80286-Pentium的段页式寻址与虚拟存储器详解

80286/80386/80486微处理器架构是个人计算机历史上重要的里程碑，它们引入了段页式寻址结构，以增强内存管理和保护功能。本章节将深入探讨这些微处理器的特性及其寻址过程。 首先，80286是一种超级16位微处理器，具有24根AB线和16根DB线，支持实地址方式和保护方式运行。它兼容8086架构，并具备16MB物理存储器和理论上可达1GB的虚拟存储器，通过虚拟地址到物理地址的映射，实现了空间扩展。虚拟存储器与物理存储器的主要区别在于空间大小、使用方式以及映射机制，后者依赖于段描述符进行管理。 80286的寻址机制涉及多个关键寄存器，如段选择寄存器（CS、DS、SS、ES）、段描述符高速缓存寄存器、任务寄存器与描述符表寄存器、以及IDTR、GDTR等。这些寄存器共同作用，如段选择寄存器用于存储程序的段选择符，而段描述符高速缓存则加速对段信息的查找。任务寄存器与描述符表寄存器则与多任务处理有关，如任务转换期间会设置TS位，防止协处理器在任务切换期间干扰。 此外，机器状态寄存器（MSW）记录了80286的工作状态，包括PE（实地址/保护方式转换位）、EM（协处理器仿真状态位）和TS（任务转换位）。其中，PE位非常重要，用于指示处理器是否处于保护模式，而TS位在任务切换时控制协处理器的启用状态。 80386和80486在此基础上进一步发展，采用了更复杂的页目录表和页表结构，以提高内存管理效率。页目录表存储页表的描述符，而页表则是存放每一页的具体信息。这种结构使得内存管理更加精细，支持更大的地址空间和更高级别的权限控制。 Pentium微处理器作为后续发展，继承并改进了这些技术，但其结构和特点部分在此章节中并未详述，可能包括更多的硬件增强和新的指令集特性。这部分内容着重讲解了80286在段页式寻址和虚拟存储管理方面的核心原理和技术细节，对于理解早期x86架构的内存管理和多任务处理至关重要。