存储器结构

2.3.2　存储器结构

在存储器中，信息是以字节（8个二进制位）为最小单位进行存储的，每一个字节单元分配了一个存储器地址，地址从0开始编址，顺序增1，用无符号二进制数表示，但书写时常用无符号十六进制数（数后跟H表示十六进制数）表示。64KB存储器单元编址方法如图2.5所示。

图2.5　存储器编址方法结构

一个字数据存于存储器中相邻两个字节单元，低字节存入低地址单元，高字节存入高地址单元，所以按地址递增方式存储一个字时，应先存低字节后存高字节。要访问一个存储器单元，必须先得到这个存储器单元的物理地址，前节已提到物理地址要由段地址和偏移地址合成。为什么要分段地址和偏移地址呢?这是由于8086/8088用于寻址的寄存器都是16位，16位寄存器只能表示64KB的地址范围，但8086/8088有20条地址线，寻址可达1MB地址范围，即可在00000H～FFFFFH范围内寻址。为了能在16位字长的机器中提供20位地址，8086/8088采用了存储器分段管理的方法。

分段的方法是将存储器划分成段，每段最大不超过64KB，这样段内地址可用16位表示，称为偏移地址。段的起始地址称为段基址（可简称为段地址），必须取为任一小段首地址。小段的划分方法是，从存储器的0地址开始，每16个字节为一小段。下面列出按20位地址对1MB存储器的编址：

分析上面的地址，可以看出小段首地址的特点。小段首地址最后一位都为0，在1MB的寻址范围内用作段地址时最后一位0可以不用保存，并且在1MB的寻址范围内共有64KB个小段首址，从而段地址也可用16位表示。这样用一个16位段地址和一个16位段内偏移地址表示一个存储器单元，就可以使得每一个存储器单元都有一个唯一的20位地址，称为该存储器单元的物理地址。因此根据上述分析，20位物理地址可按下面方法形成：

20位物理地址=16位段地址左移4位（即段地址乘以16）+16位偏移地址

例如，已知一个存储器单元的段地址为3000H，偏移地址为0FFFH，则该存储器单元的物理地址为：3000H×16+0FFFH=30FFFH。每当CPU需要访问一个存储器单元时，就需要产生一个20位物理地址，这时会有一个段寄存器（CS、DS、SS或ES）被自动选中用于提供段地址，而偏移地址则可由指令直接提供或由16位地址寄存器等方式提供。