我们知道, CPU访问内存单元时,要给出内存单元的地址。所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间,每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址,我们将这个唯一的地址称为物理地址。 16位结构(16位机、字长为16位等常见说法,与16位结构的含义相同)描述了一个CPU具有下面几方面的结构特性。 * 运算器一次最多可以处理16位的数据 * 寄存器的最大宽度为16位: * 寄存器和运算器之间的通路为16位。 8086是16位结构的CPU,这也就是说,在8086内部,能够一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度是16位的。内存单元的地址在送上地址总线之前,必须在CPU中处理、传输、暂时存放,对于16位CPU,能一次性处理、传输、暂时存储16位的地址。  CPU通过地址总线送入存储器的,必须是一个内存单元的物理地址。在CPU向地址总线上发出物理地址之前,必须要在内部先形成这个物理地址。不同的CPU可以有不同的形成物理地址的方式。我们现在讨论8086CPU是如何在内部形成内存单元的物理地址的。 8086CPU有20位地址总线,可以传送20位地址,达到1MB寻址能力。8086CPU又是16位结构,在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。从8086CPU的内部结构来看,如果将地址从内部简单地发出,那么它只能送出16位的地址,表现出的寻址能力只有64KB.8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。  | | | | | | | | --- | --- |--- | --- |--- |--- | | | 1 | 2 | 3 | 0 | | | | 0 | 0 | c | 8 | | | 16进制左移一位 | | | | | | | 1 | 2 | 3 | 0 | | | | | 0 | 0 | c | 8 | | 16进制左移一位相当于二进制左移4位 1230=~~000~~1001000110000 00c8=~~00000000~~11001000 | | | | | | | | --- | --- |--- | --- |--- |--- | | | 0001 | 0010 | 0011 | 0000 | | | | 0000 | 0000 | 1100 | 1000 | | | 二进制左移四位 | | | | | | | 0001 | 0010 | 0011 | 0000 | <span style="color:red">0000</span> | | | | ~~0000~~ | ~~0000~~ | 1100 | 1000 | | | 0001 | 0010 | 0011 | 1100 | 1000 | | 1 0010 0011 1100 1000=123c8 段地址就是基地址 二进制向左移4位就是乘以16（左移一位*2，左移2位*4，左移3位*8，左移4位*16） 下图为2在其二进制(10B)下位移后的数值变化  一个数据的m进制形式左移1位，相当于该数据乘以m 16进制的段地址\*16左移1位，概念和10进制某个数\*10左移一位一个道理 一个数据的二进制形式左移一位，相当于该数据乘以2 一个数据的二进制形式左移n位，相当于该数据乘以2^n 段地址*16必然是16的倍数，所以一个段的的起始地址也一定是16的倍数 偏移地址为16位，16位地址的寻址能力位64k，所以一个段的长度最大为2^16=64k cpu访问内存单元时，必须向内存提供内存单元的物理地址 具象例子：比如说传纸条，信息是2826，一张纸条只能容纳3个数字，必须填满纸条，一次可传两张： 在第一张纸上写上200(段地址),在第二张纸上写上826(偏移地址)。假设我们事前对,这种情况又有过相关的约定:你得到这两张纸后,做这样的运算: 200(段地址)x10+826(偏移地址-2826(物理地址)。8086CPU就是这样一个只能提供两张3位数据纸条的CPU. 8086cpu在内部用段地址和偏移地址移位相加的方法形成最终的物理地址      ### **8086合成物理地址的过程** 我们说8086CPU的上一代CPU(8080, 8085)等是8位机,而8086是16位机,也可以说8086是16位结构的CPU,那么什么是16位结构的CPU呢? 概括地讲, 16位结构(16位机、字长为16位等常见说法,与16位结构的含义相同)描述了一个CPU具有下面几方面的结构特性。运算器一次最多可以处理16位的数据;寄存器的最大宽度为16位;寄存器和运算器之间的通路为16位。 8086是16位结构的CPU,这也就是说,在8086内部,能够一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度是16位的。内存单元的地址在送上地址总线之前,必须在CPU中处理、传输、暂时存放,对于16位CPU,能一次性处理、传输、暂时存储16位的地址。 8086CPU有20位地址总线,可以传送20位地址,达到1MB寻址能力。8086CPU又是16位结构,在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。从8086CPU的内部结构来看,如果将地址从内部简单地发出,那么它只能送出16位的地址,表现出的寻址能h只有64KB. 解决办法：8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。  如图所示,当8086CPU要读写内存时: (1) CPU中的相关部件提供两个16位的地址,一个称为段地址,另一个称为偏移地址; (2)段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件 (3)地址加法器将两个16位地址合成为一个20位的物理地址; (4)地址加法器通过内部总线将20位物理地址送入输入输出控制电路; (5)输入输出控制电路将20位物理地址送上地址总线; (6) 20位物理地址被地址总线传送到存储器。     cpu可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址   如果给定一个段地址，仅通过变化偏移地址来寻址，最多可以定位多少内存单元？ 偏移地址16位变化范围为0~FFFFH（2^16-1），仅通过变化偏移地址来寻址，最多可以定位2^16=64k内存单元 比如给定段地址1000H，用偏移地址寻址，cpu的寻址范围为10000H~1FFFFH 段地址*16：相当于16进制向左移1位即10000H，范围就是（0+10000H，FFFFH+10000H） 1000转换为十进制(4096)\*16+偏移地址范围（2^16-1） 65536+65535=131071(转换成16进制后为1ffff) （0+SA，FFFFH+SA）=20000H 在8086pc机中存储单元的地址用两个元素拉描述，即段地址和偏移地址 数据在21F60H内存单元中，对于8086pc机的描述： * 数据存在内存2000：1F60单元中 * 数据存在内存的2000段中的1F60H单元中 可更具需要将地址连续、起始地址为16的倍数的一组内存单元定义为1个段 例子： 有一数据存放在内存20000H单元中，现给定段地址为SA，若想要偏移地址寻到此单元，则SA满足的条件是:最大？(2000H)最小？(1001H)提示，当段地址给定对少cpu无 论怎么变化偏移地址都无法寻到20000H单元 结果：当段地址给定为 1001H 以下和 2000H 以上，CPU无论怎么变化偏移地址都无法寻到20000H单元。 解题过程： 物理地址＝SA\*16+EA 20000h＝SA\*16+EA SA=(20000h-EA)/16=20000h/16-EA/16=2000h-EA/16 EA取最大值时,SA=2000h-ffffh/16=2000H-fffH=1001h,SA为最小值 EA取最小值时,SA=2000h-0h/16=2000h,SA为最大值 延伸：（不知道对不对） 例子： 有一数据存放在内存21F60H单元中，现给定段地址为SA，若想要偏移地址寻到此单元，则SA满足的条件是:最大？最小？ 解题过程： 物理地址＝SA\*16+EA 21F60H＝SA\*16+EA SA=(21F60h-EA)/16=21F60/16-EA/16=21F6h-EA/16 EA取最大值时,SA=21F60h-ffffh/16=21F6H-fffH=11F7H,SA（段地址）为最小值11F7H EA取最小值时,SA=21f6h-0h/16=21F6h,SA（段地址）为最大值21F6h 注意：可分段的必须是16的整数，如： 21f00 ... 21f70 21f80 21f90 可知一个物理地址的段地址取值范围是（舍去右边一位的xxxxx~舍去右边一位的xxxxx-fff）