微机原理课程设计计算机系统中的地址与Internet网络中的IP地址之对比研究.doc

河南理工大学 计算机科学与技术学院 课程设计报告 2010— 2011学年第一学期 课程名称 微型计算机原理与接口技术 设计题目 计算机系统中的地址与Internet 网络中的IP地址之对比研究 学生姓名 学 号 专业班级 指导教师 2011 年 9 月 8 日  摘要 计算机系统中的地址研究涉及：8086CPU的实地址和80386CPU以后的虚拟地址；存储器地址和I/O口地址；地址的使用问题：尽量连续使用地址，高位地址和低位地址的处理等。INTERNET网络地址涉及：网络节点主机的逻辑地址(IP地址)和节点的物理地址；Internet的IP地址分类；网络地址部分和主机地址部分等。两种地址的性质是有很大差别的，计算机系统中的地址（指实地址）是若干条地址线连接的真实地址，而IP地址则只是一种编号，即逻辑地址，在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位，数据传输的路由，由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机IP地址  目录 一、设计题目与要求 1 1.1设计题目 1 1.2设计要求 1 二、设计目的 1 三、设计方案 2 四、设计的基本理论 3 4.1 8086 CPU内部结构 3 4.2 8086系统中物理地址的形成过程 4 4.3 Intel 80386 CPU系统中存储器的管理 4 4.3.1 实地址方式 4 4.3.2 保护方式（又称虚拟地址方式） 5 4.3.3 虚拟8086方式（又称V86方式） 7 4.3.4 80386三种工作模式的相互转变 7 4.4 Internet网络地址 7 4.4.1 关于TCP/IP网络环境下的逻辑地址和物理地址 7 4.4.2 IP地址的分类 8 五、设计原理分析 10 5.1 8086的存储器编址 10 5.2 8086的I/O编址 12 5.3 分类 IP 地址 12 六、结果分析 14 6.1 计算机系统中地址的使用问题 14 6.2两种地址的对比研究 14 6.3地址的分段与分级 15 七、设计总结 16 八、参考文献 17 一、设计题目与要求 1.1设计题目 设计题目：计算机系统中的地址与Internet网络中的IP地址之对比研究 1.2设计要求 （1） 独立完成课程设计任务； （2） 分析计算机系统中地址的识别方法，分析IP地址的识别方法； （3） 用到哪些硬件、对此硬件的介绍、硬件框图原理图BIU 总线接口部件的主要功能负责CPU与存储器、I/O接口之间的信息传送。主要由4个段地址寄存器 、指令指针寄存器IP 、20位地址加法器 、6个字节的指令队列组成 （2） 执行部件EU 执行部件的主要功能负责指令的执行。主要由4个通用寄存器 、 4个专用寄存器 、 算术逻辑单元ALU 、标志寄存器FR 组成 （3） 8086内部结构示意图 图4-1 8086内部结构示意图 4.2 8086系统中物理地址的形成过程 （1） 8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成，都是16位二进制数。通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成，都是无符号的16位二进制数，程序设计时采用逻辑地址，也是1MB。 80386刚加电或复位时，便进入实地址方式。实地址方式主要为80386进行初始化，并为80386在保护方式下所需要的数据结构做好各种配置和准备。它的工作方式几乎和8086完全相同，特点如下： 存储器容量最大为1MB； 存储器采用分段，每段为64KB； 不采用分页，即不支持虚拟存储器； 允许访问80386的32位寄存器组。 （2） 实地址方式下的物理地址的形成 图4-2 实地址方式下的物理地址形成示意图 4.3.2 保护方式（又称虚拟地址方式） （1） 保护方式是80386最常用的方式，在进入实地址方式完成初始化后，803便立即转到保护方式。实地址方式下的80386只