第三章 計(jì)算機(jī)原理

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1、第三章 計(jì)算機(jī)原理3.1 電唱機(jī)、電話、電腦談?wù)勀M信號(hào)3.2 數(shù)字信號(hào)3.3 I/O設(shè)備，存儲(chǔ)器、處理器3.4 內(nèi)存 3.4.1 內(nèi)存地址 3.4.2 虛擬內(nèi)存“原理”一詞，似乎總是代表艱深難度，另外還多少有些“太過(guò)理論，脫離實(shí)際”的意味。對(duì)于計(jì)算機(jī)，它的原理還偏向于硬件?；谶@些，我們需要明白，在真正開(kāi)始學(xué)習(xí)編程之前，我們有何必要學(xué)習(xí)一些計(jì)算機(jī)原理呢？在大學(xué)里，計(jì)算機(jī)系有專(zhuān)門(mén)的一門(mén)計(jì)算機(jī)原理課，計(jì)算機(jī)原理的內(nèi)容并不出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的課中?；蛟S是這個(gè)原因，許多面向社會(huì)人員（非專(zhuān)業(yè)人士）的計(jì)算機(jī)編程書(shū)籍同樣不講計(jì)算機(jī)原理。這容易造成學(xué)習(xí)者也許上手很快，但學(xué)到一定程度后就難以有較深入的發(fā)展。我想

2、，這是因?yàn)椤暗讱獠蛔恪?。如上面提到的，?jì)算機(jī)原理是完整的一門(mén)課，我們此處只用一章的時(shí)間闡述，所以我們必須講最本質(zhì)的原理。3.1 電唱機(jī)、電話、電腦談?wù)勀M信號(hào)要了解電腦的原理，不妨舉一些我們?cè)缫咽煜さ钠渌娖鞯睦?，看看它們的原理。假如你第一次看到一臺(tái)會(huì)能說(shuō)會(huì)唱的電腦，你可能會(huì)感到新奇，但事實(shí)上，別忘了，從CD機(jī)到帶式的隨機(jī)聽(tīng)，它們都沒(méi)有生命卻“記下”然后“說(shuō)出”聲音。事實(shí)上它們運(yùn)行的原理，在本質(zhì)和電腦完全一致，只不過(guò)由于我們太過(guò)熟悉，所以就認(rèn)為它們沒(méi)有什么了不起。其實(shí)，你能說(shuō)出電唱機(jī)為什么能唱嗎？原始的電唱機(jī)會(huì)發(fā)唱的原理：一張盤(pán)，表面涂一層石蠟。取一根針，針尖正好接觸蠟面，針上頂一張薄膜。讓

3、帕瓦羅蒂在不遠(yuǎn)處沖著這張膜唱我的太陽(yáng)。另有一人在老帕高歌時(shí)均速地旋轉(zhuǎn)蠟盤(pán)。于是，歌聲高低不同，薄膜向下壓的幅度也不同，針在蠟上刻的深淺便不同，這樣，就將人的聲音最終以蠟上劃痕的深淺記錄下來(lái)。將蠟盤(pán)固化，在一套反方向的裝置上：盤(pán)轉(zhuǎn)，頂針上下高底不同地拉動(dòng)一張膜，那張膜就會(huì)有模有樣地唱我的太陽(yáng)了。再來(lái)看看電話的原理：話筒內(nèi)有一堆碳粉，碳粉內(nèi)埋一導(dǎo)線，碳粉蓋一張膜。同樣，當(dāng)你對(duì)話筒大喊大叫時(shí)，膜對(duì)碳粉造成忽緊忽松的壓力，碳粉之間時(shí)緊時(shí)松，引起其電阻的大小變化，最終忽大忽小的電流傳到對(duì)話的聽(tīng)筒。聽(tīng)筒內(nèi)有一電磁鐵隨電腦大小而磁性不同，它對(duì)埋有金屬絲薄膜時(shí)吸時(shí)放，薄膜便發(fā)出了你的聲音。你我都已經(jīng)永遠(yuǎn)地失去

