Question

8086/8088系统中,存储器为什么要分段,一个段的最大和最小各为多少字节

Answer 1

8086/8088系统中,存储器分段的主要目的是便于存储器的管理，使得可以用16位寄存器来寻址20位的内存空间。一个段最大为64KB，最小为16B。

存储器一般用来保存程序的中间结果，为随后的指令快速提供操作数，从而避免把中间结果存入内存，再读取内存的操作。

由于存储器的个数和容量都有限，不可能把所有中间结果都存储在存储器中，所以，要对存储器进行适当的调度。根据指令的要求，管理安排适当的寄存器，避免操作数过多的传送操作。

8086/8088CPU可直接寻址1MB的存储器空间，直接寻址需要20位地址码，而所有内部寄存器都是16位的，只能直接寻址6KB，因此采用分段技术来解决。将1MB的存储空间分成若干逻辑段，每段最长64KB，最短16B。这些逻辑段在整个存储空间中可浮动。

扩展资料：

8086/8088CPU内部设置了4个16位段寄存器，它们分别是代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS、附加段寄存器ES、由它们给出相应逻辑段的首地址，称为“段基址”。段基址与段内偏移地址组合形成20位物理地址，段内偏移地址可以存放在寄存器中，也可以存放在存储器中。

程序较小时，代码段、数据段、堆栈段可放在一个段内，即包含在64KB之内，而当程序或数据量较大时，超过了64KB，那么可以定义多个代码段或数据段、堆栈段、附加段。

Answer 2

分段的意义
将存储单元的实际地址（20位）分成二部分来表示，即段的起始地址和段内的偏址地址二者均可用16位来表示，从而实现了对20位物理地址的描述、存储、操作、形成

段寄存器寻址范围为64k字节

以下是2个系统的资料

8086/8088微处理器
8086是Inter系列的16位微处理器，芯片上有2.9万个晶体管，采用 HMOS工
艺制造，用单一的+5V电源，时钟频率为5MHz~10MHz。
8086有16根数据线和20根地址线，它既能处理16位数据，也能处理8位数据。可
寻址的内存空间为1MB.
Inter公司在推出8086的同时，还推出了一种准16位微处理器8088，8088的内部寄存器，运算部件及内部数据总线都是按16位设计的，单外部数据总线只有8条。推出8086的主要目的是为了与当时已有的一套Inter外部设备接口芯片直接兼容使用。8086与8088在寄存器结构，编程结构，存储器组织及I/O端口组织方面是完全一样的或稍有差别，在本节中，对其差别之做出说明。
1.3.1 8086/8088的寄存器结构
图1-3示出了8086/8088的寄存器结构
1. 数据寄存器
数据寄存器为图中最上边所示的4个寄存器AX,BX,CX,DX。这些寄存器用以暂时保存计算过程中所得到的操作数及结果。他能处理16位数，也能处理8位数，当处理8位数时，这4个16位寄存器作为8个8为寄存器AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL来使用。
这4个数据寄存器除了作为通用寄存器以外，还有各自的专门用途：
AX(accumulator)做累加器用，是算术运算的主要寄存器。AX还用在字乘和字除法中，此外，所有的I/O指令都是以AX为中心与外部设备进行信息传送；
BX(base)在计算寄存器地址时，常用做基值寄存器；
CX(count)再串操作指令及循环中用做计数器；
DX(data)在字乘法，字除法运算中，将DX,AX组合成一个双字长数，DX用来存放高16位数。另外，在间接的I/O指令中，DX用来指定I/O端口地址
2. 指针寄存器及变址寄存器
指针寄存器包括堆栈寄存器SP(stack pointer)和基数指针寄存器BP(base pointer)，变
值寄存器包括源变址寄存器SI(source index)和目的变值寄存器DI(destination index)。这
4个寄存器都是16位寄存器，这些寄存器在运算过程中也可以用来存放操作数（只能
以字为单位），但经常的用途是在段内寻址时提供偏移地址，SP,BP一般与段寄存器SS
联用，以确定堆栈寄存器中某一单元的地址，SP用以指示栈顶的偏移地址，而BP可
作为堆栈区中的一个基地址，用以确定在堆栈中的操作数地址。SI,DI一般与段寄存器
DS联用，以确定数据段中某一存储单元的地址，SI,DI具有自动增量和自动减量的功能，
这一点使在串操作指令中用做变址非常方便，SI作为隐含的源变址DS联用，DI作为
隐含的目的变址和ES连用，从而达到在数据段和附加段中寻址的目的
3. 段寄存器
一共有4个段地址寄存器，他们是：
CS(code segment register)16位代码段寄存器
DS(data segment register)16位数据段寄存器
SS(stack segment register)16位堆栈段寄存器
ES(extra segment register )16为附加段寄存器
下面将要讲到，在IBM PC机中采用存储器地址分段的办法，使8086/8088能寻址1MB的内存。而段寄存器就是用来存放段地址的，CS段寄存器用来存放当前正在运行的程序；DS段寄存器用来存放当前运行的数据，若程序中使用了段操作指令，源操作数也
存放在数据段中，SS段寄存器规定了堆栈所处的区域；ES段寄存器用来存放辅助数据
，因ES是一个附加的数据段，在执行串操作指令时，目的操作数也一般存放在ES段中。
4. 控制寄存器
IP(instruction pointer)是指令指针寄存器，是一个16位寄存器，用来存放代码段中的偏移地址。他与CS连用才能确定下一条指令的地址，根据这一地址，控制器从指定的存储器中，取出下一条要执行的指令，并修改IP,以便指向下一条要执行的指令。可见IP
寄存器是用来控制指令系列的执行流程的。
PSW(processor status word)是状态标志寄存器，也是一个16位寄存器，我们将在本节后面加以介绍。
上面介绍的这些寄存器在计算机中有非常重要的作用，在运算过程中，这些寄存器起着存储器的作用，但存取速度比存储器快得多。
1.3.2 8086/8088的编程结构
所谓编程结构是指从使用者看到的结构，这是一种按功能划分的结构，这种结构与CPU内部的实际物理结构当然是有区别的。
8086的编程结构见图1-4。他分两部分。即总线接口部分BIU(bus interface unit)和执行部件EU(execution unit).

