【计算机组成】内存和芯片存储容量问题

内存和芯片存储容量问题

本篇文章：

对于计算机的内存和芯片存储容量问题迷糊了很久，现在懂了一点，赶紧记下来，希望本篇文章可以对大家的理解有所帮助。

存储单元：

在存储器中有大量的存储元，把它们按照相同的位，划分为组，组内所有的存储元同时进行读出或写入的操作，这样的一组存储元称为一个存储单元。

bit： 计算机中最小的信息单位是bit，也就是一个二进制位。
Byte： 8个bit组成一个Byte，就是一个字节

一个存储单元可以存储一个字节，就是8个二进制位。

存储地址： 存储地址一般用16进制数表示，而每一个存储器地址中又存放着一组二进制表示的数，通常称为该地址的内容。注意：存储单元的地址和地址中的内容是不一样的。前者是存储单元的编号，表示存储器中的一个位置，后者表示的是这个地址存放的数据。例如：一个是房间号码，一个是房间来往的人。
字存储单元： 存放一个机器字的存储单元，其对应的单元地址称为：字地址
存储字长： 存储器中一个存储单元所存储的二进制代码的位数。
机器字： 指数据总线的宽度
字节存储单元： 存放一个字节的存储单元，对应的单元地址为：字节地址
按字寻址计算机： 计算机中可以编址的最小单元是字存储单元
按字节寻址计算机： 计算机中可以编址的最小单元是字节存储单元

如果机器字长等于存储单元的位数，一个机器字可以包含数个字节，所以，一个存储单元也可以包含数个单独编址的字节地址。

【例如】一个16位二进制的字存储单元可存放两个字节，可以按地址寻址，也可以按字节地址寻址。当用字节地址寻址时，16位的存储单元战两个字节地址。

地址线： 用于传输地址信号，可以指向主存储器的每一个单元。
数据线： 用于传输数据，数据信号可传送到各个寄存器,存储器的各个单元，各个端口。
地址线20根 ：表示能指示2^20个内存单元；
数据线32根 ：表示通过数据线每次可以传送32位(每根线每次只能传送1位)，即4B(32bit= 4*8bit = 4B)，4B表示4字节
芯片容量： 2的地址线位数次方乘以数据线位数；比如地址线8位，数据线4位，芯片容量：2^8×4=1024位

存储容量：

定义： 计算机的存储容量是按字节为最小单位的，对于一个有128个存储单元的存储器，可以说，它的容量为128字节。如果有一个1KB的存储器，则它有1024个存储单元，编号从0-1023.

计算公式：

按位计算(b)： 存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长

按字节计算(B)： 存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长 / 8

【例题】一个存储器有16根地址线，8根数据线，求此存储器存储容量?

【解】按位求取：2^16 x 8位 = 64K x 8 位

按字节求取：2^16 x 8位/8 = 64K x B = 64B

分析：

存储单元与地址线的关系： 我们知道CPU访问存储器的最小单位是存储单元且每个存储单元都有一个地址，1 根地址线可以查找 2 个地址既2个存储单元，16根地址线则可以查找 2^16个存储单元。

存储字长与数据线的关系： 我们知道存储字长是指存储器中一个存储单元(存储地址)所存储的二进制代码的位数，而二进制代码的位数是由数据线的根数决定的，也就是说：存储字长 = 数据线根数

字节（B）与位(b)的关系： 计算机里规定 1Byte = 8bit ,没有为什么就是这样规定定的！！！

所以存储容量有两种表示方法：64K x 8位 = 64KB

我们常见的内存容量表示方法是以字节位单位的，例如1GB，4MB，512KB

1GB = 10^3 MB = 10^6 KB = 10^9 B = 10^9 x 8b

练习：

【例题1】

【问题】某计算机内存按字节编址，内存地址区域从44000H到6BFFFH，共有 160 K字节。若采用16K×4bit的SRAM芯片，构成该内存区域共需多少片？

【回答】实际的存储器总是由一片或多片存储器配以控制电路构成的。其容量为W×B，W表示存储单元（word）的数量，B表示每个单元(word)由多少位(bit)组成。如果一个芯片的规格是a×b，则组成W×B的存储器需要用（W / a）×（B / b）个芯片。

本题中内存片数：（160K / 16K）×（8bit / 4bit） = 20片

【内存地址区域从44000H到6BFFFH，共有 160 K字节，为什么？】（0x和H符号，都是16进制的表示符号）

16进制：(6BFFF+1 - 44000) H= (6C000 - 44000)H = 28000H (+1是因为要包含6BFFFH这个地址)

转10进制：28000H = 2 x 16^4 + 8 x 16^3 + 0 x 16^2 + 0 x 16^1 + 0 x 16^0 = 2 x 16^4 + 8 x 16^3

1MB = 2^10KB

1KB = 2^10byte

（2 x 16^4 + 8 x 16^3） / 2^10 = 160KB (B就表示题目中的字节)
【例题2】

【问题】某计算机，其存储字长是32位，存储容量是64KB，按字编址，地址空间范围是（）

A.0000H~FFFFH

B.0000H~3FFFH

C.0000H~7FFFH

D.0000H~1FFFH

【分析】存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长

存储字长为32位 = 4 x 8b

得：存储单元个数：64KB / 4B = 16K

已知存储单元的个数，存储单元个数也等同于存储空间的范围，化成二进制，得

2^14 = 16K，2^14-1 = 0011 1111 1111 1111

求得：地址空间范围：0000H~3FFFH

参考链接： https://blog.csdn.net/u014335742/article/details/84196384?utm_source=app

作者：文小白