4、了發(fā)明的電唱機(jī)或電話的機(jī)會(huì)了偉大的先驅(qū)們是那么的聰明，懂得將一種不便于存儲(chǔ)，不便于傳播的信號(hào)轉(zhuǎn)換為另一種便于存儲(chǔ)，便于傳播的信號(hào)，從而有了偉大的發(fā)明。電腦（計(jì)算機(jī)）要管理各種信息，首先它必須能存儲(chǔ)，傳載這些信息，所以，在這一點(diǎn)上，它的本質(zhì)和電唱機(jī)或電話沒(méi)有區(qū)別，必須實(shí)現(xiàn)各種信息以某種方法，轉(zhuǎn)換為另一種信息。這就是計(jì)算機(jī)的第一條本質(zhì)原理：將各類(lèi)信息以某種信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)。好極了，現(xiàn)在，我們已經(jīng)是了解計(jì)算機(jī)本質(zhì)之一的人，從今天起，當(dāng)我們?cè)俾?tīng)到有菜鳥(niǎo)在說(shuō)硬盤(pán)時(shí)，你大可對(duì)其怒喝：“成天就知道酷魚(yú)大腳西部數(shù)據(jù)！不管是什么牌子，也不管是硬是軟是光，它們都是計(jì)算機(jī)將外界信息以磁或者激光信號(hào)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)的介質(zhì)，

5、懂不？看你真像個(gè)中關(guān)村的電腦販子！”（如果對(duì)方體積儼然在你的1.5倍以上，最后一句可以不說(shuō)）3.2 數(shù)字信號(hào)“數(shù)字”digit。無(wú)論我說(shuō)中文還是英文的，除了剛巧學(xué)完09的小學(xué)低年級(jí)學(xué)生外，20和21世紀(jì)內(nèi)出生的人都知道我是在說(shuō)一個(gè)時(shí)髦詞。這個(gè)“數(shù)字”所代表的，是“模擬”的反面。電視，我們要數(shù)字的（盡管據(jù)說(shuō)在中國(guó)并沒(méi)有數(shù)字信號(hào)的電視節(jié)目）；手機(jī)，當(dāng)然是數(shù)字的，前陣子中國(guó)電信已徹底地向采用模擬信號(hào)的蜂窩說(shuō)bye-bye；相機(jī)，數(shù)碼的。（數(shù)碼就是數(shù)字）空調(diào)，數(shù)控的（空調(diào)吹不出數(shù)字的風(fēng)，但它說(shuō)，我這風(fēng)是在數(shù)字信號(hào)的控制下吹出來(lái)的，當(dāng)然就白里透紅與眾不同）?！皵?shù)字的”就這么好嗎？電腦也是數(shù)字的嗎？前面我

6、們說(shuō)唱機(jī)，電話的原理時(shí)，你可以看到，在一種信號(hào)轉(zhuǎn)換為另一種信號(hào)時(shí)，采用的方法是進(jìn)行“模擬”。比如用針在蠟上刻的深淺來(lái)模擬聲音的高低。盡管新的信號(hào)記載原來(lái)不空易存儲(chǔ)的信號(hào)（聲音），但這種新信號(hào)本身也是不穩(wěn)定，不精確，比如針的不同，或蠟的質(zhì)量不同，但會(huì)造成雖然同樣是老帕在同一時(shí)刻唱的歌，不同的盤(pán)最后播出的聲音卻不同。類(lèi)似的，筆者便常常在電話這頭將丈母娘的聲音聽(tīng)成是丈母娘女兒的聲音而下不了臺(tái)。和許多偉大發(fā)明一樣，當(dāng)初計(jì)算機(jī)的發(fā)明的需明恐怕也是為了戰(zhàn)爭(zhēng)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)更是廣泛用于衛(wèi)星發(fā)射，飛機(jī)導(dǎo)航等不允許出錯(cuò)的領(lǐng)域。其實(shí)，就算是僅僅用于讓你給女朋友或男朋友發(fā)一封情義綿綿的e-mail，只怕你也不希望它出什

