在计算机中，内存地址是特定内存位置的引用，软件与硬件在各个级别上使用的内存位置。

内存地址是固定长度的数字序列，在传统上作为正整数显示与操纵。

这种数字语义本身基于处理器的功能（例如指令指针和增量地址寄存器），以及基于像各种编程语言所认可的数组之类的存储器的使用。

内存地址的类型：物理地址 vs 逻辑地址

物理地址

物理内存由许多内存位置组成，每个内存位置都有对应的 物理地址（它是代码）。处理器使用该代码访问对应的内存位置。

通常只有 系统软件（BIOS、OS）或 特定程序（Memory Tester）才会使用 机器码操作数 或 处理器寄存器 来寻址内存，以指示 处理器 指挥 硬件设备（内存控制器）来使用 内存总线或系统总线，或者分开的控制总线、地址总线、数据总线，以执行程序代码。

内存控制器的总线由许多并行线组成，每个用二进制数字（位）表示。总线的宽度、可寻址存储单元的数量、每个单元中的位数，在计算机之间会有所不同。

逻辑地址

计算机程序使用内存地址执行机器代码，并存储和检索数据。在早期计算机中，逻辑地址与物理地址是对应的。

自从虚拟内存引入以来，应用程序不再知道物理地址，而是寻址逻辑地址或虚拟地址，使用计算机的内存管理单元（MMU）和操作系统内存映射。

地址解析的单位

从内存中读取数据时，并非以 位 为单位。

最现代的计算机是 字节寻址（byte-addressable），每个地址都标识单个字节（8 bit）。大于单个字节的数据则按 连续地址 的顺序存储。

当然也有计算机是 字寻址（word-addressable），最小的寻址单元是恰好是处理器的字长（即寄存器位数）。比如 TMS9900、IMP-16 使用 16-bit 的字；比如 PDP-10 使用 18-bit 的字寻址（而非字节寻址），地址空间达到 2¹⁸ 个 36-bit 字，大约 1M 左右存储。

内存寻址的效率 取决于 用于寻址的总线的位大小 —— 使用的位越多，计算机可用的内存地址越多。例如 具有 20-bit 地址总线的 8-bit 字节寻址的计算机，可以寻址 2²⁰ 内存位置（约有 1M 左右），而 32-bit 总线可寻址 2³² 位置（具有 4GB 地址）

某些较旧的计算机（十进制计算机）是可十进制数字寻址的。例如在 IBM 1620 的磁芯存储器中，每个地址都标识了一个六位二进制编码的十进制数字，由奇偶校验位、标志位、四个数字位组成。IBM 1620 使用 5 位十进制地址，因此在理论上最高的地址为 99999。而实际上，处理器支持 20000 个存储单元，最多可以添加两个可选的外部存储单元，每个单元支持 20000 个地址，总计60000（00000-59999）。

字大小 vs 地址大小

字长是计算机体系结构的特征，它表示处理器单次可处理的位数。包括嵌入式系统在内的现代处理器使用 8、16、24、32、64 位的字长；最新的通用计算机则使用 32、64 位字长。在历史上还还出现过其他字长，比如 8、9、10、12、18、24、36、39、40、48、60 位。

常常，当我们说现代计算机的字长时，也是在说计算机的地址空间。比如，当说 32-bit 计算机时，也是在说 32-bit 内存地址；字节寻址的 32-bit 计算机可以寻址 2³² 字节内存。这样可以高效存储内存地址。

字节寻址的 32-bit 计算机可以寻址 2³² 字节内存 —— 字节寻址，以字节为单位，每个内存地址对应单个字节；32-bit，处理器单次可处理的数据长度；同时，32-bit 还指内存地址空间。

但是计算机的内存地址可以大于或小于字大小（为了使用更多内存，通常大于）。例如：MOS Technology 6502 是 8-bit 处理器，但是支持 16-bit 内存地址，否则最多 2⁸ 字节；Intel 8088 与 Intel 8086 通过段（segmentation）支持 20-bit 寻址，允许访问 1MiB 而不是 64KiB 内存；自从 Pentium Pro 开始，所有 Intel Pentium 处理器包含 PAE 以支持映射 36-bit 物理地址到 32-bit 虚拟地址。许多早期的处理器每个字拥有两个地址，例如 36-bit 处理器。

在理论上，现代字节寻址的 64-bit 计算机可以寻址 2⁶⁴ 字节，但是在实践中内存总量受限于处理器、内存控制器、印刷电路板的设计（比如物理内存连接器的数量、焊接内存的数量等等）

每个内存地址的内容

在存储程序计算机中，每个内存位置都包含某种二进制数或十进制数。在解释时，作为某些数据类型的数据或者单条指令，使用方式取决于检索和操作它的指令。

某些早期的程序员将指令与数据结合以节省内存，因为内存昂贵。

在应用程序编程中的地址空间

在现代多任务环境中，应用进程（在自己地址空间中）具有以下类型的内存块：

地址空间的某些部分可能还没有映射。

寻址方案

在计算机程序中，可以访问明确给出的地址：在低级编程中被称为绝对地址，有是也称为具体地址；在高级语言中被称为指针。

但是程序也可以使用相对地址（相对与某个地址来指定地址），还有更多间接寻址模式。

将逻辑地址映射的物理与虚拟内存还增加多个间接层。

内存模型

许多程序员喜欢寻址内存，这样代码空间与数据空间将无区别，物理内存与虚拟内存也是如此。换句话说，在数字上相同的指针指向完全​​相同的内存字节。

但是早期的计算机不支持如此扁平的内存模型：特别是，哈佛架构机器迫使程序存储与数据存储完全分开；许多现代数字信号处理器具有三个分离的存储区域（程序存储、协助存储、数据存储），某些常用指令会同时从这三个区域获取 —— 较少的存储区域会使这些指令执行缓慢。

在 x86 中的内存模型

早期的 x86 计算机使用基于两个数字组合的分段内存模型地址：内存段 + 偏移量。

某些段被隐式地视为代码段，专用于指令、栈段、普通数据段。尽管用法不同，但是这些段没有不同的内存保护反映出这点。

在扁平内存模型中，所有段通常被设为零，并且只有偏移可用。

参考文献

Wikipedia/Memory address