對於CPU而言，如果它要發數據到某個設備，其實是發到對應的接口，接口電路里有多個暫存器（也稱為連線埠），訪問設備實際上是訪問相關的連線埠，所有的信息會由接口轉給它的設備。那么CPU會準備數據傳送到數據匯流排，但是諸多接口，該發給誰呢？這時就須要為各接口分配一個地址，然後把地址放在地址匯流排上，需要的控制信息放到控制匯流排上，就可以和設備通信了。 對於一個系統而言，通常會有多個外設，每個外設的接口電路中，又會有多個連線埠，每個連線埠都需要一個地址，為他們標識一個具體的地址值，是系統必須解決的事，與此同時，你還有個記憶體條，可能是512M或1G或更大的金士頓、現代DDR2之類，他們的每一個地址也都需要分配一個標識值，另外，很多外設有自己的記憶體、緩衝區，就像你的記憶體條一樣，你同樣需要為它們分配記憶體……你的CPU可能需要和這些打交道，這個時候為每一部分編一個地址，使用起來就會方便很多。
基本介紹
- 中文名：字母編址
- 外文名：alphabet addressing
- 性質：計算機軟體術語
- 兩種形式：獨立編址和統一編址y套用
- 套用：計算機中傳輸數據過程p靜態
- 平台：計算機
地址概述,物理地址,匯流排地址,虛擬地址,編址方式,獨立編址(專用的I/O連線埠編址),統一編址(存儲器映像編址),套用,
地址概述
物理地址
物理地址就是CPU地址匯流排傳來的地址，由硬體電路控制其具體含義。物理地址中很大一部分是留給記憶體條中的記憶體的，但也常被映射到其他存儲器上（如顯存、BIOS等）。在程式指令中的虛擬地址經過段映射和頁面映射後，就生成了物理地址，這個物理地址被放到CPU的地址線上。
物理地址空間，一部分給物理RAM（記憶體）用，一部分給匯流排用，這是由硬體設計來決定的，因此在32 bits地址線的x86處理器中，物理地址空間是2的32次方，即4GB，但物理RAM一般不能上到4GB，因為還有一部分要給匯流排用（匯流排上還掛著別的許多設備）。在PC機中，一般是把低端物理地址給RAM用，高端物理地址給匯流排用。
物理地址空間，一部分給物理RAM（記憶體）用，一部分給匯流排用，這是由硬體設計來決定的，因此在32 bits地址線的x86處理器中，物理地址空間是2的32次方，即4GB，但物理RAM一般不能上到4GB，因為還有一部分要給匯流排用（匯流排上還掛著別的許多設備）。在PC機中，一般是把低端物理地址給RAM用，高端物理地址給匯流排用。
匯流排地址
匯流排地址就是匯流排的地址線在地址周期上產生的信號。外設使用的是匯流排地址，CPU使用的是物理地址。
物理地址與匯流排地址之間的關係由系統的設計決定的。在x86平台上，物理地址就是匯流排地址，這是因為它們共享相同的地址空間——這句話有點難理解，詳見下面的“獨立編址”。在其他平台上，可能需要轉換/映射。比如：CPU需要訪問物理地址是0xfa000的單元，那么在x86平台上，會產生一個PCI匯流排上對0xfa000地址的訪問。因為物理地址和匯流排地址相同，所以憑眼睛看是不能確定這個地址是用在哪兒的，它或者在記憶體中，或者是某個卡上的存儲單元，甚至可能這個地址上沒有對應的存儲器。
物理地址與匯流排地址之間的關係由系統的設計決定的。在x86平台上，物理地址就是匯流排地址，這是因為它們共享相同的地址空間——這句話有點難理解，詳見下面的“獨立編址”。在其他平台上，可能需要轉換/映射。比如：CPU需要訪問物理地址是0xfa000的單元，那么在x86平台上，會產生一個PCI匯流排上對0xfa000地址的訪問。因為物理地址和匯流排地址相同，所以憑眼睛看是不能確定這個地址是用在哪兒的，它或者在記憶體中，或者是某個卡上的存儲單元，甚至可能這個地址上沒有對應的存儲器。
虛擬地址
現代作業系統普遍採用虛擬記憶體管理（Virtual Memory Management）機制，這需要MMU（Memory Management Unit）的支持。MMU通常是CPU的一部分，如果處理器沒有MMU，或者有MMU但沒有啟用，CPU執行單元發出的記憶體地址將直接傳到晶片引腳上，被記憶體晶片（物理記憶體）接收，這稱為物理地址（Physical Address），如果處理器啟用了MMU，CPU執行單元發出的記憶體地址將被MMU截獲，從CPU到MMU的地址稱為虛擬地址（Virtual Address），而MMU將這個地址翻譯成另一個地址發到CPU晶片的外部地址引腳上，也就是將虛擬地址映射成物理地址。