7、么差錯(cuò)。盡管模擬的手段是一種信號(hào)轉(zhuǎn)換為另一信號(hào)時(shí)幾乎是不可避免的最初方法，但我們要求有進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換來(lái)或得可以精確復(fù)制，從而更利于存儲(chǔ)，傳播的信號(hào)。當(dāng)你將一首存在磁帶式唱片上歌不停地錄到別的唱片時(shí)，歌聲會(huì)越來(lái)越變調(diào)。同樣操作進(jìn)行在數(shù)字信號(hào)的CD唱片，歌聲卻完全一致。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和其反方向的轉(zhuǎn)換是如何實(shí)現(xiàn)，不是一章的文字能說(shuō)清。也不是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。我們只需記住以下內(nèi)容：1、首先：模擬信號(hào)英文為：analog signals 縮寫(xiě)AS;數(shù)字信號(hào)為：digital signals/DS;因此，前者到后者的轉(zhuǎn)換稱(chēng)為AD轉(zhuǎn)換，另一方向則稱(chēng)為DA轉(zhuǎn)換。在各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（特別是工業(yè)控制）中，AD轉(zhuǎn)

8、換往往是采集數(shù)據(jù)的初始端，而DA則是播放數(shù)據(jù)的最終端。2、第二就更簡(jiǎn)單。以下是兩張示意圖，分別為模擬和數(shù)字信號(hào)的波形圖。你需要能認(rèn)出二者。像心電圖一樣的鋸齒波是模擬信號(hào)典型的波樣，比如我們的聲音。而方形波則為數(shù)字信號(hào)。（筆者用畫(huà)筆毛糙地畫(huà)成，不像樣之處尚望各位包涵。）面對(duì)左圖的鋸齒波。我們也就明白了為什么人生和生活會(huì)那么復(fù)雜。因?yàn)槿祟?lèi)的原始的現(xiàn)實(shí)的生活中，各種信號(hào)幾乎都是模擬的。不僅僅是聲音，不僅僅是我們的心跳的規(guī)律，更包括我們的感情，都是“模擬信號(hào)”。你看“情緒化”一詞又總是用來(lái)代表不穩(wěn)定的，非理智的和生活相比，編程世界是那么的簡(jiǎn)單。它0就是就0，1就是1，正所謂愛(ài)恨分明似乎有些跑題，不過(guò)接

9、來(lái)的另一段“面對(duì)”倒很重要，請(qǐng)認(rèn)真看。面對(duì)方形波，回憶第一章我們說(shuō)過(guò)的二進(jìn)制：二進(jìn)制數(shù)只用0、1兩個(gè)數(shù)字。方形波最適合于二進(jìn)制表示。凸起的用1表示，凹下的用0表示。所以現(xiàn)在你可明白：在計(jì)算機(jī)的世界里，所有信息最終都被數(shù)字化為0和1，這是一種最徹底的數(shù)字化。譬如在我們已熟悉的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面：硬盤(pán)和軟盤(pán)都為磁盤(pán)，它通過(guò)有盤(pán)上某一點(diǎn)有無(wú)磁性來(lái)表示1或0；而光盤(pán)，它盤(pán)面上會(huì)有連續(xù)的凸起顆粒，和間隔的平面。當(dāng)激光頭的射線進(jìn)入前者時(shí)，光被散射，這些連續(xù)的點(diǎn)用于表示一個(gè)0，當(dāng)光線照在平面區(qū)時(shí)，光被反射，則可表示1。（如下圖）（由于這種數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)大多數(shù)通過(guò)電子電路，所以，一些場(chǎng)合數(shù)字化也被稱(chēng)為電子化）至此，讓

