c - 为什么 32 位操作系统支持高达 4 GB RAM

Question

所以我知道 32 位操作系统可以支持 2³² 个不同的值，大约为 4x10⁹。

我想每个值的内部表示是这样的:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

......

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

所以我们这里有大约 4x10⁹ 种不同的模式。但是由于每个地址由 4 个字节组成(32/8=4)，RAM 不应该是4x4x10⁹？

Answer 1

在典型的现代系统中，每个地址寻址一个字节。

即使硬件一次只能传输四个字节或八个字节，这样的单元中的每个字节都会被赋予自己的地址。处理器可能仅使用 28 或 29 或其他数量的位与内存硬件交互，但它使用附加位来区分字中的字节。

当程序访问特定地址时，处理器使用低位来隔离字节。读取时，它从内存中获取整个单元，然后使用低位来隔离所请求的一个或多个字节。写入时，它使用低位将选定的一个或多个字节合并为一个数据单元，然后将完整的单元写入内存。

因此，对于 32 位地址，有 2³² = 4,294,967,296 个可用地址，并且可以寻址 4,294,967,296 个事物。在典型的现代硬件中，每个东西都是一个字节。通常，并非所有地址都可供用户程序使用，因为某些地址是为特殊目的而保留的。