Linux中，進程的4GB（虛擬）記憶體分為用戶空間、核心空間。用戶空間分布為0~3GB（即PAGE_OFFSET，在0X86中它等於 0xC0000000），剩下的1G為核心空間。程式設計師只能使用虛擬地址。系統中每個進程有各自的私有用戶空間（0～3G），這個空間對系統中的其他進程是不可見的。
CPU發出取指令請求時的地址是當前上下文的虛擬地址，MMU再從頁表中找到這個虛擬地址的物理地址，完成取指。同樣讀取數據的也是虛擬地址，比如mov ax, var. 編譯時var就是一個虛擬地址，也是通過MMU從也表中來找到物理地址，再產生匯流排時序，完成取數據的任務。
Linux中，進程的4GB（虛擬）記憶體分為用戶空間、核心空間。用戶空間分布為0~3GB（即PAGE_OFFSET，在0X86中它等於 0xC0000000），剩下的1G為核心空間。程式設計師只能使用虛擬地址。系統中每個進程有各自的私有用戶空間（0～3G），這個空間對系統中的其他進程是不可見的。
CPU發出取指令請求時的地址是當前上下文的虛擬地址，MMU再從頁表中找到這個虛擬地址的物理地址，完成取指。同樣讀取數據的也是虛擬地址，比如mov ax, var. 編譯時var就是一個虛擬地址，也是通過MMU從也表中來找到物理地址，再產生匯流排時序，完成取數據的任務。
編址方式
外設都是通過讀寫設備上的暫存器來進行的，外設暫存器也稱為“I/O連線埠”，而I/O連線埠有兩種編址方式：獨立編址和統一編制。
獨立編址(專用的I/O連線埠編址)
定義：
I/O連線埠編址和存儲器的編址相互獨立，在兩個獨立的地址空間中，即I/O連線埠地址空間和存儲器地址空間分開設定，互不影響。採用這種編址方式，對I/O連線埠的操作使用輸入/輸出指令(I/O指令)。
優點：
[1]I/O連線埠的地址碼較短，解碼電路簡單，I/O連線埠的地址空間一般較小，所用地址線也就較少;
[2]存儲器同I/O連線埠的操作指令不同，程式比較清晰；
[3]存儲器和I/O連線埠的控制結構相互獨立，可以分別設計；
[4]不占用記憶體空間。
缺點：
需要有專用的I/O指令，程式設計的靈活性較差,訪問連線埠的方法不如訪問存儲器的方法多。
統一編址(存儲器映像編址)
定義：
在這種編址方式中，I/O連線埠和記憶體單元統一編址，即把I/O連線埠當作記憶體單元對待，從整個記憶體空間中劃出一個子空間給I/O連線埠，每一個I/O連線埠分配一個地址碼，用訪問存儲器的指令對I/O連線埠進行操作，也就是說存儲器和I/O連線埠共用統一的地址空間，當一個地址空間分配給I/O連線埠以後，存儲器就不能再占有這一部分的地址空間。
優點：
[1]不需要專用的I/O指令，任何對存儲器數據進行操作的指令都可用於I/O連線埠的數據操作，程式設計比較靈活對I/O連線埠的數據處理能力強；
[2]由於I/O連線埠的地址空間是記憶體空間的一部分，這樣，I/O連線埠的地址空間可大可小，從而使外設的數量幾乎不受限制；
[3]cpu無需產生區別訪問記憶體操作和I/O操作的控制信號，從而可減少引腳。
缺點：
[1]I/O連線埠占用了記憶體空間的一部分，影響了系統的記憶體容量；
[2]訪問I/O連線埠也要同訪問記憶體一樣，由於記憶體地址較長，導致執行時間增加；
[3]程式中I/O操作不清晰，難以區分程式中的I/O操作和存儲器操作；
[4]I/O連線埠地址解碼電路較複雜(因為記憶體的地址位數較多)。
套用
對於某一既定的系統，它要么是獨立編址、要么是統一編址，具體採用哪一種則取決於CPU的體系結構。比如，PowerPC、m68k等採用統一編址，而X86等則採用獨立編址，存在I/O空間的概念。目前，大多數嵌入式微控制器如ARM、PowerPC等並不提供I/O空間，僅有記憶體空間，可直接用地址、指針訪問。但對於Linux核心而言，它可能用於不同的CPU，所以它必須都要考慮這兩種方式，於是它採用一種新的方法，將基於I/O映射方式的或記憶體映射方式的I/O連線埠通稱為“I/O區域”（I/O region），不論你採用哪種方式，都要先申請IO區域：request_resource()，結束時釋放它：release_resource()。
