一、前言

    轉(zhuǎn)眼之間距離上一篇文章的時間已經(jīng)一個月左右了，由于工作比較忙，對知識的梳理比較慢但又希望能夠有比較好的東西跟大家一起交流，所以這過程顯得比較久了。好了，不說廢話了，我們首先為進入今天的主題熱熱身。其實，說到操作系統(tǒng)，基本上都會提及實模式與保護模式，而大家在學習過程中可能也只有點模糊的印象。為了方便后期文章的理解，加快我們的學習速度，決定在這里跟大家一起交流一下，當然，這里為了大家比較容易理解，會用比較通俗的說法，在后期文章中涉及到該部分知識的例子時，會跟大家點明。 二、實模式　 　　a.那究竟實模式是什么呢？　　在計算機上面，實模式存在的時間非常之短，所以一般我們是感覺不到它的存在的。CPU復位（reset）或加電（power on）的時候就是以實模式啟動，在這個時候處理器以實模式工作，不能實現(xiàn)權(quán)限分級，也不能訪問20位以上的地址線，也就是只能訪問1M內(nèi)存。之后一般就加載操作系統(tǒng)模塊，進入保護模式。

　　處理器8086 有 20 根地址線（不清楚8086的童鞋，可以自行百度，這可處理器非常有名，資料也很多），可以尋址 1MB 內(nèi)存。但是，它內(nèi)部的寄存器16 位的，無法在程序中訪問整個 1MB 內(nèi)存。所以，它也是第一款支持內(nèi)存分段模型的處理器。還有， 8086 處理器只有一種工作模式，即實模式。當然，在那時，還沒有實模式這一說。

　　由于 8086 處理器的成功，推動著 Intel 公司不斷地研發(fā)更新的處理器， 32 位的時代就這樣到來了。盡管 8086 是 16 位的處理器，但它也是 32位架構(gòu)內(nèi)的一部分。原因在于， 32 位的處理器架構(gòu)是從 8086 那里發(fā)展來的，是基于 8086 的，具有延續(xù)性和兼容性。

　　32位處理器有自己的 32 位工作模式。在本系列文章中，保護模式其實就是32位模式。在這種模式下，可以完全、充分地發(fā)揮處理器的性能。同時，在這種模式下，處理器可以使用它全部的 32根地址線，能夠訪問4GB 內(nèi)存。

　　b.實模式的尋址方式與工作機理

　　其實，8086的段寄存器和IP寄存器都是16位的，如果按照原先的方式，把段寄存器的內(nèi)容和偏移地址直接相加來形成物理地址的話，也只能得到 16 位的物理地址。麻煩的是，8086卻提供了20根地址線。換句話說，它提供的是20位的物理地址。

　　提供 20 位地址線的原因很簡單， 16 位的物理地址只能訪問 64KB 的內(nèi)存，地址范圍是0000H～FFFFH，共 65536 個字節(jié)。這樣的容量，即使是在那個年代， 也顯得捉襟見襯。注意，這里提到了一個表示內(nèi)存容量的單位“ KB”。為了方便，我們通常使用更大的單位來描述內(nèi)存容量，比如千字節(jié)（ KB）、兆字節(jié)（ MB）和吉字節(jié)（ GB）。
　　所以，65536個字節(jié)就是64KB，而 20 位的物理地址則可以訪問多達1MB的內(nèi)存，地址范圍從 00000H到FFFFFH。問題是，16 位的段地址和 16 位的偏移地址相加，只能形成 16 位的物理地址，怎么得到這 20位的物理地址呢？

　　為了解決這個問題，8086 處理器在形成物理地址時，先將段寄存器的內(nèi)容左移 4 位（相當于乘以十六進制的10，或者十進制的 16），形成 20 位的段地址，然后再同16位的偏移地址相加，得到20位的物理地址。比如，對于邏輯地址 F000H:052DH，處理器在形成物理地址時，將段地址F000H左移 4 位，變成 F0000H，再加上偏移地址052DH，就形成了20位的物理地址 F052DH。
　　這樣，因為段寄存器是16位的，在段不重疊的情況下，最多可以將1MB的內(nèi)存分成65536個段，段地址分別是0000H、0001H、0002H、0003H，……，一直到FFFFH。

　　一個地址有段和偏移兩部分組成，物理地址的計算公式為：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　物理地址（physicaladdress）