10、我們?cè)僦貜?fù)一遍在第一章我們說(shuō)是嚴(yán)重跑題的那段話：世界就是這樣奇妙。萬(wàn)事萬(wàn)物五彩繽紛，但進(jìn)了計(jì)算機(jī)，卻只是個(gè)0和1的組合。不由得你會(huì)想起道教的古老玄機(jī)：“無(wú)極生太極，太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦，八卦生十六爻”。3.3 I/O設(shè)備，存儲(chǔ)器、處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬盤(pán)、軟盤(pán)/軟驅(qū)、光盤(pán)/光驅(qū)等稱(chēng)為存儲(chǔ)器。它們用來(lái)存儲(chǔ)信息，這些信息在它們的內(nèi)部統(tǒng)統(tǒng)以0和1表示。如果只有這些，那計(jì)算機(jī)就只能叫數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)了。有了數(shù)據(jù)還需要處理數(shù)據(jù)的能力。數(shù)據(jù)和處理。依筆者的理論，這是程序的全部，計(jì)算機(jī)的全部，也是世界的全部。反過(guò)來(lái)說(shuō)，正因?yàn)檎麄€(gè)世界都可以用數(shù)據(jù)和處理來(lái)表達(dá)，所以最終程序才有可能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決。當(dāng)

11、我們?cè)趯?xiě)程序時(shí)，就是在用程序來(lái)表達(dá)這個(gè)世界。當(dāng)然，由于很多數(shù)據(jù)沒(méi)法實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化”，所以它們永遠(yuǎn)無(wú)法用程序來(lái)表達(dá)，比如人類(lèi)的感情，或許永遠(yuǎn)只能是“模擬信號(hào)”。(基于此，所有科幻片中關(guān)于有一天計(jì)算機(jī)會(huì)突然具有自已的意識(shí)，并開(kāi)始以人類(lèi)為敵的設(shè)想，我們可以斷定它也就只能是幻想永遠(yuǎn)都是。）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，掃描儀，數(shù)碼相機(jī)等，可稱(chēng)為輸入(Input)設(shè)備。顯示器，打印機(jī)，稱(chēng)為輸出(Output)設(shè)備。這二者統(tǒng)稱(chēng)為輸入輸出設(shè)備，也就是計(jì)算機(jī)英文中常見(jiàn)的那個(gè)縮寫(xiě)：IO或I/O。輸入設(shè)備用來(lái)做什么？用來(lái)向計(jì)算機(jī)輸入信息，這過(guò)程便有非常多的“模擬-數(shù)字”轉(zhuǎn)換器。而輸出設(shè)備，則將處理后的的信息以合適的格式

12、輸出（一般是為了輸出給人看）。下面我們用我們最熟悉不過(guò)的鼠標(biāo)來(lái)說(shuō)明。第一，鼠標(biāo)的輸入端是什么呢？答：是我們手里握著的那個(gè)類(lèi)似老鼠的東西。第二，鼠標(biāo)的輸入端要處理的是什么信息呢（換一種問(wèn)法是：鼠標(biāo)要輸入什么信息）？答：是我們胳膊肘的來(lái)回挪動(dòng)（這里暫不說(shuō)單擊，雙擊等）?？蓜e說(shuō)胳膊肘的動(dòng)作不是信息那樣說(shuō)可真外行包括挪動(dòng)的方向，距離，速度等。第三，胳膊肘的動(dòng)作是“模擬信號(hào)”還是“數(shù)字信號(hào)”呢？答：只要你的手是肉長(zhǎng)的，那么就只能是模擬信號(hào)。第四，胳膊肘的動(dòng)作是如何被采集，又如何傳輸入進(jìn)電腦，又如何被處理，又如何變成一個(gè)光標(biāo)在屏幕上跑來(lái)跑去，有時(shí)候還會(huì)變成一只小手答： # ￥ % # ? !關(guān)于鼠標(biāo)的具體

13、工作過(guò)程已經(jīng)不是我能回答的了，也不是我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。不過(guò)如你很窮，和我一樣用的是10來(lái)塊的機(jī)械式鼠標(biāo)，那么恭喜你，你可以親自“解剖”一下鼠標(biāo)，觀察鼠標(biāo)里頭的“模數(shù)轉(zhuǎn)換器”。方法是把鼠標(biāo)背過(guò)來(lái)，揭掉合格證（提醒，揭掉后你的鼠標(biāo)可能無(wú)法保修了），擰掉螺絲，打開(kāi)上蓋，會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)有滾輪，水平向滾軸，垂直向滾軸，輔助壓輪各一，組成一套采集設(shè)置，看看你就明白它們是如何配合工作，完成采集你胳膊肘的挪動(dòng)的信息了。最后在合上蓋時(shí)，順便將滾軸上的積泥刮掉，它們嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)采集的精度。說(shuō)完存儲(chǔ)設(shè)備和I/O設(shè)備，重要人物也要該出場(chǎng)了。它就是電腦的心臟：CPU。CPU何許人也？Central Processor Uni

