SE初心者の質問（メモリ編）

質問

アドレス空間とメモリとは同義なのでしょうか？

アドレス空間の説明として、住所（番地）を
よく引き合いにだされると思います。

データの場所をアドレスが指定していると
いったイメージはわかるのですが、
そもそもデータとは、どこにあるのですか？

データがアドレス空間に展開されていて
そのアドレスをさしているのですか？
それとも、データがメモリ上に展開されていて
そのアドレスをさしているのですか？

アドレス空間＝メモリなのでしょうか？
アドレス空間が２ＧＢとは、メモリが２ＧＢといっている？

「1234」といった4byteのデータが、メモリに展開されて
そのアドレス（場所）が、アドレス空間に展開される。
（つまり、アドレス空間は目次？）なのでしょうか？

すみません素人質問で。お願いします。

回答No.9

jacta · ベストアンサー

質問者さんが扱っている汎用機に限れば、そしてOSの開発を行ってるのでなければ、アドレス空間 ＝ 仮想アドレス空間と考えても差し支えないでしょう。

> I/Oとかまで考慮に入れるとイメージが難しいのですが
> なにかわかりやすくイメージする方法はないでしょうか？
> (ICのピンの話？)

CPUの本来のアドレス空間は「物理アドレス空間」です。これはどんなにチープなCPUにも存在します。ICの内部にメモリやI/Oを持っている場合もありますが、基本的にはアドレスバスがそのまま物理アドレス空間の番地を表していると考えて構いません。
アドレスバスというのは、例えば典型的な32ビットのCPUであればA0～A31のアドレスピンの束だと考えてください。このピンで32ビットの番地を表現するのです。

CPUによってはMMU（Memory Management Unit）を備えています。あるいは外付けされています。MMUは、物理アドレス空間を再配置したり、特権モード以外では特定の領域へのアクセスを制限したりします。これが「仮想アドレス空間」です。

再配置するのは、例えば実メモリが512Mバイトしかないのに2Gバイトのメモリを使いたい場合に使用します。
実際にアクセスしている部分に実メモリを再配置し、実メモリが再配置されていないところをアクセスしようとすると、それまで実メモリに格納されていた内容をハードディスク等に退避し、アクセスしようとした場所に空いた実メモリを再配置するわけです。このとき、以前にその領域のデータを退避していたのであれば、その内容を実メモリに戻します。
なお、これはOSがそのような使い方をしているだけであって、CPUの機能そのものではありません。

特権モード以外でのアクセスを制限するのは、例えば一般的なアプリケーションからハードウェアを直接制御したり、OSを破壊したり、並行に稼動している他のアプリケーションを破壊しないようにするためです。
その意味では、仮想アドレス空間を主に使用する環境で、かつ一般的なアプリケーションしか開発しないのであれば（デバイスドライバなどを作らなければ）、アドレス空間 ＝ メモリ領域と考えても、実質的には問題ありません。

ご理解いただくためにかなり詳しく解説しました。分からない用語はなるべく検索した上で再質問してください。

お礼

ありがとうございます。

かなり理解できました。特権モードなどは、あまり意識しないでも
問題なさそうなので今回はこれ以上掘り下げないです。

IT用語は同一のような言葉で、どちらも普通に使われる言葉が
多くて悩むことがあります。また今回のように、若干ながらも
見方によって違うものもあるので余計に混乱します。

実は、初心者質問「メモリ編２」の質問も予定しているので、
そちらをもし見かけたら、また回答願います。

ありがとうございました。