内存地址空间

《汇编语言(第2版)》第1章基础知识,在本章中，我们对硬件系统结构的问题进行一部分的探讨，以使后续的课程可在一个好的基础上进行。当课程进行到需要补充新的基础知识(关于编程结构或其他的)的时候，再对相关的基础知识进行介绍和探讨。本节为大家介绍的是内存地址空间。

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1.15  内存地址空间

上述的那些存储器，在物理上是独立的器件，但是在以下两点上相同。

都和CPU的总线相连。

CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令。

这也就是说，CPU在操控它们的时候，把它们都当作内存来对待，把它们总的看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，这个逻辑存储器就是我们所说的内存地址空间。在汇编这门课中，我们所面对的是内存地址空间。

图1.8展示了CPU将系统中各类存储器看作一个逻辑存储器的情况。

 图1.8  将各类存储器看作一个逻辑存储器

在图1.8中，所有的物理存储器被看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间。CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。

假设，图1.8中的内存地址空间的地址段分配如下。

地址0~7FFFH的32KB空间为主随机存储器的地址空间；

地址8000H~9FFFH的8KB空间为显存地址空间；

地址A000H~FFFFH的24KB空间为各个ROM的地址空间。

这样，CPU向内存地址为1000H的内存单元中写入数据，这个数据就被写入主随机存储器中；CPU向内存地址为8000H的内存单元中写入数据，这个数据就被写入显存中，然后会被显卡输出到显示器上；CPU向内存地址为C000H的内存单元中写入数据的操作是没有结果的，C000H单元中的内容不会被改变，C000H单元实际上就是ROM存储器中的一个单元。

内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。8086CPU的地址总线宽度为20，可以传送220个不同的地址信息(大小从0至220-1)。即可以定位220个内存单元，则8086PC的内存地址空间大小为1MB。同理，80386CPU的地址总线宽度为32，则内存地址空间最大为4GB。

我们在基于一个计算机硬件系统编程的时候，必须知道这个系统中的内存地址空间分配情况。因为当我们想在某类存储器中读写数据的时候，必须知道它的第一个单元的地址和最后一个单元的地址，才能保证读写操作是在预期的存储器中进行。比如，我们希望向显示器输出一段信息，那么必须将这段信息写到显存中，显卡才能将它输出到显示器上。要向显存中写入数据，必须知道显存在内存地址空间中的地址。

不同的计算机系统的内存地址空间的分配情况是不同的，图1.9展示了8086PC机内存地址空间分配的基本情况。

 图1.9  8086PC机内存地址空间分配

图1.9告诉我们，从地址0~9FFFF的内存单元中读取数据，实际上就是在读取主随机存储器中的数据；向地址A0000~BFFFF的内存单元中写数据，就是向显存中写入数据，这些数据会被显示卡输出到显示器上；我们向地址C0000~FFFFF的内存单元中写入数据的操作是无效的，因为这等于改写只读存储器中的内容。

内存地址空间

最终运行程序的是CPU，我们用汇编语言编程的时候，必须要从CPU的角度考虑问题。对CPU来讲，系统中的所有存储器中的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中，它的容量受CPU寻址能力的限制。这个逻辑存储器即是我们所说的内存地址空间。

对于初学者，这个概念比较抽象，我们在后续的课程中将通过一些编程实践，来增加感性认识。