Muistiosoitteet

Muistiosoitteet ovat muistipaikkojen yksilöllisiä koordinaatteja, joita tietokone käyttää hakeakseen dataa ja ohjelmakäskyjä. Ne voivat viitata fyysisiin muistipaikkoihin RAM-muistissa tai virtuaalisiin osoitteisiin, joita käyttöjärjestelmä ja laitteisto muuntavat fyysisiksi osoitteiksi.

Fyysiset muistiosoitteet ovat suoria muistipaikkojen osoitteita, joita muistiväylät käyttävät. Virtuaaliset muistiosoitteet ovat puolestaan prosessikohtaisia osoitteita, joita ohjelma näkee. Osoiteavaruuden koko määräytyy sekä käyttöjärjestelmän että laitteiston mukaan, ja se määrittää, kuinka suurta muistia yksittäinen prosessi voi osoittaa. Esimerkiksi 32-bittisellä järjestelmällä osoiteavaruus on enintään noin 4 gigatavua, kun taas 64-bittiset järjestelmät voivat osoittaa paljon suurempia tiloja.

Osoitteiden käyttötapaa hallitaan prosessorin osoitekäyttötilojen ja ohjauksen kautta. CPU voi käyttää muistia suoraan (suora osoite), epäsuorasti viitaten muistipaikkaan (indirekti), tai suhteellisesti lasketulla osoitteella sekä näiden yhdistelmillä. Ohjelmointikielissä muistiosoitteet näkyvät usein osoittimina tai viitteinä, joiden kautta rakenteet, taulukot ja dynaaminen muisti haetaan.

Muistin hallinta ja suojaus perustuvat virtuaaliseen muistiin. MMU (muistin hallintayksikkö) muuntaa virtuaaliset osoitteet fyysisiksi osoitteiksi käyttämällä sivutusta ja sivutauluja, sekä joskus segementointia. Välikirjoitukset, kuten TLB, nopeuttavat osoitteiden muunnosta. Sivutuksen avulla prosessit ovat erillään toisistaan ja ydinmodi eriytetään, mikä parantaa turvallisuutta ja vakauden.

Muistiosoitteiden ymmärtäminen on keskeistä ohjelmoinnissa ja käyttöjärjestelmäarkkitehtuurissa, koska ne vaikuttavat suorituskykyyn, muistinhallintaan ja ohjelmien muistivuotojen sekä virheiden välttämiseen.