芯片的容量是多少?

解題思路也比較簡(jiǎn)單，我們一起來看看如何解題：

(1)首先，我們來求解4000H ~ 43FFH地址空間的總?cè)萘浚褂媒K止地址-起始地址+1即可得到總?cè)萘浚簿褪?3FFH - 4000H + 1 = 43FFH + 1 - 4000H = 4400H - 4000H = 400H。

注意：在計(jì)算機(jī)中，以H結(jié)尾的數(shù)字是十六進(jìn)制，逢16進(jìn)1，而F在十六進(jìn)制中表示15，所以，43FFH + 1 = 4400H。

所以，4000H ~ 43FFH地址空間的總?cè)萘繛?00H。

(2)接下來，我們要把400H轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，對(duì)于十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)來說，每一位十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)著四位的二進(jìn)制數(shù)，我們可以把400H拆分成4、0、0三部分，4轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)就表示0100，十六進(jìn)制的0轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為0000。所以，400H轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的結(jié)果為：0100 0000 0000。

0100 0000 0000也就是2的10次方，即為2^10^。

(3)題目中說的每個(gè)存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)16位二進(jìn)制數(shù)，所有總共可以存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)就是：2^10^ * 16。

(4)該區(qū)域使用4片存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成，所以，存儲(chǔ)芯片的容量為：2^10^ * 16 / 4 = 2^10^ * 4 = 2^12^，最終的結(jié)果單位為bit。

總線

一條總線同一時(shí)刻只允許一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，但允許多個(gè)設(shè)備接收數(shù)據(jù)。

總線的分類

總線可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。

數(shù)據(jù)總線(Data Bus)：在CPU和RAM之間來回傳送需要處理或是需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

地址總線(Address Bus)：用來指定在RAM(Random Access Memory)之中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的地址。

控制總線(Control Bus)：將微處理器控制單元(Control Unit)的信號(hào)傳送到周邊設(shè)備，一般常見的為USB Bus和1394 Bus。

串聯(lián)系統(tǒng)與并聯(lián)系統(tǒng)

這里，先給小伙伴們簡(jiǎn)單介紹下什么是串聯(lián)系統(tǒng)，什么是并聯(lián)系統(tǒng)。

串聯(lián)系統(tǒng)

串聯(lián)系統(tǒng)是組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元失效就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失效的系統(tǒng)。把用電器各元件逐個(gè)順次連接起來，接入電路就組成了串聯(lián)電路。我們常見的裝飾用的"滿天星"小彩燈，常常就是串聯(lián)的。串聯(lián)電路有以下一些特點(diǎn):⑴電路連接特點(diǎn):串聯(lián)的整個(gè)電路是一個(gè)回路，各用電器依次相連，沒有"分支點(diǎn)"。⑵用電器工作特點(diǎn):各用電器相互影響，電路中一個(gè)用電器不工作，其余的用電器就無法工作。⑶開關(guān)控制特點(diǎn):串聯(lián)電路中的開關(guān)控制整個(gè)電路，開關(guān)位置變了，對(duì)電路的控制作用沒有影響。即串聯(lián)電路中開關(guān)的控制作用與其在電路中的位置無關(guān)。

注：以上對(duì)于串聯(lián)系統(tǒng)的描述來源于網(wǎng)絡(luò)。

接下來，我們來看一個(gè)關(guān)于串聯(lián)系統(tǒng)的圖形表示，這里我們假設(shè)串聯(lián)系統(tǒng)中每個(gè)部分的可靠度依次為R1，R2，...Rn，如下所示。

則整個(gè)系統(tǒng)的可靠度為：R = R1 * R2 * ... * Rn。

并聯(lián)系統(tǒng)

并聯(lián)系統(tǒng)指的是組成系統(tǒng)的所有單元都失效時(shí)才失效的系統(tǒng)。把電路中的元件并列地接到電路中的兩點(diǎn)間，電路中的電流分為幾個(gè)分支，分別流經(jīng)幾個(gè)元件的連接方式叫并聯(lián)。并聯(lián)電路是使在構(gòu)成并聯(lián)的電路元件間電流有一條以上的相互獨(dú)立通路，為電路組成二種基本的方式之一。例如，一個(gè)包含兩個(gè)電燈泡和一個(gè)9 V電池的簡(jiǎn)單電路。若兩個(gè)電燈泡分別由兩組導(dǎo)線分開地連接到電池，則兩燈泡為并聯(lián)。

即若干二端電路元件共同跨接在一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的連接方式。這樣連成的總體稱為并聯(lián)組合。其特點(diǎn)是：①組合中的元件具有相同的電壓;②流入組合端點(diǎn)的電流等于流過幾個(gè)元件的電流之和;③線性時(shí)不變電阻元件并聯(lián)時(shí)，并聯(lián)組合等效于一個(gè)電阻元件，其電導(dǎo)等于各并聯(lián)電阻的電導(dǎo)之和，稱為并聯(lián)組合的等效電導(dǎo)，其倒數(shù)稱為等效電阻

注：以上對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng)的描述來源于網(wǎng)絡(luò)。

接下來，我們來看一個(gè)關(guān)于并聯(lián)系統(tǒng)的圖形表示，這里我們假設(shè)并聯(lián)系統(tǒng)中每個(gè)部分的可靠度依次為R1，R2，...Rn，如下所示。