Если процессор имеет 16-битную адресную шину и 8-битные слова, сколько памяти он может адресовать?

23

Я готовлюсь к концу семестра и меня смущает следующий вопрос. Если у ЦП есть 16-битная адресная шина и 8-битные слова, сколько памяти в КБ он может адресовать? Мое понимание скажет мне, что он может адресовать 64 КБ, однако для этого я просто использовал 2 ^ 16 = 65 536. Это вычисление никогда не принимало во внимание 8-битные слова, поэтому я не уверен, что это правильно. И что означает 8-битные слова?

ура

memory cpu

— eZ_Harry
источник

16

Вы использовали это косвенно: общий объем адресуемой памяти составляет 2 ^ 16 * 8 бит. Поскольку один байт = 8 бит, это 2 ^ 16 байтов, то есть 65536 байтов, или 64 КиБ. Обратите внимание, что K - это префикс SI для 1000. Если вы имеете в виду 1024, используйте Ki.

— Jcaron

2

Следует учитывать разницу между килобайтами префикса SI (1000 байтов) и кибибайтами двоичного префикса (1024 байта). 2 ^ 16 = 65 536 = 64 киби ~ 65,5 кг. Требуемый ответ, вероятно, один, где килограмм означает киби, но бывают случаи, когда разница действительно имеет значение. Если вы хотите быть полностью уверенным, выберите безопасный маршрут и укажите количество байтов и предложите перевод для более удобных единиц, таких как килобайты или кибибайты, для вашего учителя. Сравните Википедию: двоичный префикс . Чипы памяти обычно указывают, например, 65 536x8 бит.

— CVn

3

Возможный дубликат Сколько адресов памяти мы можем получить с 32-разрядным процессором и оперативной памятью 1 ГБ?

— Гроностай

3

Я полагаю, вы предполагаете, что обмен банка не происходит. Большинство 16-битных процессоров используют некоторую форму обмена банками, что затрудняет ответ.

— Джошуа

1

@ MichaelKjörling В вопросе говорится KB, что всегда означало 1024 байта.

— Касперд

38

Одним словом, в большинстве архитектур это самый большой фрагмент данных, который может быть передан в рабочую память и из нее за одну операцию.

Максимально возможный размер адреса, используемый для обозначения места в памяти, обычно называется аппаратным словом.

Таким образом, ваш процессор сможет адресовать 64 КБ (2 ^ 16), но сможет передавать только за одну операцию 8 бит.

— Сверхразум
источник

3

Я уверен, что этот ответ - тот, за которым учитель, но действительно ли он правильный? Не могли бы вы использовать что-то вроде PAE, чтобы разрешить трехуровневую иерархию (или даже больше), чтобы процессоры имели доступ к более чем 64 КБ? Я не специалист по аппаратному обеспечению, но разве Commodore 128 даже не смог сделать что-то подобное на 8-битной 16-битной шине, разрешив переключение банков ОЗУ?

— Давидго

5

Не совсем уверен, что я понимаю ваше предложение "сможет передать только за одну операцию 256B (2 ^ 8)"? Он может передавать только 1 слово = 1 байт = 8 бит за одну операцию.

— Jcaron

8

@davidgo все еще PAE требует, чтобы адресная шина имела соответствующий размер. Процессоры Intel, поддерживающие PAE, имеют адресную шину 36 бит.

— Дмитрий Григорьев

6

PAE - это более или менее торговая марка / название, характерное для современных процессоров x86. Да, схемы для косвенного обращения к большим объемам памяти были реализованы целую вечность (например, XMS), в конце концов они рассматривают подсистему памяти как периферийное устройство, которое можно постоянно реконфигурировать, чтобы выставить другую память в меньшем адресном пространстве. Также посмотрите модель сегментированной памяти старой школы x86 ...

— rackandboneman

6

@ Не забывай, ты должен немного уточнить свой ответ. Никто на самом деле не использует один B как единицу, и причина именно в том, что здесь произошло - вы путаете биты и байты. ОП гласит: «8-битные слова * - поэтому каждое слово имеет 8 бит (1 байт) и может передавать его только за одну операцию. 256 - это просто число возможных значений, которые имеет каждое слово, а не количество передаваемых данных».

— adelphus

21

Машинное слово или обычно просто слово - это самая большая единица данных, которой ЦПУ может манипулировать в целом, используя общие инструкции. Это не имеет ничего общего с адресацией памяти.

Важно единица разрешения адресов , который обычно 8-битный байт даже на 16/32/64 битных архитектурах. Он не должен быть равен размеру машинного слова, но, вероятно, это в вашем случае.

8-разрядный адресуемый модуль в сочетании с 16-разрядной адресной шиной составляет 64 КБ ОЗУ, к которому может обращаться ЦП.

