闲聊内存，我所知道的那些事

计算机不可获取的三大部件，CPU，内存，总线

CPU ：对数据进行运算。

              数据从哪来 ：数据从内存来。

              数据进行什么运算：运算规则通过解析指令获取，指令从内存读取。

             数据去哪里：运算过程产生的临时数据以及运算结果最终还是会写入到内存。

内存：存储指令和数据，以下把指令和数据统称为数据 。

总线：连接CPU和内存的纽带。

从上面可以看出，CPU都是和内存在打交道。

             

由于内存无法永久保留数据，在断电以后，数据会全部丢失，所以在计算机启动以后，需要从外部读入数据，所以在三大部件基础上可以添加一个I/O设备。

从早期的插件板，到穿孔卡片，再到磁带，磁盘。不管输入数据的方式怎么变化，归根结底就是写入一串01序列的数据，就是机器语言。

那01序列的数据和我们口中的程序有什么关系？

人们发现关于指令部分的01序列可以由字符代替，字符具有可读性，对人更亲和，这样减少编程中出现的错误，也许就是为了偷懒。

如   add  1 ,  2    代替  011  1  10 

add  代替  011，  2的二进制是10，当然  这只是一个虚假的例子，实际计算机中add 不是这样编码。

这就是汇编语言。

人们“偷懒”当然不会止步于汇编语言，进而出现高级语言（c, c++）。人们编程所做是事情越来越简单，机器所做的事情就越来越多。我们编程的文件存放在磁盘中，为了执行这一段程序，机器先将高级语言翻译成汇编语言，在将汇编语言翻译成机器语言。不管时代怎么变迁，机器始终值认识机器语言也就是01序列。我们最终还是要还原到最原始是状态。

机器语言 --> 汇编语言  ---->高级语言 ---->  汇编语言  --------> 机器语言

说了变天，好像没提多少内存的事情。

一个程序A要执行，得先转换成01序列，然后读入内存，最后CPU 和内存就友好的交流合作。如果内存的空间足够大，能容得下程序，那就什么问题也没有，大家都好。如果内存空间不够到又会有什么情况呢？一个只有1GB内存的电脑，能不能运行需要一个4GB空间的程序呢？

什么叫1GB的内存就是它的地址空间是 0x00000000~0x3fffffff ，地址只有30位，而我们一般程序的地址都是32位，也就是4GB寻址空间。由于程序具有局部性原理，也就是说程序并不要全部装入内存，在任意一时刻，程序只要一部分装入内存就可以了。现在我们提出一个新的名词叫虚拟地址空间。虚拟存储的技术好处并不止这么一点点。在程序装载，和程序运行都能发挥起优势。

程序在编写时，要保证不管在什么机器上都能运行，内存1GB， 2GB， 3GB， 4 GB，甚至只有几百兆都没关系。所以程序使用的虚拟地址。程序要内存的作用无非是读取，和存放数据，存放在实际物理地址的那个位置不重要。虚拟地址技术让程序和内存不发生直接联系。

虚拟技术提出一个分页的概念。他将虚拟地址和物理地址分成等大的页。页的大小可以是1KB， 2 KB， 4KB，1MB，都行

举个小点例子

虚拟地址 16位 ，每一页 4KB,   分成16个页面

物理地址 14位， 每一页 4KB， 分成 4 个页面

待续。。。。。。。。。。。。