Сегментация памяти и вычисление адресов

Размещение байт и слов в памяти

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Память логически организована как одномерный массив байт, каждый из которых, имеет 20-битовый физический адрес в диапазоне от 00000 – до FFFFF. Любые два смежных байта в памяти могут рассматриваться как одно 16-ти разрядное слово. Младший байт слова всегда имеет меньший адрес, а старший – больший адрес. Адресом слова считается адрес его младшего байта.

Пространство памяти емкостью 1Мбайт рассматривается как набор сегментов, определяемых программным путем. Сегмент состоит из смежных ячеек памяти, и является независимой и отдельно адресуемой единицей памяти емкостью 64 Кбайт. Каждому сегменту программой назначается начальный (базовый) адрес, являющийся адресом первого байта сегмента в пространстве памяти. Начальные адреса четырех сегментов, выбранных в качестве текущих, записываются в сегментные регистры CS, DS, SS, ES.

Сегментные регистры

Регистр CS – сегментный программный (кодовый) регистр;

DS – регистрдля обращения к сегменту данных;

SS – регистр для обращения к сегменту стека;

ES – регистр для обращения к дополнительным данным.

Для обращения к командам и данным, находящимся в других сегментах, необходимо изменить содержимое сегментных регистров, что позволяет использовать все пространство памяти. Сегментные регистры инициализируются в начале программы путем засылки в них соответствующих констант.

В сегментном регистре хранится 16 старших разрядов 20-битового начального адреса сегмента. Четыре младших бита адреса принимаются равными нулю и дописываются справа к содержимому сегментного регистра при вычислении физических адресов ячеек памяти. Поэтому начальные адреса сегментов всегда кратны 2⁴ =16. Сегменты могут быть соседними (смежными), неперекрывающимися, частично или полностью перекрывающимися. Физическая ячейка памяти может принадлежать одному или нескольким сегментам.

Физический адрес ячейки памяти представляет собой 20-ти битовое число в диапазоне 00000 – FFFFF, которое однозначно определяет положение каждого байта в пространстве памяти емкостью 1Мбайт.

Логический адрес ячейки памяти состоит из двух 16-ти битовых без знаковых значений: начального адреса сегмента, который называется базой, и внутрисегментного смещения EA, которое определяет расстояние от начала сегмента до адресуемой ячейки. Для вычисления физического адреса база сегмента сдвигается влево на 4 разряда и суммируется со смещением EA.

Смещение ЕА – эффективный адрес, вычисляемый в соответствии с заданным способом адресации.

Сегментная структура памяти обеспечивает возможность создания позиционно независимых или динамически перемещаемых программ, что необходимо в мульти программной среде. Это позволяет произвольно перемещать программу в адресном пространстве памяти, изменяя только содержимое сегментных регистров.

Стек организуется в ОЗУ по принципу скользящей вершины и его положение в ОЗУ определяется содержимым регистров SS (база) и SP (смещение). Регистр SS хранит базовый адрес текущего сегмента стека, а регистр SP указывает на вершину стека, т.е. содержит смещение вершины стека в стековом сегменте. При каждом обращении к стеку пересылается одно слово, причем содержимое SP изменяется автоматически: при записи в стек слова содержимое SP уменьшается на два, а при чтении из стека – увеличивается на два.

Дата добавления: 2013-12-12