— Дмитрий Григорьев
источник

3

Но я использовал машины, где единица разрешения адреса была 16 бит. (Так что концепция имеет смысл.)

— Мартин Боннер поддерживает Монику

4

@MartinBonner Тем не менее, он не имеет прямого отношения к размеру слова процессора.

— glglgl

1

@glglgl - это очень связано. Я не верю , что есть какие - архитектуры , которые не имеют адрес единицы либо 8 бит или их размер слова.

— Жюль

1

Я не согласен с утверждением, что слово - это самая большая единица, которой ЦП может манипулировать в целом. Intel i7 имеет 64-битную шину данных и все еще может использовать 256-битные инструкции SIMD. Если Википедия верна, то слово относится к ширине шины данных, а не к внутренним ресурсам ЦП.

— Томас Веллер

1

@ThomasWeller: 8088 имеет 8-битную шину данных, но все еще 16-битные инструкции. На самом деле это 8086 с меньшей шиной данных. Примечание: ширина базы данных и фактическая передача также различаются (представьте, что данные выровнены).

— Джакомо

1

И что означает 8-битные слова?

В контексте размер слова соответствует размеру адреса для описания шины памяти. В память уходит 16 бит, поэтому она может выбирать 64 места. Затем каждое местоположение содержит 8 битов.

Размер слова здесь может соответствовать или не соответствовать размеру блока вычислений ЦП, и это может соответствовать или не соответствовать логической детализации при адресации.

Например, процессор может объявить 16-битную шину (для этой цели). Он использует 16-битные адреса в своих инструкциях, и, как ваш пример, имеет 64ки. Но у этого есть 15 битов адресной шины и 16 битов шины данных. Для этого нужны только 32ки адреса и всегда получается 2 байта с каждой локацией. (Если команде требуется 1 байт, она отправит адрес с наименьшим пропущенным битом, извлечет оба байта на этом шаге, а затем посмотрит на младший бит желаемого адреса, чтобы решить, какую половину использовать.)

Обратите внимание, что переключение банков, PAE и т. Д., Упомянутые другими, здесь не имеют значения. Блок управления памятью может использовать 16-разрядные адреса и иметь 20-разрядный аппаратный адрес, поэтому ЦПУ необходимо переключать и отображать объекты, чтобы использовать фактический 20-разрядный диапазон адресов микросхем ОЗУ, которые можно адресовать.

Не забудьте указать единицы в ваших ответах. «64ki». Которого? 8-битные слова, делающие это (пока) 64ки байтов адресуемой оперативной памяти. Этот шаг устраняет путаницу и делает такие проблемы тривиальными.

— JDługosz
источник

0

Вы также должны использовать размер слова в расчетах. Ответ 64 КБ.

Вы можете адресовать 2 ^ 16 слов, и каждое слово является 8-битным (= 1 байт). Поэтому это 64 КБ.

Если размер слова был 16 бит. Ответ будет 128 КБ.

— Нури Тадемир
источник

1

Ваше вычисление не выполняется для обычных 32-разрядных процессоров, которые по-прежнему могут адресовать 2 ^ 32 байта памяти (4 ГБ), а не (2 ^ 32) * 4 (16 ГБ).

— Дмитрий Григорьев

Современные процессоры обращаются к большим «строкам» и имеют меньше адресных строк для сопоставления. Вопрос об адресной шине говорит о физической стороне вещей. Таким образом, умножение на размер слова этой шины (не на размер регистра ЦП) является правильным.

— JDługosz

0

У этого есть две стороны: что ваш инструктор, вероятно, хочет, чтобы вы ему рассказали, и какова реальность.

Сначала то, что ваш инструктор, вероятно, хочет, чтобы вы сказали ему.

«16 бит могут адресовать 2 ^ 16 ячеек памяти, каждая ячейка имеет 8 бит. Таким образом, мы можем адресовать 524288 бит (65536 октетов) памяти».

Это, однако, отражает довольно упрощенное мировоззрение. В реальности все сложнее, и для окончательного ответа требуется больше информации. Некоторые из способов, которыми реальные системы могут быть более сложными, чем это, включают.

Многие процессоры не имеют выделенной карты ввода-вывода, поэтому части адресного пространства памяти, возможно, придется использовать для других целей, кроме памяти.
«Размер слова» процессора не всегда совпадает с шириной шины данных памяти или наименьшей адресуемой единицей памяти.
Некоторые шины позволяют перемещать блоки данных различного размера. Это требует дополнительной адресации, которая может обрабатываться или не обрабатываться битами главной адресной шины.
Некоторые шины мультиплексируют разные сигналы на одних и тех же линиях. Например, SDRAM дважды использует одни и те же строки адреса для отправки «адреса строки» и «адреса столбца».
Многие системы использовали подходы банковской коммутации, чтобы позволить программам получать доступ к большему объему памяти, чем процессор мог изначально адресовать.

— plugwash
источник