第一个问题：什么是内存？

答：硬件上：电脑的一个配件（通常称之为内存条），根据不同的实现原理又分为SRAM，DRAM（SDRAM、DDR1、DDR2….LPDDR）。

　　逻辑上：它可以随机访问和读写，在编程中它天然是用来存放变量的。

　　SRAM（静态内存）：静态随机存取存储器。谨记：SRAM不需初始化，上电即可使用。贵

　　DRAM（动态内存）：动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。谨记：DRAM上电不能直接使用，需要先初始化。便宜。

　　共同点：断电后都会丢失数据。

　　　　       什么是外存？

答：外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘、flash等。在s5pv210中：采用小容量的外存Norflash(iRom)+小容量静态内存SRAM（iRAM）+大容量内存DRAM+大容量外存Nandflash（iNand）

第二个问题：为什么需要内存？

　　　　答：计算机程序=代码+数据。   代码：函数　　　　数据：变量（普通变量+全局变量）　　数据经过代码运行后产生一个结果。   

　　　　　　代码和数据不可能凭空出现供你使用，那就涉及到一个问题：代码放在哪儿？数据又放在哪儿？

　　　　　　先看两种结构：  冯诺依曼结构：代码和数据放在一起。　　哈佛结构：代码和数据分开存放。

　　　　　　举例：（1）s5pv210运行在linux系统上，运行应用程序时，所有数据和代码都放在DRAM中，这就叫做冯诺依曼结构。

　　　　　　　　　（2）单片机中，我们把程序代码烧写到Flash（NorFlash）中，然后程序在Flash中原地运行，程序中所涉及到的

　　　　　　　　　　　　数据（全局变量、局部变量）放在　RAM（SRAM）中，这就是哈佛结构。

　　　　　　无论是上述哪种结构运行程序都必须用到内存存放数据，因此内存对于程序来说是必须的。

第三个问题：如何管理内存？

答：1、从操作系统角度：

　　（1）有操作系统时：操作系统将内存划分为一个个4KB的页面，再在页面的基础上进一步划分为以字节为单位。操作系统给我们提供了内存管理的一些接口，我们只需要用API即可管理内存。譬如C语言中我们使用malloc free这些接口来管理内存。

　　（2）无操作系统时：程序需要直接操作内存，编程者需要自己计算内存的使用和安排。如果编程者不小心把内存用错了，错误结果自己承担。

　　2、从语言角度：

　　（1）譬如汇编：没有任何内存管理，内存管理全靠程序员自己，汇编中操作内存时直接使用内存地址（譬如0xd0020010）；

　  （2）C语言：编译器帮我们管理内存地址，我们可通过编译器提供的变量名等来访问内存，操作系统下如果需要大块内存，可以通过API（malloc free）来访问系统内存。裸机程序中需要大块的内存需要自己来定义数组等来解决。

　　（3）譬如C++语言：C++中，我们可以用new来创建对象（为对象分配内存），然后使用完了用delete来删除对象（释放内存）。所以C++语言对内存的管理比C要高级一些，容易一些。但是C++中内存的管理还是靠程序员自己来做。如果程序员new了一个对象，但是用完了忘记delete就会造成这个对象占用的内存不能释放，这就是内存泄漏。

　　（4）Java/C#等语言：这些语言不直接操作内存，而是通过虚拟机来操作内存。这样虚拟机作为我们程序员的代理，来帮我们处理内存的释放工作。虚拟机会帮我释放掉那些忘记释放的内存。但是虚拟机回收内存是需要付出一定代价的，所以说语言没有好坏，只有适应不适应。当我们程序对性能非常在乎的时候（譬如操作系统内核）就会用C/C++语言；当我们对开发程序的速度非常在乎的时候，就会用Java/C#等语言。

零散知识

内存位宽：内存位宽是在一个时钟周期内所能传送数据的位数。譬如32位的s5pv210为32位CPU，它的内存位宽为32位。

内存的编址方法：内存在逻辑上就是一个个格子，每一个格子的编号即内存地址，该内存地址和格子永久绑定。每个格子占1个字节，故相邻内存地址编号相差1；

内存匹配：由于32位系统本身配合的内存也是32位的，因此定义一个int效率最高。所以很多32位环境下即使定义1bit的bool类型变量也是用int来实现的，即定

　　　　　　义一个bool b1;时，编译器实际帮我们分配了32位的内存来存储这个bool变量b1。

内存对齐：我们在C中int a;定义一个int类型变量，在内存中就必须分配4个字节来存储这个a。有这么2种不同内存分配思路和策略：
　　　　　　第一种：0 1 2 3 对齐访问
　　　　　　第二种：1 2 3 4 或者 2 3 4 5 或者 3 4 5 6 非对齐访问

