第5章存储体系和结构01.pptVIP

5.2 主存储器的组织 一个存储单元可能存放一个字，也可能存放一个字节，这是由计算机的结构确定的。对于字节编址的计算机，最小寻址单位是一个字节，相邻的存储单元地址指向相邻的存储字节；对于字编址的计算机，最小寻址单位是一个字，相邻的存储单元地址指向相邻的存储字。 存储单元是CPU对主存可访问操作的最小存储单位。 5.2 主存储器的组织 例如，IBM 370机是字长为32位的计算机，主存按字节编址，每一个存储字包含4个单独编址的存储字节，字地址即是该字高位字节的地址，其字地址总是等于4的整数倍，正好用地址码的最末两位来区分同一个字的四个字节。PDP-11机是字长为16位的计算机，主存也按字节编址，每一个存储字包含2个单独编址的存储字节，它的字地址总是2的整数倍，但却是用低位字节地址作为字地址，并用地址码的最末1位来区分同一个字的两个字节。 5.2 主存储器的组织 0 0 0 0 1 4 4 4 4 8 8 9 10 11 5 6 7 2 3 1 2 2 3 5 字地址 字地址 字节地址 字节地址 5.2 主存储器的组织 假设一个字由四个字节组成，我们使用B3、B2、B1、B0来分别表示这四个字节，其中B3是字的最高有效字节，B0是最低有效字节。字节编址计算机的主存地址安排有两种方案，但字地址总是等于4的整数倍。 5.2 主存储器的组织 图 (a)称为小端方案。假设字地址为N，则字节B3、B2、B1、B0依次存放在地址为N+3、N+2、N+1、N+0的存储单元，即字地址等于最低有效字节地址。采用小端方案的计算机有Intel 80X86、DEC VAX等。 图 (b)称为大端方案。假设字地址为N，则字节B3、B2、B1、B0依次存放在地址为N+0、N+1、N+2、N+3的存储单元，即字地址等于最高有效字节地址。采用大端方案的计算机有IBM360/370、Motorola 68000等。 5.2 主存储器的组织 大端方案将高字节（MSB）存放在低地址，小端方案将高字节存放在高地址。采用大端方案进行数据存放符合人类的正常思维，而采用小端方案进行数据存放利于计算机处理。到目前为止，采用大端或者小端进行数据存放，其孰优孰劣也没有定论。大端与小端方案的差别体现在一个处理器的寄存器、指令集、数据总线等各个层次中。 Endian： 在各种计算机体系结构中，对于字节、字等的存储机制有所不同，因而引发了计算机通信领域中一个很重要的问题，即通信双方交流的信息单元（比特、字节、字、双字等等）应该以什么样的顺序进行传送。如果不达成一致的规则，通信双方将无法进行正确的编/译码从而导致通信失败。 1980年，Danny Cohen在其著名的论文On Holy Wars and a Plea for Peace中为了平息一场关于在消息中字节该以什么样的顺序进行传送的争论而引用了该词。该文中，Cohen非常形象贴切地把支持从一个消息序列的最高位开始传送的那伙人叫做Big-Endians，支持从最低位开始传送的相对应地叫做Little-Endians。 据Jargon File记载，endian这个词来源于Jonathan Swift在1726年写的讽刺小说 Gullivers Travels（《格利佛游记》）。该小说在描述Gulliver畅游小人国时碰到了如下的一个场景。在小人国里的小人因为非常小（身高6英寸）所以总是碰到一些意想不到的问题。有一次因为对水煮蛋该从大的一端（Big-End）剥开还是小的一端（Little-End）剥开的争论而引发了一场战争，并形成了两支截然对立的队伍：支持从大的一端剥开的人Swift就称作Big-Endians，而支持从小的一端剥开的人就称作Little-Endians......（后缀ian表明的就是支持某种观点的人）。 1． Little-endian：将低序字节存储在起始地址（低位编址） 2． Big-endian：将高序字节存储在起始地址（高位编址） LE（little-endian）： 最符合人的思维的字节序： 地址低位存储值的低位，地址高位存储值的高位 怎么讲是最符合人的思维的字节序，是因为从人的第一观感来说，低位值小，就应该放在内存地址小的地方，也即内存地址低位 反之，高位值就应该放在内存地址大的地方，也即内存地址高位 计算机组成原理 北京理工大学计算机学院 第5章 存储系统 和结构 1.2 计算机的硬件组成 Cache 主存储器 辅助存储器 主存储器 主存储器 辅助存储器 辅助存储器 辅助存储器 Cache Cache Cache 高速缓冲存储器（