程序的内存分布+ROM和RAM

袁先森lemon 2020-07-01

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PS:前面部分是软件萌新的个人理解，如果有什么错误的理解部分，希望各位大牛给我指出。

SECTION 1：内存分布

一个程序包含两个部分：

1.只读区(代码区)，代码区里有代码和只读数据。（代码区就是程序编译后生成的二进制文件，存在你的硬盘里）

2.读写区(变量区)，变量区有全局变量，堆，栈。

栈：是由进程分配的临时变量的区域。

堆：是自己开辟出来的空间，C语言里有calloc ,malloc函数来开辟空间，由free释放。java由new开辟，有自动回收机制。

再细讲：

http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/6786811

在现代的操作系统中，当我们说到内存，往往需要分两部分来讲：物理内存和虚拟内存。从硬件上讲，虚拟空间是CPU内部的寻址空间，位于MMU之前，物理空间是总线上的寻址空间，是经过MMU转换之后的空间。

一般我们所说的程序在内存中的分布指的就是程序在虚拟内存中的存储方式。

从低地址到高地址，可分为下面几段：
预留内存地址（操作系统维护的内存地址，不可访问）
程序代码区（只读，存代码和一些其他的东西）；
data段（存初始化的全局变量和static变量，另外还有文字常量区，常量字符串就是放在这里，程序结束后有系统释放）；
bss段（存未初始化的全局变量和static变量）；
堆（由低地址向高地址增长，一般new和malloc分配，由程序员分配释放）；
共享库文件（调用的库文件，位于堆和栈之间）；
栈（由高地址向低地址增长，和堆的增长方式相对，对不同的OS来说，栈的初始大小有规定，可以修改，目前默认一般为2M，由编译器自动分配释放）；
再上面存的都是操作系统和内核调用的一些内存地址。

SECTION 2：ROM和RAM

ROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是Read Only Memory的缩写，RAM是Random Access Memory的缩写。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据.

RAM有两大类，一种称为静态RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。另一种称为动态RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的.

DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等

内存工作原理：内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的"动态"，指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。

具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，藉此来保持数据的连续性。

ROM也有很多种，PROM是可编程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可编程ROM）两者区别是，PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品，现在已经不可能使用了，而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。另外一种EEPROM是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。

FLASH存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。（个人认为flash和ROM的性质差不多）