计算机寻址参照.pdfVIP

32 位 cpu 地址总线扩展成了 32 位，这和数据总线的宽度是一致的。因此，在 32 位机里其实 并不需要采用 “物理地址 = 段：偏移 ”这种地址表达方式。原来在 16 位机里规定的每一个段不大 于 64kb 在 32 位机里也不是必要的。所以，对于 32 位机来讲，最简单的方法就是用一个 32 位数来标识一个字节的存储地址，寻址时只要给出一个 32 位数就可以直接找到地址。 这种地址 储存模型就属于 “平展储存模型 ”。 但是， 新产品一般都希望遵循 “向下兼容 ”这个原则。所以， 32 位机里完整的保留了 16 位寻址 模式 。即：寻址能力为 1M ；分段机制；每段不超过 64kb 。这就是通常所说的 实模式 。在地 址储存模型中属于 “实地址储存模型 ”。 其次，考虑到程序通常都是功能化的模块，所以分段虽然不是必要的，但分段却能大大提高 编程者管理程序的效率。故而 32 位机也采用了段 + 偏移的模式来寻址。但与实模型不同的是， 由于地址线和数据线宽度一致，因而，每个段最大可以到 4G ，并且段基址也是 32 位的无需进 行左移处理。在地址储存模型中这属于 “段地址储存模型 ”。然而需要注意的是， 在 32 位机里， 虽然通用寄存器，标志寄存器等都扩展成了 32 位，但是段寄存器却依然是 16 位的 （为什么不 做改变？？我猜可能是这样便于向下兼容）。所以在 32 位寻址时，段寄存器里放的不再是段基 址（位数不够，放不下）而是一个选择子。这个选择子对应了一个 64-bit 长的描述符， 64-bit 的描述符里有 32-bit 是段基址。所以原来在 16 位机里通过段寄存器一步就可以找到段基址， 而现在在 32 位机里分成了两步：先找选择子，然后通过选择子找段基址。段基址找到了，再加 上偏移地址，物理地址就找到了。看样子， 32 位段模式寻址已经介绍清楚了。其实，这里头的 故事还远没有讲完。 在上面简述的过程中，很容易发现有两个问题没有交待。（ 1 ） CPU 是如何将选择子与描述 符对应起来的？（ 2 ）既然是 64-bit 的描述符， 32 位用来表示基地址，那么余下的 32 位是干 什么用的？另外，当 32 位机发展起来的同时，操作系统也有了长足进步，单任务模式的 DOS 被多任务的 windows 所取代。也就是说，现在驻留在内存中的往往不止是一个程序，而很可能 是多个程序同时在内存中。 现在又没有了段大小的限制，程序之间便很有可能相互抢地址，如果 核心程序被破坏， 计算机就会崩溃。 这就好比在马路上走车， 如果只有一辆车开， 怎么开都可以， 但是如果车多了不制定个交通规则，车便会抢道，道路就会瘫痪。所以，在多任务的情况下，必 须给寻址也制定一个 “交通规则 ”，这样才能保证多任务系统有序的工作。 制定什么样的规则呢？ 首先，既然程序是在无意识的情况下抢占了别的程序的地址， 那么如果在寻址时包含一个 查询的 过程 就可以有效的避免抢地址的情况发生。 也就是说， 先得问一问那个地址是不是已经有程序段 占用了？同时已占上地址的程序段除了告知 CPU 自己的基地址外还应该告诉 CPU 自己的长度 信息。这样别的程序段才能方便地查询。 第二，多任务寻址最好应该包含优先级别的内容，已备 紧急情况下为核心程序