总线接口部分负责与存储器，外设端口传送数据。具体讲，总线接口部分从内存中取出指令送到指令队列时，CPU执行指令时，所需的操作数也由总线接口部分从指定的内存单元或外设端口取来，传送给执行部分去执行，反过来，执行部分的操作结果也通过
总线接口传送到指定的内存单元或外设端口中去。
总线接口部件由下面4部分组成：4个段寄存器，指令指针寄存器IP，20位的地址加法器及6个字节的指令队列。
地址加法器的作用是产生20个地址。上面提到，8086/8088内部所有的寄存器都是16位的，8086/8088可用20位地址去寻址1MB的内存空间，这就需要地址加法器根据16
寄存器提供的信息，计算出20位物理地址，具体算法将在本节后面讲述存储器组织时加以介绍。
对总线接口部分需说明的一点是，8086的指令队列为6个字节，而8088的指令队列为4个字节。不管是8086，还是8088，都会在执行指令的同时，从内存中取出下面一条或几条指令，取来的指令依次放在指令队列中，按顺序放，并按顺序到EU中去执行。执行部分EU的功能负责指令的执行。
执行部件包括：4个数据寄存器，2个指针寄存器，2个变值寄存器，1个状态标志寄存器和一个算术逻辑单元。
从编程结构可看出，由于总线接口部分和执行部分是分开的，每当EU执行一条指令时，造成指令队列空出2个或空出一个指令字节时 ，BIU马上从内存中取出下面一条或几条指令，以添满他的指令队列。这样，一般情况下，CPU在执行完一条指令后，便可马上执行下一条指令，不像以往8位CPU那样，执行完一条指令后，需等待下一条指令
1.3.3 8086/8088的存储器组织
1. 存储单元的地址和内容
2. 在计算机中用以存储信息的基本单位是一个二进制位，每8个组成一个字节
参考资料：网上论坛

Answer 3

8086CPU的数据总线是16位。

地址总线的宽度不一定要与ALU的宽度相同。因为ALU的宽度是固定的，它受限于当时的工艺水平，当时只能制造出16位的ALU；但地址总线不一样，它可以设计得更宽。

如果地址总线太窄的话，可寻址范围会很小。如果地址总线设计为16位的话，可寻址空间是2^16=64KB，这在当时被认为是不够的；Intel最终决定要让8086的地址空间为1M，也就是20位地址总线。
把内存分为很多段，每一段有一个段基址，当然段基址也是一个20位的内存地址。不过段寄存器仍然是16位的，它的内容代表了段基址的高16位，这个16位的地址后面再加上4个0就构成20位的段基址。

这样，一个完整的物理内存地址就由两部分组成，高16位的段基址和低16位的段内偏移量，当然它们有12位是重叠的，它们两部分相加在一起，才构成完整的物理地址。

Answer 4

cpu为16位 而物理地址是20位 所以将地址空间分段。将其地址空间分位若干个64KB的段，最大64KB，最小16B。

Answer 5

8086/8088  CPU，具有 20 条地址线。

所以，它可以访问 1MB 的存储器范围。

由于 CPU 中的寄存器，都是十六位的。

20 位的地址，不可能正常存放。

所以，Intel 公司就采用了一个笨办法：分段访问。

每个段，仅有 16 地址数据。

因此，CPU 就能随意的访问：64KB。

CPU 共有四个段寄存器。

所以，CPU 可以访问的最大值：256KB。

但是，段和段，是可以重合的。

如果四个段，完全重叠！

那么，CPU 能访问的范围，就是最小值：64KB。

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利用 CPU 的这个特点，你在编程时，你就可以编写无数个逻辑段。