14、t。即：中央處理器。中央并不是說(shuō)它正好在機(jī)箱內(nèi)正中間，而是說(shuō)它是核心人物，其實(shí)你顯卡聲卡等也有芯片在處理一些數(shù)據(jù)。但大都數(shù)數(shù)據(jù)，比如鼠標(biāo)采集到信息后，便需要送到CPU中進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，最終才能輸出。CPU便是這樣一個(gè)人物，它要處理幾乎所有計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。它的重要性得就像是大腦之于人體。把它說(shuō)成是心臟真是個(gè)混淆視聽(tīng)的比喻。CPU又是如何處理數(shù)據(jù)的呢？大千世界中的數(shù)據(jù)（當(dāng)我們偏向于專(zhuān)業(yè)時(shí)，我們就將信息說(shuō)成是數(shù)據(jù)）各類(lèi)各樣，極其復(fù)雜；同樣的，對(duì)種種數(shù)據(jù)的處理也相當(dāng)復(fù)雜。比如給你一個(gè)蘋(píng)果你的處理是吃掉，而女友把她的手給你時(shí)她的意思是要你牽著，如果你把后者等同于前者進(jìn)行同樣的處理后果Intel或AMD

15、生產(chǎn)的CPU如何先進(jìn)，終究是個(gè)東西，怎能自已決定如何處理各種數(shù)據(jù)呢？有數(shù)據(jù)：鋼板拴著一個(gè)螺絲釘，有處理數(shù)據(jù)的能力：工具箱中一把螺絲刀。一只狗和一只豬從二者前面走過(guò)，它們不知用后者把前者擰下。因?yàn)轳R克思說(shuō)了，只有人類(lèi)才會(huì)制造和利用工具。CPU也只是一個(gè)工具。盡管它有處理各數(shù)據(jù)的能力，但必須由人來(lái)控制它：什么時(shí)候，什么方法，計(jì)算什么樣的數(shù)據(jù)。這樣的工具并不僅有CPU，早在你我童年時(shí)愛(ài)不釋手的，會(huì)自已搖擺走路的玩具小鴨內(nèi)，那個(gè)發(fā)條就是這種工具。通過(guò)既定的設(shè)計(jì)，發(fā)條具有把人擰緊的能量存儲(chǔ)，然后釋放，一點(diǎn)點(diǎn)控制其它齒輪，小鴨的腳，最終讓玩具小鴨如人所愿地走。發(fā)條處理數(shù)據(jù)的動(dòng)作很簡(jiǎn)單，只須一點(diǎn)展開(kāi)就行。但

16、是如果沒(méi)有人事先將其擰緊，它一樣動(dòng)不了。CPU要處理的數(shù)據(jù)復(fù)雜，處理的方法更復(fù)雜。同樣，必須有人事先將計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的方法存儲(chǔ)在上述的存儲(chǔ)器上，在要開(kāi)始處理時(shí)，裝上這些方法，然后開(kāi)始執(zhí)行。一切重要概念至此呼之欲出：人不是普通的人，是偉大的程序員（當(dāng)然當(dāng)然，各行各業(yè)除了中國(guó)電信以外的從事者都很偉大）；計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的方法，便是：程序！程序！程序！超級(jí)解霸是什么？是音頻視頻播放軟件，但歸根是處理多媒體數(shù)據(jù)的程序。金山毒霸是什么？是殺毒軟件，但歸根是對(duì)付病毒數(shù)據(jù)的程序；句神英語(yǔ)2002是什么？是英語(yǔ)教育軟件，但歸根是輔助你自學(xué)英語(yǔ)口語(yǔ)的程序。Windows或Linux是什么？是操作系統(tǒng)軟件，不過(guò)其實(shí)

