关于内存的基本知识

1、内存电路结构

首先，从电路结构上看来，内存分为DRAM和SRAM，DRAM由线阵列MOS管和电容组成，其组合方式如下图：

当需要存储信息时，给G极高电平，MOS管导通，若S极是高电平，电容充电，此时便存储1；若S极是低电平，电容放电，此时便存储0；

当需要读取信息时，给G极高电平，三极管导通，在D极处集成放大器电路就能判断电容存储电荷状态，进而翻译为0/1数据。

在电路分析这门课中我们知道，在该电路中电容漏电流恒大于零，所以为了保持信息不会丢失，电路需要不停刷新给电容充电，加之电容充电时间共同造成了DRAM反应速度滞后。

SRAM正好可以弥补DRAM缺点，同样的先从其电路结构入手。

从上图注意到，一个SRAM单元由一个RS触发器，一对与门连接触发器R端和S端。

RS触发器当R=0，S=1，则Q=1；当R=1，S=0，则Q=0。

RS触发器后面紧接两个与门，且其中一个管脚相连并引出，此为保持位线；其他两个管脚一个连接非门接输入，另一个直接接输入，它们的输出分别连接到RS触发器R口和S口，此时输入称为数据线。

此时若储存数据则保持位置1，数据线置1/0，此时Q=1/0,写入结束后将保持位置0；数据便被锁存到电路中。

由于SRAM没有DRAM的电容结构，数据写入擦除都能瞬间完成；同时也可以看到SRAM的电路元件比DRAM多，成本也必然比DRAM高，这就是SRAM并没有以内存条商品形式流通市场的原因;SRAM主要应用于CPU L1与L2缓存中。得益于DRAM/SRAM简单的电路结构，使得内存条十分耐用，它的寿命只取决于内存条的MCU，一些对自己MCU自信的厂商甚至于终身保修内存条。

2、内存的作用及使用

在学习微机原理时我们知道，CPU每执行一个操作都需要数据和指令的加入，数据指令在电脑中以二进制形式存在并存储在内存中，当CPU处理时就会发送请求指令给内存MCU，MCU将内存芯片中数据读取出来通过总线发送到CPU，如下图。

为访问内存，CPU需要向MCU提供一个内存地址，还要说明是读还是写操作，根据CPU需求还要满足数据字长要求(字节Bit，字word，双字dword，四字qword)，MCU将根据CPU对数据要求进行操作。

3、栈与堆

** 栈**(stack)就是程序在内存中开辟出来的一片，供程序自己使用的连续内存空间，其特点是连续，固定且私有。

可以将栈比喻为弹匣，数据比喻为子弹，数据入栈如同往弹匣压子弹，于是用PUSH形容压栈动作；出栈如同发生子弹，用POP形容出栈动作。

枪战游戏中我们需要知道弹匣里面还有多少子弹，工程师也需要了解栈的使用情况，所以，在栈中有两个指针，一个叫栈指针用ESP表示；另一个叫栈底用EBP指针表示。

如果栈指针值等于栈底值，栈为空；栈指针值大于栈底值栈中有数据。

数据多少可以通过:(ESP-EBP)/字长获知，字长取值通常有4位、8位、16位和32位，64位。

栈数据遵从先进后出原则，如压子弹一样，弹匣满的情况下第一发子弹肯定是最后装进去的。

栈有大小，当栈指针值等于栈顶值时栈满，若继续往栈中填充数据便会产生溢出(Overflow),栈溢出会产生意料之外的错误，在后续的编写操作系统能有更加深刻的体会，而现在脑中保留着栈不能溢出即可。

堆如同其名，就是存放数据的形式，形象的比喻就是空地上的沙堆，沙堆所有人都可以上去踩两脚，甚至拿一捧回去也没有关系。

同样的，堆是公用的数据存放空间，任何程序都可以存取数据，堆大小根据使用要求动态变化，使用完成后一般由系统回收。

堆栈两种数据结构在汇编学习过程中相当重要，作为开发者要时刻牢记堆栈的使用情况，并在合适时对堆栈回收，合理的利用堆栈有利于程序的简洁与高效。

在以后汇编学习中我们必然会直接面对内存获得最大自由度，以往使用的JAVA，Python由于对函数进行了多次封装，虽然说提高了代码的易读性，但同时不可否认牺牲程序的运行的效率。

学习汇编语言必须要牢记，尽可能使用合适的算法完成需求，既最小必要原理。日后写操作系统时我们也会发现，在执行的高效性和可读性中选择时，必然是高效性更加重要。