Память и адреса

Числовые и символьные операнды, равно как и команды, хранятся в памяти ком­пьютера. Память состоит из многих миллионов ячеек, в каждой из которых содер­жится один бит информации, имеющий значение 0 или 1. Поскольку один бит способен представить очень маленькое количество информации, биты редко обра­батываются поодиночке. Как правило, их обрабатывают группами фиксированного размера. Для этого память организуется таким образом, что группы по n бит могут записываться и считываться за одну базовую операцию. Группа из n бит называ­ется словом информации, а значение n — длиной слова. Схематически память ком­пьютера можно представить в виде набора слов (рис. 4.6).

Длина слова современных компьютеров составляет от 16 до 64 бит. Если дли­на слова компьютера равна 32 битам, в одном слове может храниться 32-разряд­ное число в системе дополнения до двух или четыре символа ASCII, занимающих по 8 бит (рис. 4.7). Восемь идущих подряд битов называются байтом. Для пред­ставления машинной команды требуется одно или несколько слов. О кодирова­нии машинных команд мы поговорим далее в этой главе, после того как обсудим команды на уровне языка ассемблера.

Рис. 4.6. Слова памяти

Рис. 4.7. Примеры закодированной информации в 32-разрядном слове:

целое число со знаком (а); четыре символа (б)

Для доступа к памяти с целью записи или чтения отдельных элементов ин­формации, будь то слова или байты, необходимы имена или адреса, определяю­щие их расположение в памяти. В качестве адресов традиционно используются числа из диапазона от 0 до 2^k-1 со значением k, достаточным для адресации всей памяти компьютера. Все 2^k адресов составляют адресное пространство компью­тера. Следовательно, память состоит из 2^k адресуемых элементов. Например, ис­пользование 24-разрядных адресов позволяет адресовать 2²⁴ (16777216) элемен­тов памяти. Обычно это количество адресуемых элементов обозначается как 16 M (16 мега), где 1 М - 2²⁰ (1048576). 32-разрядным адресам соответствует адресное пространство из 2³², или 4 Г (4 гига), элементов, где 1 Г - 2³⁰. Кроме того, часто используются обозначения К (кило), соответствующее 2¹⁰ (1024), и Т (тера), со­ответствующее 2⁴⁰.