17、它們也是程序：管理所有其它程序的程序。下一節(jié)，我們講計(jì)算機(jī)內(nèi)存，內(nèi)存也是存儲(chǔ)器，但它是一種特殊的存儲(chǔ)器。3.4 內(nèi)存有外存嗎？軟盤(pán)，光盤(pán)這些放在外面的存儲(chǔ)器就是外存啊真不明白這算是什么知識(shí)，但各種考試似乎興趣這些。硬盤(pán)有可以放里頭的也有可以放外頭的，不知怎么算。對(duì)內(nèi)存要弄明白的第一件是事是：為什么要有內(nèi)存？聽(tīng)我做一個(gè)不負(fù)任何責(zé)任的預(yù)言：10年之內(nèi)，高速硬盤(pán)和高速外部總線的發(fā)展，但得計(jì)算機(jī)可在硬盤(pán)上固定劃塊分區(qū)作為內(nèi)存。如此這般，以后關(guān)機(jī)時(shí)不用使用Win2000或XP的休眠功能，更不必像普通關(guān)機(jī)那樣聽(tīng)硬盤(pán)卡卡響半天，一個(gè)關(guān)機(jī)命下，機(jī)器迅速關(guān)掉，妙哉。程序和數(shù)據(jù)平常存儲(chǔ)在硬盤(pán)等存儲(chǔ)器上，不管你開(kāi)機(jī)

18、或關(guān)機(jī)了，它們都是存在的，不會(huì)丟失。硬盤(pán)可以存儲(chǔ)的東西很多，但其傳輸數(shù)據(jù)的速度較慢。所以需要運(yùn)行程序或打開(kāi)數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)必須從硬盤(pán)等存儲(chǔ)器上先傳到另一種容量小但速度快得多的存儲(chǔ)器，之后才送入CPU進(jìn)行執(zhí)行處理。這中間的存儲(chǔ)器就是內(nèi)存。無(wú)論何種存儲(chǔ)器，軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)或者內(nèi)存，都有地址。因?yàn)樗鼈円鎯?chǔ)數(shù)據(jù)，所以就必須按一定的單位的數(shù)據(jù)分配一個(gè)地址。有了地址，程序才能找到這些數(shù)據(jù)。這很好理解，想想你們家為什么要有門(mén)牌號(hào)即可。學(xué)習(xí)編程，必須對(duì)內(nèi)存的地址有一個(gè)透徹的理解。我們編程中的每一行代碼，代碼中用到的每個(gè)數(shù)據(jù)，都需要在內(nèi)存上有其映射地址。當(dāng)然，我們并不需要掌握內(nèi)存是如何進(jìn)行編址，那是計(jì)算機(jī)系中

19、的另外一門(mén)課：操作系統(tǒng)的事了。下面，我將舊課程中的有關(guān)內(nèi)存的一段內(nèi)存拷到這里。3.4.1 內(nèi)存地址“你叫丁小明吧？”“是的?！薄班?，你記得你的姓名，那么請(qǐng)告訴我你把你的姓名記在你的腦海中的哪一個(gè)位置呢？在你記著你的姓名信息的下一個(gè)位置，你記著什么？上一個(gè)位置呢？”“?。∵@我不知道?！薄澳泸_我！既然你記著你的姓名，你怎么會(huì)不知道把它記在哪兒呢？”計(jì)算機(jī)生氣說(shuō)。是啊，依靠現(xiàn)在的科技力量，我們無(wú)法得知自已把一個(gè)數(shù)據(jù)記在腦海里的哪個(gè)腦細(xì)胞里。這也是人的記憶狀態(tài)無(wú)法數(shù)據(jù)化的原因。計(jì)算機(jī)就不一樣的，我們說(shuō)過(guò)，它是什么都數(shù)字化了。所以它知道自已把一個(gè)數(shù)據(jù)，一條命令記到了內(nèi)存中的哪個(gè)（些）位置。每一個(gè)位置都有

