求助关于内存地址的几个问题

三杨

我个人理解啊，如果有错还望大牛指正：
0，先说为什么会有逻辑地址，既然有物理地址了为什么又整个逻辑地址出来？
1，这要从8086CPU说起，说8086CPU的地址寄存器是16位，而地址总线却是20位，同学会问有什么影响吗？
2，有，当然有影响。如果对此不管不顾的话CPU是无法对每个内存物理地址进行“直接控制”的，只能直接控制2的16次方个地址；
3，这样的话，将来内存越来越大，CPU能控制的却只有2的16次方个地址，试问那我还加那么大内存条干吗？
4，同学又问，那有什么办法解决吗？有！ 既然我没法对内存的每个地址‘直接’的控制，（请注意，我讲的是“不能直接控制”，而并非“不能控制”）既然我不能对你每个地址都直接控制，那我退而求其次总行吧，那怎么个退而求其次法呢?
6，不能直接控制，那我间接控制总行吧？ 那又怎么个间接控制呢？好办。
7，内存的各个地址们听好了，我现在要给你分组啦， 01和02 你俩是1组的， 03，04你俩是2组的，如此等等……
8，那等我再找02的时候我就不直接去找他了，我就说  “1组2号，把你的值报给我” ，"2组2号，把你值也报给我"；
9，这样的话我就分别获取了 02和04地址的值；这里，组就是段，组号就是段基址，组内号就是偏移；
10，翻译过来，我调用内存的时候就是 段地址+偏移量 = 逻辑地址，当然CPU调用的时候还是直接读写物理地址，因为需要因此需要转换一下；
11，物理地址 = 逻辑地址 * 10H + 偏移地址（这个CPU会自己转换）；

好了，我的问题来了
1，段地址是不是唯一的？
2，假设段地址是唯一的，那么 （段地址 + 偏移量） 这个值应该也是唯一的吧，又为什么说逻辑地址不是唯一的，说多个逻辑地址可能指向同一个物理地址？3，段与段之间是不是相互独立的？
4，为什么程序的基址总是不变的吗？

福禄娃娃

1. 段地址不是唯一的，可手动指定，段不能起始于任意地址，而必须从任一小段的首地址开始。机器规定：从0地址开始，每16个字节, 也就是说   段的大小只能是16的倍数。但是段的大小不能超过64KB（2^16=65536KB）
2. 逻辑地址可由不同的段地址和偏移地址合成（具体参考书，电子书为37页）
3. 段与段之间虽然是独立的，但是8086CPU只有实模式，所有的物理地址都是平坦的，都可以访问到，还是可以破坏别的段的数据，造成系统崩溃，那时的CPU还没有设计出保护模式。
4. 基址不会变的情况指的是保护模式下的寻址，保护模式下的寻址和实模式的寻址不同。保护模式下把内存分页了，而且段寄存器里面存放的是段选择子（相当于一个指针），指向一个表（全局描述符表）
对主程序来说，基址是不变的；因为这里的基址只是逻辑地址，实际的物理内存要经由相应的段描述符里的信息转换才能得到。线性地址还要经过分页机制的转换才是物理地址。分页能把同一个线性地址映射到不同的物理地址，所以谁都可以是400000

福禄娃娃

当年设计出这么蹩脚的寻址方式是有历史背景的，采用了分段的机制，段地址左偏移4位+偏移地址=物理地址
相当于不得已而为之，这种寻址方式只能寻址1MB地址，实际上只能用到640KB的内存空间

        早在1978年，Intel研制了8086处理器，8086处理有16-bit寄存器和16-bit的外部数据总线，但是却能够访问20-bit的地址（包含1MByte的地址空间）。8086通过引入“分段（segmentation）机制”来解决这个问题。在分段机制下，一个16bits的段寄存器包含了一个长度是64KBytes的“段”空间的起始指针。通过1次时可用一个段寄存器，8086处理器可以无需在段间切换就能寻址高达256KBytes。因此，通过段寄存器+16bits的指针就能访问20bits的地址空间，共1Mbytes。

        虽然8086/8088处理器采用的地址空间大小与外部总线位宽不一致，但是这显得很“别扭”，并且在1985年80386时被统一，地址空间和外部总线位宽均为32bits。

        为了兼容8086，这种分段管理内存的方式一直被保留下来。当然，实模式不仅仅是分段内存管理，而是“程序的运行环境”，所为的运行环境，还包括寄存器的长度。

具体可参考 http://zh.wikipedia.org/wiki/Intel_8086

三杨

福禄娃娃 发表于 2014-4-5 12:15

                               
登录/注册后可看大图

当年设计出这么蹩脚的寻址方式是有历史背景的，采用了分段的机制，段地址左偏移4位+偏移地址=物理地址
相当 ...

同一个物理地址可以被划分给多个段吗？