存储位元与存储单元是什么含义
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存储位元与存储单元是什么含义？
数据通信的方式可以分为哪几种呢？
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2022-1-21 07:17:58
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王敏
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存储位元与存储单元
由于电子器件的特性，计算机中通常采用二进制数。二进制数中只有0、1两个数，我们把一个0或者一个1称作1位(bit)。在存储器中，保存一位二进制数的最小单元称为存储位元。
一个存储位元所表达的信息只有两个，0或者1。而在现实世界中不只有两种状态或事物，对这些状态或事物进行编码就需要若干个存储位元。由若干个存储位元组成的一个整体叫做存储单元。
若干个存储单元组成的整体就是存储器，当然还包括存储器存储数据需要的外围电路。
地址
一个存储器里面往往有许多相同大小的存储单元，在进行数据读入或写出的时候，一个存储单元就是数据交换的基本单位。为了区分不同的存储单元，我们使用编码后的存储单元的位置也就是地址。
无论何时，一个地址只能对应一个存储单元。在一块存储器芯片中，一个存储单元也只对应一个地址，对应多个地址没有意义。存储芯片的地址引脚数就是 log2存储单元数目。存储器的地址引脚表征的地址称为片内地址。对应的线称为片内地址线。
在多存储器组合扩展容量时，不同片上的两个存储单元可能具有相同的地址。体现为协同工作时片内地址相同。还有一种情况，当地址总线有空余时（某一位没有接在芯片上），那么地址总线上的多个地址会对应存储芯片上的同一个存储单元。没有接在存储芯片地址引脚的地址线成为片外地址线。同一个存储单元有不同的地址，成为地址重叠。
编址是给存储器的存储单元确定一个地址码。编址也叫做地址分配。地址总线上可以挂多个芯片，为了区分或者说给定每个芯片确定的地址范围，常常将片外地址线作为片选输入线或译码电路的输入线。地址译码就是凭借地址的若干位确定芯片的地址范围。
寻址是通过给定的地址码找到存储单元的位置。
并行与串行
数据通信的方式可以分为两种并行和串行。
串行是指在数据通道上，每次传输一个位元数据，并连续重复上述过程。适用长距离通信，速度慢。
并行是指一次传输若干位元数据。短距离通信，速度快。多条路并在一起，同时多个车并排跑。
存储字长与编址方式
存储字长是存储单元存储的一串二进制码（即存储字）的位数。规定 1byte(octet)=8bit。如果存储字长是8，那么存储器的编址方式是按字节编址，即一个地址对应一个8位的存储单元。在进行数据读入或写出的时候，一个存储单元就是数据交换的基本单位。给定一个片内地址，只能并行地读出这个地址的对应的存储单元的8位2进制数据。
最小寻址单位长度和编址单位长度是一致的，都等于存储字长。（位扩展后的整体按扩展后的存储字长）
现代的x86 PC机一般都是按字节编址。
数据总线
数据总线宽度表示一个总线周期内能够并行读/写的数据宽度。
数据总线的宽度往往就是计算机的机器字长。CPU中的运算器一次能完成二进制数运算的位数与一次传入的数据宽度是匹配的。存储字长与机器字长并不等价。
数据总线宽度与存储字长无任何直接关系。可以通过多个存储器的组合扩展来满足数据总线宽度，以提高数据总线的利用率和存储器空间的利用率。（数据大小不一致，边界问题）
地址总线
地址总线的宽度决定了地址的寻址范围。宽度为n，寻址范围就是0~2n-1。也就是说有2n个地址。
寻址空间是指CPU访问内存的能力。由地址总线和存储字长共同决定。现代 x86 计算机寻址单位为字节。寻址空间2nByte。
32位非服务器版本windows OS，内存空间是由OS限制的。
存储容量
存储容量指的是存储器中能够存储二进制位的数目，有存储单元的数目M和存储字长N决定，为 M*N。
指令集架构
指令集架构（Instruction Set Architectures/ISA）简称指令集，不仅包括指令的集合还包括基本数据类型、寄存器的设计、寻址模式、存储体系、中断、异常、I/O等等。
处理器的架构指的是处理器的硬件架构又称微架构，而硬件架构是由指令集来决定的。微架构可以有多种实现但是一定是基于指令集架构的实现。
2022-1-21 10:59:36
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李志强
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