20、編號(hào)，就像編了門(mén)牌號(hào)一樣。如果讓計(jì)算機(jī)在內(nèi)存里記住“丁小明”這個(gè)名字，可以示意為：丁小明1000H1001H1002H1003H1004H1005H在第一行中，每一格表示一段內(nèi)存，而格子里的內(nèi)容是這段內(nèi)容記下的數(shù)據(jù)；第二行中每一格內(nèi)數(shù)字就是對(duì)應(yīng)的內(nèi)存的地址。至于為什么數(shù)字后面跟了一個(gè)字母H ，那是為了表示這是一個(gè)16進(jìn)制的數(shù)。什么是16進(jìn)制的數(shù)，大家現(xiàn)在可以不管。只要把它想成和上一節(jié)我們所講的2進(jìn)制一樣即可：長(zhǎng)有16個(gè)指頭的人訂出來(lái)的數(shù)。從0一直數(shù)到15，到了16才往高位進(jìn)1?？赡苡腥藭?huì)啄磨：為什么一個(gè)“丁”字（“小”“明”兩字也一樣）占用兩個(gè)內(nèi)存地址呢？這是因?yàn)闈h字在一個(gè)地址（位置）里呆不下

21、，必須放在連續(xù)的兩個(gè)地址空間內(nèi)。那么，什么東西可以放在單獨(dú)的一個(gè)內(nèi)存地址里呢？像英文的里字母，比如A, 像阿拉伯?dāng)?shù)字：比如1,可以，而且就是放在一個(gè)內(nèi)存地址里。假設(shè)有一字符串“ABC”，被記在內(nèi)存里，可示意為(這次我們假設(shè)從內(nèi)存地址2000H處記起)：ABC2000H2001H2002H現(xiàn)在我們提幾個(gè)問(wèn)題：計(jì)算機(jī)記住”丁”字的內(nèi)存地址是多少？ 答案是：1000H。請(qǐng)見(jiàn)上圖在計(jì)算機(jī)記住”丁”字的內(nèi)存地址后移兩個(gè)最小內(nèi)存地址單位，計(jì)算機(jī)記住的是哪個(gè)字：答案是：”小”。因?yàn)?1000H+2=1002H。請(qǐng)同學(xué)自己對(duì)圖1.3作類(lèi)似的問(wèn)答。如果不再往下講一點(diǎn)點(diǎn)，可能會(huì)使關(guān)于內(nèi)存地址的這一講的有些內(nèi)容和第

22、1章中有關(guān)2進(jìn)制語(yǔ)言的內(nèi)容看起有矛盾。我們一直在說(shuō)，在計(jì)算機(jī)中，所有信息都被數(shù)字化為2進(jìn)制的0、1，所以，“丁小明”這個(gè)名字被也應(yīng)該是一串：0001 0010 0111 0101,可是在中圖所畫(huà)出的，計(jì)算機(jī)內(nèi)存里記的，仍是“丁小明”三個(gè)字啊。下面是解釋?zhuān)覀冎慌e一個(gè)字”丁”講解。我們假設(shè)在那一串里的 0001 0010 0111 0101 對(duì)應(yīng)的是 “丁” 字，那么有：丁00010010011101011000H1001H讓我們把字母A對(duì)應(yīng)的圖也畫(huà)出來(lái)：A010000011000H在上面的兩個(gè)圖中：第一行分別是“丁”和“A”，它是給人看的。第二行則是一串的的0和1，這才是計(jì)算機(jī)內(nèi)存中實(shí)際存儲(chǔ)的

23、數(shù)據(jù)。第三行是內(nèi)存的地址。并不是每個(gè)0和1所占的位置都被編上地址。而是每8個(gè)才擁有一個(gè)地址。關(guān)于第三行，你可以這樣理解，門(mén)牌號(hào)是一個(gè)家庭分配一個(gè)，每家每戶內(nèi)還有客廳臥室，這些就沒(méi)有地址了?？梢?jiàn)：丁的確是由一串0、1組成的。更確切地，從圖上可以看出丁是由16位0和1組成。這16數(shù)都存放在2個(gè)內(nèi)存地址里。A也一樣，它是由8位0、1組成的。占1個(gè)內(nèi)存地址。位： 一個(gè)0或1稱(chēng)為一位（bit）；字節(jié)：連續(xù)八位稱(chēng)為一個(gè)字節(jié)(Byte)；字節(jié)是計(jì)算機(jī)中可單獨(dú)處理的最小單位。用上的兩個(gè)單位來(lái)表達(dá)上面的圖,便是:漢字如“丁”，在內(nèi)存中，占兩個(gè)字節(jié)(Byte)，共16位(Bit)。英文字母如 A在內(nèi)存中，占1個(gè)字

