我们注意到,“段地址”这个名称中包含着“段”的概念。这种说法可能对一些学习者产生了误导,使人误以为内存被划分成一个一个的段,每一个段都有一个地址。如果我们在一开始形成了这种认知,将影响以后对汇编语言的深入理解和灵活应用。
其实,内存并没有分段,段的划分来自于CPU。由于8086CPU用“基础地址(段地址×16)+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址,使得我们可以用分段的方式来管理内存。
如下图所示,我们可以认为:地址10000H~100FFH的内存单元组成一个段,该段的起始地址(基础地址)为10000H,段地址为1000H,大小为100H;我们也可以认为地址10000H~1007F、10080H~100FHH的内存单元组成两个段,它们的起始地址(基础地址)为:10000H和10080H,段地址为:1000H和1008H,大小都为80H。
分段
以后,在编程时可以根据需要,将若干个地址连续的内存单元看做一个段,用段地址×16定位段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元。
有两点需要注意:段地址×16必然是16的倍数,所以一个段的起始地址也一定是16的倍数;偏移地址为16位,16位的寻址能力为64KB,所以一个段的长度最大为64KB。
内存单元地址小结
CPU访问内存单元时,必须向内存提供内存单元的物理地址。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。
思考下面的两个问题。
(1)观察下面的地址,你有什么发现?
物理地址
段地址
偏移地址
21F60H
2000H
1F60
2100H
0F60
21F0H
0060H
21F6H
0000H
1F00H
2F60H
结论:CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址。
比如CPU要访问21F60H单元,则它给出的段地址SA和偏移地址EA满足SA×16+EA=21F60H即可。
(2)如果给定一个段地址,仅通过变化偏移地址来进行寻址,最多可以定位多少个内存单元?
结论:偏移地址16位,变化范围为0~FFFFH,仅用偏移地址来寻址最多可以寻64KB个内存单元。
比如给定段地址1000H,用偏移地址寻址,CPU的寻址范围为:10000H~1FFFFH。
在8086PC机中,存储单元的地址用两个元素来描述,即段地址和偏移地址。
“数据在21F60H内存单元中。”这句话对于8086PC机一般不这样讲,取而代之的是两种类似的说法:①数据存在内存2000:1F60单元中;②数据存在内存的20000H段中的1F60H单元中。这两种描述都表示“数据在内存21F60H单元中”。
可以根据需要,将地址连续、起始地址为16的倍数的一组内存单元定义为一个段。
问:什么是段地址?
答:段地址是针对内存的分段而言的,将每一段的段首地址定义为段地址。段地址的存在是由系统的分段存储决定的,通过段地址和偏移地址就能对数据进行寻访。
问:什么是偏移地址?
答:偏移地址也称为偏移量,由于8086/8088CPU内部的ALU只能进行16位的运算,而8086/8088有20条地址线,直接寻址能力1MB。因此,8086/8088所使用的20位物理地址,是由相应的段地址加上偏移地址组成的。
问:为什么给定段地址1000H,用偏移地址寻址,CPU的寻址范围为:10000H~1FFFFH?
答:把段地址1000H,乘以16,就是在1000H后面加上个0,可得到10000H。
把10000H,加上偏移量的范围0000H~FFFFH,
即有CPU的寻址范围:10000H~1FFFFH。
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偏移量的范围0000H~FFFFH,就是16位二进制数的变化范围。