首页 > 系统相关 >c语言精通学习「1」: 内存

c语言精通学习「1」: 内存

时间:2023-08-12 15:45:15浏览次数:53  
标签:精通 语言 int 地址 内存 对齐 内存地址 字节

1.为什么需要内存

(1)计算机为什么需要编程?为什么要写新的程序?

  计算机编程主要注重两点,结果和过程。比如下面的代码看重的是结果

int add(int a,int b)
) { return a+b; }

  下面的代码看重的是过程

void add(int a,int b)
{
  printf("%d",a+b);  
}

  而下面的代码既看重过程也看重结果

int add (int a,int b)
{
   printf("%d",a+b);
   return a+b;    
}

(2)计算机程序运行过程

  计算机运行过程其实就是多个函数相继运行的过程,程序的本质就是函数,函数的本质是数据的加工。

(3)冯诺依曼结构和哈佛结构

  冯诺依曼结构:数据和代码放在一起

  哈佛结构:数据和代码分开存放

  例如在常见的单片机中比如51或32他们都是通过烧录将程序烧录进ROM中而程序执行后的产生的数据存储在RAM中故其输入哈佛结构。而在linux系统中代码和数据都存储在同一个存储器中故其属于冯诺依曼结构。

(4)DRAM和SRAM

  对于RAM ROM DRAM SRAM不熟悉的同学可以看 这里

(5)总结

  程序运行过程中可变数据是必不可少的,而可变数据(局部变量、全局变量等)都存储在内存中。故在计算机中内存也是必不可少的。

(6)如何管理内存

操作系统中:操作系统控制所有的硬件内存,因为内存很大所以操作系统会通过将其分为页面进行管理,页面内用更细小的方式进行管理。(在此省略)操作系统提供了很多API,我们调用即可。

无操作系统时:裸机程序中,需编程者自己计算、使用和安排

2.位、字节、半字、字的概念和内存位宽

(1)什么是内存

硬件角度:内存是电脑的一个硬件比如内存条

 逻辑角度:内存可以随机访问并且可以读写。在编程中用来存放变量

(2)内存位宽

硬件角度:硬件内存的实现本身就是有宽度的,也就是说有些是8位、16位的,有些是32位的

逻辑角度:内存位宽是任意的,

(3)位和字节

内存单元的大小大单位,位(1)->字节(8)->半字(一般为16)->字(一般为32)

所有计算机中位都是1bit 字节为8bit

(4)字和半字

字和半字根据不同平台有所不同。编程时一般用不到这几个概念,但文档中会用到。

3.内存的编址和寻址、内存对齐

(1)内存编制方法

内存在逻辑上就是一个个的格子,这些格子可以用来储存数据,每个格子都有一个编号,这个编号就是内存地址。

程序运行时,计算机cpu只认识内存地址,并不关心这个地址所代表的空间在哪里,由硬件来保证按照这个地址一定能找到这个空间

(2)内存编址是以字节(8bit)为单位的

(3)内存和数据类型的关系

  c语言中数据类型有:char short int long float double

  int 整型(整数类型)如32机中int为32位      

  数据类型是用来定义变量的,而变量需要储存、运算在内存中。数据类型必须和内存相匹配才能获得最好的性能。

  在32位系统中变量最好用int,因为这样效率高。(其实应该是使用unsigned int效率会更高,少了符号判断的一个过程)

(4)内存对齐

  内存分配策略:

  第一种:0 1 2 3  对齐访问

  第二章:2 3 4 5 非对齐访问

  内存的对齐访问不是逻辑问题,是硬件问题。对齐访问很配合硬件效率很高,非对齐访问和硬件不搭配因此效率不高。有时为了节省空间会采用非对齐的方式。

(5)从内存编址看数组

  数组b[10],b即指的是b[0]字节的的首地址

4.C语言如何操作内存

(1)C语言中对内存地址的封装

  如 int a; a=5;编译器帮我们申请了1个int类型的内存格子,并将符号a和之和内存格子绑定。a的地址只有编译器知道,我们不需要知道。

  函数就是一段代码的封装。函数名的实质就是这一段代码的首地址。所以说函数名本质也是一个内存地址

(2)用指针来间接访问内存

  int a和int *p 本质上没有任何区别,int a是内存中某一个格子,而int *p也是内存中某一个格子,不过int *p这个格子内存的是内存地址。也就是说解析方式不同

(3)数组管理内存

  数组管理内存本质上和变量没有区别,只是符号的解析方式不同。

  数组的第一个元素a[0]成为首元素;每一个元素类型都是int,长度都为4,其中第一个字节的地址就是首地址;首元素a[0]的地址也就是首元素首地址。

  举例:

int a;
int *p;
int *q;
int b[4];
//以上都是申请内存地址用与储存变量

a=5;    //a所关联的地址的数值写为5
b=[1,2,3,4];//b所关联的4个字节的内存地址每个字节分别写为1 2 3 4

p=&a;//p所关联的内存地址写为a的内存地址
q=b;//q所关联的内存地址写为b的内存地址

printf("%d",*p)    //p指向a的地址,*p即为a的内存即输出 5
printf("%s",*q)    //q指向的为b的首地址,输出为[1,2,3,4]
printf("%d"**q);  //*q为b的首地址,**q即为*b即输出 1
    

...