24、節(jié)，8位。（這里說(shuō)的是內(nèi)存，其實(shí)在其它存儲(chǔ)器中，所占空間是一致的）公式 ：1 字節(jié)(Byte) = 8位(bit)3.4.2 虛擬內(nèi)存程序和數(shù)據(jù)必須裝入內(nèi)存，這就必須面對(duì)內(nèi)存不足的問(wèn)題。這一問(wèn)題有許多解決措施，其中很重要的措施就是使用虛擬內(nèi)存。而所謂的虛擬內(nèi)存，其實(shí)就是硬盤(pán)。打開(kāi)一個(gè)Word寫(xiě)文章，再打開(kāi)幾個(gè)IE瀏覽網(wǎng)頁(yè)；后臺(tái)還有FlashGet在默默地為你下載網(wǎng)上文件。很快你就會(huì)覺(jué)得的機(jī)器反應(yīng)變得慢了。為什么？因?yàn)槌绦虮旧砗统绦蛩褂玫臄?shù)據(jù)太大，物理內(nèi)存（真實(shí)內(nèi)存）已經(jīng)不足，系統(tǒng)采用了大量的硬盤(pán)空間來(lái)模擬內(nèi)存。上節(jié)說(shuō)過(guò)，硬盤(pán)雖大，但其（傳輸、查找）速度比物理內(nèi)存慢一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以整個(gè)系統(tǒng)速度

25、就變慢了。在DOS的編程時(shí)代，程序必須自已實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存，或者采用第三方程序。而在Windows時(shí)代，虛擬內(nèi)存機(jī)制由操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以在本節(jié)，我們只需知道，雖然理論上程序在運(yùn)行時(shí)必須裝載入內(nèi)存，但這內(nèi)存并不一定全是真正的內(nèi)存，很大一部分，其實(shí)是在使用虛擬內(nèi)存。當(dāng)然，在Windows下，程序員無(wú)須去考慮自已的程序什么時(shí)候使用物理內(nèi)存，什么時(shí)候使用虛擬內(nèi)存。操作系統(tǒng)設(shè)置了最大可以使用多少虛擬內(nèi)存？現(xiàn)在正在使用多少虛擬內(nèi)存，這一些都有工具可以查看到?，F(xiàn)在讓我們用最方便的方法來(lái)看看第一個(gè)問(wèn)題。Windows95/98/Me：請(qǐng)?jiān)谀碾娔X桌面上找到“我的電腦”圖標(biāo)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的右鍵菜單里選“屬性”，然后在彈出的“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框里選“性能”這一頁(yè)，就可以看到右下角的“虛擬內(nèi)存”按鈕，點(diǎn)擊后便可看到Windows對(duì)我們所講的“虛擬內(nèi)存”的設(shè)置。 Windows XP/2000:在開(kāi)始菜單中找到“我的電腦”，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的右鍵菜單里選“屬性”，然后在彈出的“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框里選“高級(jí)”選項(xiàng)頁(yè)，點(diǎn)其中“性能”組內(nèi)的“設(shè)置”按鈕。出現(xiàn)“性能選項(xiàng)”對(duì)話框。選“高級(jí)”選項(xiàng)頁(yè)，底部有“虛擬內(nèi)存”組。你可以從中看到有多少M(fèi)B的硬盤(pán)空間允許Windows拿來(lái)當(dāng)虛擬內(nèi)存。如何想修改或查看更多信息，可點(diǎn)“更改”按鈕。建議采用系統(tǒng)默認(rèn)值，不要修改。