　　　　　　对其访问效率要比非对齐访问效率高很多

C语言中，int整形的整字体现在：位数==CPU的数据位宽。譬如32位CPU则int型就是32位的。  

指针与变量在内存中的实际表现

#include<stdio.h>

int main(void)
{
　　int a = 1;　 　//这行代码实际执行时，编译器自动帮我们分配一个4字节的内存,并把首地址和变量名a绑定,以int类型的方式将数字1存在这四个字节的内存中
　　int *P;　　　　//　申请一个int *类型的变量p，随机分配四个字节内存，并把首地址和变量P的绑定。变量p为指针变量，他里面存的必须是一个地址。
　　p = &a;　　　　// 将变量a的地址放在变量p对应的4字节的内存空间中。注意&a是int *类型的。
　　*p = 4;      //指针变量p所指向的那个值改为4，这样就实现了间接访问变量a
　　printf("a=%d.\n", a);  //将变量a的值打印出来。
　　return 0;
}

内存管理之数组、结构体

　　当我们需要在程序中同时定义许多个类型相同、意义相关的数据的时候，定义数组就会很方便。

　　例如：int a[10];　　//同时定义了10个int型变量，a[0]、a[1]、……a[9]不仅定义起来方便，而且在会内存中连续排布，操作也简单。

但是数组本身也有自身的局限性：

　　第一，数组内的变量的数据类型必须完全一致。　

　　第二，数组的大小必须定义时给出，且定义后就不可变。

为了解决数组的第一个缺陷，我们引出结构体的概念：

struct student　　

　　　{
　　　　　　char name;
　　　　　　int num;
　　　　　　int ages;
　　　};
　　struct student s1;

上述的例子中，在结构体变量student中，有char型、int型两种不同类型的变量。

局部变量：在子程序中定义的变量称为局部变量，局部变量的作用域为定义该变量的子程序。

全局变量：在程序的一开始定义的变量称为全局变量。作用域为整个程序。

虽然，全局变量常常比局部变量的调用效率更高（局部变量往往需要传参）。但是为了增加程序的易读性，应尽量少定义全局变量，更多的使用局部变量。为了方便的管理局部变量，我们可以用栈的方式来管理。

内存管理之栈

　　　栈管理内存的特点：先进先出（FILO），栈的优点：栈管理内存，好处是方便，分配和最后回收都不用程序员操心，C语言自动完成。又由于栈是反复被使用的，所以如果定义局部变量时，没有显式初始化，值是脏的。

　　栈的大小是有约束的，定义局部变量是一定要注意栈溢出的问题。譬如：不能定义局部变量时 int a[10000]; 使用递归来解决问题时一定要注意递归收敛

 内存管理之堆

　　有时候我们需要申请一大块内存，需要反复使用及释放则可以使用堆内存。特点：容量不限，申请（malloc）和释放（free）需要手工进行。

　　void *malloc(size_t size);

　　void *calloc(size_t nmemb, size_t size); // nmemb个单元，每个单元size字节
　　void *realloc(void *ptr, size_t size); // 改变原来申请的空间的大小的

　　譬如要申请10个int元素的内存：
　　malloc(40); malloc(10*sizeof(int));
　　calloc(10, 4); calloc(10, sizeof(int));

复杂数据结构

　　链表、哈希表、二叉树、图等

 总结：

　　因为程序中的数据需要存在内存中，所以需要内存。在有操作系统和无操作系统是内存管理是不一样的。不同的语言之间内存管理方式也显著不同。在C语言中，常见的内存管理有数组、结构体、栈、堆、链表、哈希表、二叉树、图等等。对于一些零零散散的概念需要用心记住。

（注：本文所在的C语言这个文件夹中各个部分内容都参考了朱有鹏老师的C语言高级专题精讲）