Java千百问_01基本概念（017）_内存物理地址在CPU中如何形成

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1、什么是内存的物理地址

我们通过8086CPU来说明内存地址是如何形成的。

首先我们要了解物理地址，当CPU需要访问一个内存单元时，需要给出内存单元的地址，而每一个内存单元在物理内存空间中都有一个唯一的地址，即可以通过这个地址定位到内存单元，而这个地址即为物理地址。

CPU通过地址总线将一个内存单元的物理地址送入存储器，而后CPU便可以通过这个物理地址来访问这个物理地址所指向的内存单元了。

2、内存物理地址在CPU中如何形成

首先，我们知道8086CPU的地址总线是20根，即每次都可以传输20位的地址，从而寻址能力有2^20，也就是1MB的大小。但是，8086CPU的寄存器只有16位，也就是在8086CPU的内部，处理、传输、暂存的地址都只能是16位，即8086CPU不能完整的保存下一个物理地址（物理地址为20位）。

如果以最简单的方式（即直接用16位寄存器来保存物理地址）的话，寻址能力只有2^16，也就是64KB大小，难道8086CPU只能支持64KB大小的内存吗？
当然不是，8086CPU在这里采取了一定的措施，使其寻址能力达到1MB。

8086CPU在内部把两个16位的地址进行合成，从而形成一个20位的物理地址，8086CPU的寻址能力便可以达到1MB。具体是如何将两个16位的地址合成为一个20位的物理地址的呢？
当CPU在访问内存时，其会使用一个16位的基地址，然后再使用一个16位的偏移地址，通过将两个地址传入8086CPU的地址加法器中进行合成，即可以构造出20位的物理地址。

至于合成的方式如下：
将段地址左移4位，形成基地址，然后将基地址和偏移地址相加便形成了20位的物理地址。如下图：

3、内存段是什么

其实在物理内存中是没有内存段这一概念的，内存段的概念来自于CPU中的段寄存器。

我们将若干个地址连续的内存单元看做是一个段，通过将一个段地址左移4位形成基地址，然后通过这个基地址来定位这个段的起始地址，最后再通过偏移地址便可以精确定位到段中的内存单元了。

由于内存段的起始地址是一个段地址左移4位，所以内存段的起始地址肯定是16的倍数。而且一个内存段内部的内存单元只能通过偏移地址来定位，而偏移地址为16位，所以一个段的长度也就是2^16也就是64KB的大小。

在编程时，可以将一段内存定义成为一个段，分为数据段，代码段，栈段这三种类型的段。具体如下：

1. 数据段
   存放我们所需要使用数据的内存段（当然段起始地址肯定是16的倍数，并且段长度<=64KB）。

2. 代码段
   存放代码（也就是指令）的内存段。

3. 栈段
   我们将一段内存当做栈来使用就称为栈段。

一个简单的例子：

MOV BX, 1000H   ;
MOV DS, BX      ;向DS段寄存器传入1000H段地址。
MOV AX, [1234H] ;将内存地址1000H:1234H（即11234H）中的值读到AX寄存器中。