计算机组成原理是计算机专业的基础课程之一,其中涉及到的计组地址码也是比较重要的内容之一。那么,计组地址码究竟是什么呢?
一、定义
地址码是为地址寻址所需的编码方式,通常是二进制形式。计算机中的地址码有多种,如段地址、偏移地址、直接地址等。
其中,最常见的地址码是由段地址和偏移地址组成的逻辑地址,在内存中访问的时候,经过地址映射,转化为物理地址,即存储单元的实际位置。
二、段地址和偏移地址
段地址和偏移地址是组成逻辑地址的两个部分,也是计算机中常用的地址码形式。
段地址是指内存中被访问的目标数据所在段的地址,它是一个十六进制数,通常被称为段基址。偏移地址是指目标数据相对于段基址的偏移地址,也是一个十六进制数,通常被称为段内偏移。
例如,逻辑地址0x1F7C,其中的1F是段地址,7C是段内偏移地址。实际上,计算机在读取这个逻辑地址的时候,会把段地址与偏移地址进行相加运算,得到物理地址。
三、地址转换
逻辑地址和物理地址之间的转换是通过硬件设备实现的,常用的实现方式是通过内存管理单元(MMU)实现。
MMU是计算机中负责内存管理的一个部件,它提供逻辑地址与物理地址之间的转换,同时也负责内存保护和虚拟内存等功能。在进行逻辑地址到物理地址的转换时,MMU会使用页表来进行映射。页表中记录了逻辑地址和物理地址的对应关系,通过查询页表,可以将逻辑地址转换成物理地址。
四、应用实例
一个简单的应用实例可以帮助我们更好地理解地址码的概念。假设计算机有256KB(即256x1024B)的内存空间,且内存存取周期为200ns。同时,计算机需要支持两个程序,程序1的代码量为32KB,数据量为16KB,程序2的代码量为16KB,数据量为32KB。
我们可以将计算机的内存空间分成4个段,每个段大小为64KB。段的分布方式如下图所示:
程序1的代码和数据存储在两个相邻的段中,程序2的代码和数据存储在另外两个相邻的段中。这样,我们就可以用4个段基址来分别指向不同的段,并通过偏移地址来访问代码和数据。
五、总结
综上所述,计组地址码是一种为地址寻址所需的编码方式,其中最常见的地址码是由段地址和偏移地址组成的逻辑地址。逻辑地址需要经过硬件设备实现的地址转换才可以访问内存中的数据。在应用中,合理地划分内存段可以提高访问效率。
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