如何从RAM中获取数据？

Question

在C中，每个字节都是可单独寻址的。假设一个整数（比如使用4个字节）的地址为0xaddr（这是32位，假设我们有一个32位处理器，32位地址总线和32位数据总线），假设整数值为0x12345678。现在，如果我从内存中获取此值，处理器如何执行此操作？处理器是否在地址线上放置了0xaddr（即32位地址），然后取出8位数据说0x12。然后处理器将在地址线上步进0xaddr+1，然后取一个整数的4个字节的另一个8位数据0x34等等。或者处理器只是放置0xaddr并一次读取4个字节，从而利用其完整的32位数据总线？

Answer 1

This is a well known article由描述内存访问的GNU C库引导（特别是在x86-当前PC系统中）。它比你可能需要的更详细。

整篇文章跨越许多地区蔓延：

1. Introduction
2. CPU Caches
3. Virtual Memory
4. NUMA Support
5. Programmers
6. More Programmers
7. Performance Tools
8. Future
9. Appendices

有一件事我要补充到gbulmer的回答是，在许多系统中获取数据流是比你从得到一个字预期更快。换句话说，选择你想要读取的地方需要一些时间，但是你选择了一个，从那个点读取，然后是下一个32或64或任何位，然后下一个...比切换到一些无关的地方和阅读另一个值。

什么支配现代编程不是从主板上的内存获取行为，而是数据是否在CPU缓存中。

Answer 2

如果您在网上搜索“计算机体系结构”，您可能会得到一些问题的答案。

对于您的具体问题，32位计算机，32位数据和地址总线，为一个简单的情况下，没有混淆硬件。它将从32位宽的内存中读取32位数据。

这是20世纪70年代后期以来作为微型计算机（例如DEC VAX）存在的硬件，仍作为微处理器（x86，ARM，Cortex-A8，MIPS32）以及某些微控制器（例如ARM，Cortex- M3，PIC32等）。

最简单的情况：地址总线是一组将地址信号传送到存储器的信号（线），再加上一些信号来传送存储器是从“读出”还是“写入”（数据方向）以及地址和数据方向线上的信号是否有效。就你的例子而言，可能有32条线路用于传送地址的位模式。

数据总线是第二组电线，用于与内存之间的通信。内存可能会断言一个信号来表示数据是有效的，但它可能只是足够快，一切都“正常”。当处理器将地址写入地址信号时，表示要从存储器中读取数据（数据方向为'读'），存储器将检索存储在该地址的值，并将其写入数据总线信号。处理器（经过适当的延时和信号后）将对数据总线进行采样，这就是它使用的数值。

处理器可能会读取整个32位，并在内部提取一个字节（如果这是所有指令要求的话），或者外部地址总线可能提供额外信号，以便可以构建外部存储器系统以提供适当的字节，双字节或四字节值。多年来，ARM处理器架构的版本只能读取整个32位，而较小的部分e，g，一个字节在内部提取。

你可以在http://www.cpu-world.com/info/Pinouts/68000.html 看到这种信号设置的例子该芯片只有一个24位地址总线和一个16位数据总线。 它有两个信号（UDS和LDS），它们表示正在使用高位数据信号，低位数据信号还是两者。

我发现在research.cs.tamu.edu/prism/lectures/mbsd/mbsd_l15.pdf 相当详细的解释，我发现通过搜索“68000内存总线周期”。

您可能需要寻找MIPS，ARM或x86来查看其总线周期。