 

标签:精通,语言,int,地址,内存,对齐,内存地址,字节
From: https://www.cnblogs.com/foorun/p/17623481.html

相关文章

  • 【C语言】指针(一)
    学指针不讲内存就是耍流氓!!!1.内存和地址1.1内存在计算机中为了方便管理内存,内存会被划分为字节为单位的内存空间,也就是说一个内存单元的大小是一个字节。为了方便找到这个内存单元,我们会给每个内存单元一个编号,就像生活中每个房间都有门牌号。有了内存单元的编号,就可以快速找到内存......
  • 内存中缓存cache和缓冲buff的概念
    total总物理内存used已经使用的物理内存free没有使用过的物理内存shared多进程共享内存buff/cache读写缓存内存,这部分内存是当空闲来用的,当free内存不足时,linux内核会将此内存释放buff缓冲 为了提高操作系统的写能力cache缓存  为了提高操作系统的读能力Linux操作系......
  • GPT之路(一) AI基础之自然语言处理NLP工作原理
    这篇随笔主要是介绍AI基础知识,自然语言处理NLP1.自然语言处理NLP工作原理自然语言处理(NaturalLanguageProcessing,NLP)是指计算机与人类自然语言进行交互的技术领域,它涉及到语音识别、文本分析、机器翻译、情感分析、自然语言生成等多个方面。NLP是人工智能的一个分支,它使计......
  • 《CUDA编程:基础与实践》读书笔记(5):统一内存编程
    统一内存(unifiedmemory)是一种逻辑上的概念,它既不是显存、也不是主机内存,而是CPU和GPU都可以访问并能保证一致性的虚拟存储器。使用统一内存对硬件有较高的要求:对于所有功能,GPU架构都必须不低于Kepler架构,主机应用程序必须为64位。对于一些较新的功能,至少需要Pascal架构的GPU......
  • 编程语言只是工具,不是目的
    编程语言只是工具,不是目的如果想做传统后端,学Java;如果想做游戏,用Unity学C#,用Unreal学C++;如果想做前端,学Javascript和Typescript;如果想做PaaS、SaaS,学Golang;如果想做IaaS,学C++、C;如果想去技术型创业公司,学Rust;如果想做区块链,学Golang;如果想做嵌入式开发,学C;如果想......
  • Linux下C语言调用libcurl库下载文件到本地
    一、项目介绍当前文章介绍如何使用C语言调用libcurl库在Linux(Ubuntu)操作系统下实现网络文件下载功能。libcurl是一个开源的跨平台网络传输库,用于在C和C++等编程语言中实现各种网络通信协议的客户端功能。它支持多种协议,包括HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、POP3等,可以方便地进行数据的上传......
  • 11 外观模式 -- go语言设计模式
    外观模式又称为门面模式,它是一种结构型模式。引入外观模式后调用方与多个子系统的通信必须通过一个统一的外观对象进行,外观模式为子系统中的功能接口提供一个一致的界面,此模式定义了一个高层接口,这个接口使得这些子系统更加容易使用。外观模式的实现代码packagemainimport"......
  • Ubuntu 命令修改系统语言
    在安装Ubuntu-server版本时遇见没有中文的选择,但是我们又需要中文环境。那么只能先通过英文将系统安装好后,通过以下命令行设置为中文了。sudodpkg-reconfigurelocales⚠️注意:回车运行之后的界面可能有所不同,所我也就不截图了。大家直接选择zh_CN.UTF-8即可,选择确认回车,然后系统重......
  • C语言小白,下面是一些笔记,大神勿入!
    ~ --按位取反,在二进制中,原来的1变为0,0变为1,得到补码原码:直接按照正负写出的二进制序列反码:原码的符号位不变,其他位按位取反得到补码:反码加一得到inta=0;intb=~a;//b是有符号的整形,其二进位最左边一个数为0为正数,为1是负数printf("%d\n",b);//打印的是这个数的原码inta=10;int......
  • R语言空气污染数据的地理空间可视化和分析:颗粒物2.5(PM2.5)和空气质量指数(AQI)|附代码数
    最近我们被客户要求撰写关于空气污染数据的研究报告,包括一些图形和统计输出。由于空气污染对公众健康的不利影响,人们一直非常关注。世界各国的环境部门都通过各种方法(例如地面观测网络)来监测和评估空气污染问题介绍全球的地面站及时测量了许多空气污染物,例如臭氧、一氧化碳、颗粒......