如图所示，8086 内部有 8 个 16 位的通用寄存器，分别是 AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP。其中，前四个寄存器中的每一个，都还可以当成两个 8 位的寄存器来使用，分别是 AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
在进行数据传送或者算术逻辑运算的时候，使用算术逻辑部件（ALU）。比如，将 AX 的内容和 CX 的内容相加，结果仍在 AX 中，那么，在相加的结果返回到 AX 之前，需要通过一个叫数据暂存器的寄存器中转。
处理器能够自动运行，这是控制器的功劳。为了加快指令执行速度，8086 内部有一个 6 字节的指令预取队列，在处理器忙着执行那些不需要访问内存的指令时，指令预取部件可以趁机访问内存预取指令。这时，多达 6 个字节的指令流可以排队等待解码和执行。
8086 内部有 4 个段寄存器。其中，CS 是代码段寄存器，DS 是数据段寄存器，ES 是附加段（Extra Segment）寄存器。附加段的意思是，它是额外赠送的礼物，当需要在程序中同时使用两个数据段时，DS 指向一个，ES 指向另一个。可以在指令中指定使用 DS 和 ES 中的哪一个，如果没有指定，则默认使用 DS。SS 是栈段寄存器，以后会讲到，而且非常重要。
IP 是指令指针（Instruction Pointer）寄存器，它只和 CS 一起使用，而且只有处理器才能直接改变它的内容。当一段代码开始执行时，CS 指向代码段的起始地址，IP 则指向段内偏移。这样，由 CS 和 IP 共同形成逻辑地址，并由总线接口部件变换成物理地址来取得指令。然后，处理器会自动根据当前指令的长度来改变 IP 的值，使它指向下一条指令。
当然，如果在指令的执行过程中需要访问内存单元，那么，处理器将用 DS 的值和指令中提供的偏移地址相加，来形成访问内存所需的物理地址。
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，把段寄存器的内容和偏移地址直接相加来形成物理地址的话，也只能得到 16 位的物理地址。麻烦的是，8086 却提供了 20 根地址线。换句话说，它提供的是20位的物理地址。
提供 20 位地址的原因很简单，16 位的物理地址只能访问 64KB 的内存，地址范围是 0000H~FFFFH,共 65536 个字节。这样的容量，即使在那个年代（8086 是 Intel 在 1978 年发布的第一款 16 位的处理器），也显得捉襟见肘。65536 个字节就是 64KB，而 20 位的物理地址则可以访问多达 1MB 的内存，地址范围从 00000H 到 FFFFFH。问题是，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，怎么得到这 20 位的物理地址呢？
为了解决这个问题，8086 处理器在形成物理地址时，先将段寄存器的内容左移 4 位（相当于乘以十六进制的 10，或者十进制的 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，对于逻辑地址 F000H:052DH，处理器在形成物理地址时，将段地址 F000H 左移 4 位，变成 F0000H,再加上偏移地址 052DH,就形成了 20 位的物理地址 F052DH。
这样，因为段寄存器是 16 位的，在段不重叠的情况下，最多可以将 1MB 的内存分成 65536 个段，段地址分别是 0000H、0001H、0002H、0003H，......，一直到 FFFFH。在这种情况下，如图 2-13 所示，每个段正好 16 个字节，偏移地址从 0000H 到 000FH。
同样在不允许段之间重叠的情况下，每个段的最大长度是 64KB，这是因为偏移地址也是 16 位的，从 0000H 到 FFFFH。在这种情况下，1MB 的内存，最多只能划分成 16 个段，每段长 64KB，段地址分别是 0000H、1000H、2000H、3000H，...，一直到 F000H。
以上所说的只是两种最典型的情况（边界情况）。通常情况下，段地址的选择取决于内存中哪些区域是空闲的。举个例子来说，假如从物理地址 00000H 开始，一直到 82251H 处都被其它程序占用着，而后面一直到 FFFFFH 的地址空间都是自由的，那么，你可以从物理内存地址 82251H 之后的地方加载你的程序。
接着，你的任务是定义段地址并设置处理器的段寄存器，其中最重要的是段地址的选取。因为偏移地址总是要求从 0000H 开始，而 82260H 是第一个符合该条件的物理地址，因为它恰好对应着逻辑地址 8226H:0000H，符合偏移地址的条件，所以完全可以将段地址定为 8226H。
但是，举个例子来说，如果你从物理内存地址 82255H 处加载程序，由于它根本无法表示成一个偏移地址为 0000H 的逻辑地址，所以不符合要求，段不能从这里开始划分。这里的区别在于，82260H 可以被十进制数 16（或者十六进制数 10H）整除，而 82255H 不能。通过这里例子可以看出，8086 处理器的逻辑分段，起始地址都是 16 的倍数，这称为是按 16 字节对齐的。
段的划分是自由的，它可以起始于任何 16 字节对齐的位置，也可以是任意长度，只要不超过 64KB。比如，段地址可以是 82260H，段的长度可以是 64KB。在这种情况下，该段所对应的逻辑地址范围是 8226H:0000H~8226H:FFFFH，其所对应的物理地址范围是 82260~9225FH。
同时，正是由于段的划分非常自由，使得 8086 的内存访问也非常随意。同一个物理地址，或者同一片内存区域，根据需要，可以随意指定一个段来访问它，前提是那个物理地址位于该段的 64KB 范围内。也就是说，同一个物理地址，实际上对应着多个逻辑地址。
练习题
- 在段与段之间互不重叠的前提下，1MB 内存可以完整地划分为多少个 16KB 的段？
答：只需拿 1MB 除以 16KB 即可，也就是可以完整地划分为 64 个 16KB 的段。
- 数据段寄存器 DS 的值为 25BCH 时，计算 Intel 8086 可以访问的物理地址范围。
答：因为 8086 是 16 位的 CPU，所以，偏移地址的范围为 0000H~FFFFH。 所能访问的范围即为：25BCH:0000H~25BCH:FFFFH，转换为物理地址时为：25BC0H~35BBFH。
参考资料：
[x86汇编语言-从实模式到保护模式 第二章 2.5.4 8086的内存分段机制]
