1985年，IBM公司引入AT機時，使用的是INTER80286CPU，具有24根地址線，可定址16MB的地址空間，並且保留了真實模式來向下相容。直到今天的32位/64位的CPU，上電後CPU的初始模式仍然是真實模式。

         真實模式和保護模式的最大區別，就在於記憶體的定址和保護機制。在真實模式下，定址方式為 （段基址）：（段內偏移）來確認要找的記憶體空間，這種定址方式比較單純，段基址左移四位，加上段內偏移值，就得到要定址的物理空間。而真實模式下的定址方式限制了定址的空間，同樣不能提供完善的保護機制，隨著計算機的發展，使用者的需求越來越多，大型的程式和多工的出來要求有更大的定址空間，這就要求在作業系統執行的過程中，要處理更多的段，保護模式無法提供這樣的服務，所以，將各個段集中在一個表中，是有利的。保護模式就是用的這種機制完成分段機制的。

        保護模式分段機制的關鍵詞：段描述符、段描述符表、段選擇符。

段描述符

        段描述符包含了對一個段的完整描述，包括段的基址、段的限長和段的屬性。段基址指明瞭段的起始地址，段限長指明瞭段的長度，兩者的結合就定義了一個段的全部空間，段的屬性描述了該段的一些相關資訊，包括型別（資料段、程式碼段、系統段）、許可權等。每一個段描述符為8個位元組，其就是對段的抽象，代表一個段的實體，該資料也可以理解為一個段在作業系統中存在的身份證，每個定義的段都有一個描述符，就相當於每一個人都有一個身份證一樣。

段描述符表

         作業系統中會包括很多的段，包括作業系統的程式碼段、資料段和使用者程式的程式碼段、資料段等，每個段都有一個描述符，但這些描述符不是隨便存在於記憶體中的，作業系統定義了段描述符表，將段描述符進行統一的管理，就是全域性描述符表GDT、區域性描述符表LDT和中斷描述符表IDT。

         段描述符表就是段描述符的一個數組，描述符表沒有固定的長度，但最多隻有8192個8位元組的描述符。隨後會介紹。

全域性描述符表

         全域性描述符表GDT是作業系統維護一個特殊的資料結構，並且有處理器的記憶體管理硬體來引用。在但處理器系統中只有一個GDT，在多處理器系統中，每一個CPU都要有一個GDT。GDT可用於系統中所有的程式和任務。GDT不能算是嚴格意義上的段，而是線性地址空間中的一個數據結構。GDT的段限長和段基址要載入到CPU的GDTR中，一般作業系統設定完GDTR後，不會再改變了，用於對記憶體的定址。

區域性描述符表

         區域性描述符表也可以理解為作業系統中特殊的資料結構，但其和GDT有一定的區別。每個任務可以定義一個區域性描述符表，存放該任務的程式碼段、資料段等，LDT中存放的段描述符指向的是該任務的私有空間，但LDT表作為一個段被定址，要將它的描述符存放在全域性描述符中，這個是必須的！LDT的段限長和段基址要存放在CPU的LDTR中，並且在任務切換的時候，這個LDTR的內容會改變。

段選擇符

        前面介紹了在保護模式下，8位元組的段描述符如何對一個段進行整體的描述，隨後介紹了作業系統通過GDT和LDT如何管理描述符，那麼我們如何定址呢？在程式中如何去找我們要訪問的段呢？在真實模式下，我們通過（段基址）：（段內偏移）進行定址，在保護模式下，也是類似的，我們用（段選擇符）：（段內偏移）。注意，真實模式下的段基址和保護模式下的段選擇符！！！保護模式下的分段機制確實有些複雜，但在這裡，分段機制的定址上，不要害怕，不要想的太多，讓腦子單純一些，其實也很好理解。只要一點：：保護模式下的分段定址最關鍵的，就是比真實模式下的分段定址多了一個查表的步驟，就這麼簡單！！！第一步：段選擇符會和GDTR或LDTR中的資料相結合，找到我們要定址的段的段描述符，段描述符存放著段的基地址，我們找的就是這個基地址。第二步：將基地址和段內偏移地址相加，就將邏輯地址轉換成了線性地址（僅僅當成一個地址，這個地址就是我們要找的，不要多想，否則越想越亂），後面的一步就和真實模式的定址很相近了。下面一個圖來說明分段機制如何定址。

轉載自:http://blog.csdn.net/andrew_yau/article/details/7719806

          段選擇符是16位的，前位0和位1為請求許可權，位2為TABLE INDEX，當TI為0時，該選擇符索引GDT，當TI為1，該選擇符索引LDT。索引號共13位，故一個GDT可以可以存放2^13個描述符表，即8192個。同樣LDT也可以存放8192個描述符表。整個虛擬空間被分成了2^14個段，一半由GDT來對映，作為全域性虛擬地址空間（由作業系統和使用者任務共享），一半由LDT對映，作為區域性虛擬地址空間（使用者任務私有自己的空間）。

         這個圖完整的描述了保護模式分段定址。程式中，我們給出的邏輯地址包括16bit的索引號，和32bit的偏移地址。第一步：GDTR（全域性描述表暫存器）存放的是GDT的基地址，索引號和GDT相結合（由分段機制的硬體完成），找到我們要訪問的段描述符，從段描述符中取出段基址。第二步：這一步就和真實模式很類似了，將段描述符中的段基址取出，找到相應段的首地址，偏移量負責段內定址，即（段基址）：（段內偏移）。