微机硬件基础：存储器分段与内存地址组织

"存储器分段是计算机内存管理的一种方式，通常在早期的计算机系统中使用，例如8086/88CPU架构。每个段代表了一段独立的内存区域，具有固定的起始地址，即段基址。段基址与段内偏移地址结合，可以形成一个完整的32位或16位内存地址，使得访问最大64KB的内存空间成为可能。这种分段机制允许程序在多个较小的连续区域内分配和管理数据，有利于代码和数据的组织和保护。" 正文： 计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。硬件系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，而软件系统则包含运行在硬件上的程序和数据。硬件是计算机的基础，为软件提供了运行的平台，两者相互依赖，共同推动了计算机技术的发展。 2.1 计算机系统概述 计算机工作原理基于“程序存储”和“程序控制”，即冯·诺依曼计算机模型。在这个模型中，程序和数据被存储在存储器中，运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器则协调整个系统的工作，从存储器中取出指令，解析并执行。输入设备用于将外部信息输入到计算机，输出设备则将处理结果展示给用户。 2.3 8086/88CPU的编程结构 8086/88CPU是Intel公司推出的微处理器，它的内存管理采用了存储器分段的方式。每个段最大可以是64KB，由一个16位的段基址和一个16位的段内偏移地址共同确定32位的物理地址。这种方式允许CPU访问超过64KB的内存，同时提供了对内存的分隔管理，有利于数据的保护和多任务环境的处理。 2.4 内存地址组织及存放次序 内存地址组织通常是指如何分配和管理内存空间，包括内存的分配策略和地址的排序方式。在8086/88CPU中，内存地址由段基址和偏移地址组合而成，这样的设计允许动态地改变内存区域的使用，适应程序运行的需求。 2.5 接口、端口、端口地址 接口是连接计算机内部硬件和外部设备的桥梁，端口是这些接口中的特定地址，用于识别和访问特定的硬件设备。端口地址是16位的，用于区分不同的输入/输出设备，使得CPU可以通过读写特定的端口地址与设备进行通信。 总结，存储器分段是一种重要的内存管理技术，它在早期的计算机系统中扮演了关键角色。通过分段，计算机能够有效地管理和保护内存资源，同时也支持了程序的动态扩展和多任务环境。此外，计算机系统中的各个组件通过总线进行通信，实现了硬件和软件之间的紧密协作，共同构成了我们今天所熟知的计算机系统。