Наиболее распространенная модель адресации памяти - плоская, когда у каждого элемента памяти есть глобальный адрес. Но это не единственный способ работы с памятью, в данной статье я хочу рассмотреть одну из альтернатив - сегментную адресаци. Будут расмотрены несколько исторических систем, реализующих этот подход, преимущества сегментной адресации с точки зрения масштабирования и безопастности, а также высказаны гипотезы о причинах, по которым он не прижился (спойлер: буду ругать язык C и перационную систему Unix).

В подавляющем большинстве компьютерных систем для работы с некоторой ячейкой памяти необходимо как-то указать ее адрес, как правило 16-, 32- или 64-разрядное число. Количество бит в адресе часто называют разряностью системы. Часто дополнительно используется механизм "трансляции страниц", который отображает области виртуальной памяти пользовательского приложения в физическую память, которой управляет операционная система. Но в каждый момент времени активна отлько одна "таблица страниц" и с точки зрения приложения (а во многом и с точки зрения ядра ОС) память остается плоской.

Рассмотрим старый процессор Intel 86/88/186. Размер регистров этих процессоров всего 16 бит, что позволяет адресовать всего 64 килобайта памяти. Когда эти микросхемы разрабатывались, такого размера памяти уже не хватало для многих приложений, а 32-разрядные процессора были слишком дороги. Проблему решили добавив в архитекруту сегментные регистры. При обращении к памяти к 16-битному адресу (хранящемуся в реристре общего назначения или прямо в коде команды) прибавлялось значение сегментного регистра, сдвинутое на 4 бита (что тоже самое, умноженное на 16) и полученное значение использовалось как физический адрес. Такой подход позволял адресовать до одного гигабайта памяти. В архитектуре персональных компьтерах IBM PC, созданных на базе этих процессров, часть адресного пространства было зарезервировано для системных нужд, а пользовательским приложениям и ОС было доступно до 640 килобайт. Но не все так просто.

https://habr.com/ru/post/689326/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=689326