物理メモリ内のセグメントアドレスを取得するために、セグメントレジスタアドレスの末尾に 4 つの「ゼロ」ビット (0000) を追加するのはなぜですか?

Question

たとえば、CS レジスタが 346AH の場合、メインメモリ内のコードセグメントは 346A0H、つまり 20 ビットになります。なぜそうするのでしょうか?

どうやらあなたが言及しているのはx86 セグメンテーション、もともと Intel 8086/88 CPU で使用されていたものです。この種の「セグメント」は普遍的ではありません。メモリには他の定義もあります。セグメント「」。

歴史的に見ると、シリコンと（フェライト）メモリはかつて非常に高価だったことを認識する必要があります。高価なメインフレームコンピュータに対抗するために、ミニコンピュータ1970 年代に登場したのが、低価格のコンピュータです。低コストを重視したため、通常は 16 ビットのアドレスバス (DEC PDP、Data General Nova、HP 21xx など) と最大 64 KB のメモリが採用されました。しかし、システム要件が大きくなるにつれて、より多くのメモリが必要になることが多くなりました。

既存の 16 ビットアドレスを使用しながら、より多くのメモリにアクセスできるメモリスキームが考案されました。16
ビットアドレスで 64 KB のメモリ容量を拡張する最も一般的な手法は、メモリバンクを使用することです。つまり、有効なメモリアドレスの実際の上位ビットは、バンクレジスタによって指定されます。メモリバンクを使用する主な利点は、メモリサブシステム (CPU の外部) に実装できるため、どの CPU にも後付けできることです。
マイクロプロセッサの出現により、16 ビットアドレスを使用するシステム (Intel 8051、Zilog Z80 など) は、バンクメモリを組み込むなど、同様の方法で進化する傾向がありました。

Intel x86 (および私が知っている少なくとも 1 つの他のシステム) で使用されるセグメントアドレス指定はプロセッサに統合されている
ため、より汎用性があります。メモリバンクは元のメモリ空間内の固定領域しか占有できませんが、x86 セグメントは、セグメントレジスタの指定と組み合わせた 16 ビットのオフセットを使用して、拡張された 20 ビットのアドレス空間へのアクセスを提供します。

x86セグメントアドレスは、実際には20ビットアドレスが16ビットに切り捨てられたものです。
そのセグメントはどの段落からでも開始できます（16を法とするアドレスはゼロです）。
したがって、20ビットのメモリ空間でx86セグメントの実際の開始を取得するには、切り捨てられた4つのゼロビットを追加する必要が
あります。x86 メモリモデルx86 ソフトウェアは、主に 16 ビットの「アドレス」を使用できましたが (古いソフトウェアと同様)、古い 16 ビットアドレスソフトウェアよりも効率的なメモリにアクセスできました。

つまり、x86 セグメントは、ハードウェアを 20 ビットアドレスバスに拡張する方法ですが、ソフトウェアは主に 16 ビットの「アドレス」を使用でき、20 ビットの演算 (つまり、20 ビット幅のレジスタとデータ) を必要としません。

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