4. Основная память.Распределение адресного пространства ibm pc xt.
а) Количество адресуемой памятью определяется разрядностью ША. В IBM PC XT на базе МП I86,88 nша = 20, ОП = 1Мб, эта память называется основной памятью и используется МП-ми всех типов в реальном режиме работы.
Рисунок 18 - IBM PC XT на базе МП I86,88
640Кб – базовая память для программ и данных DOS. Из них 1К – вектора прерываний в RM. Выше 640К область верхней памяти UMA (Upper Memory Area), равная 384К: Video RAM (128K) для обработки текстовых режимов видеосистемы. ROM BIOS I/O – 128К – для управляющих программ адаптеров, установленных в разъём MB и имеющих свои ROM BIOS – Видеокарта, звуковая карта, контроллер HDD, контроллер CD/DVD. ROM BIOS M/B – 128 К – для системной BIOS, которая записана в ROM BIOS на MB. Здесь хранятся тестовые программы, например POST – программа самопроверки оборудования при включении питания; Bootstrap Loader – первоначальный загрузчик, который инициирует поиск OS на винчестере, загружает её в память и передаёт управление системой.
5. Распределение адресного пространства ibm pc at
А=24, 16Мб
ША-24,32,36
Но во всех компьютерах память 1 Мб. Память за пределами 1 Мб называется расширенной(extended memory area). Расширенная память – эта память в пределах установленной на MB памяти, называется физической. Расширенная память доступна для работы МП в защищенном режиме PM и VM. Для доступа к этой памяти применяется спецификация EMS – Extended Memory Specification.
Область высшей (старшей, extra) HMA. Расположена в 1 Мб расширенной памяти, используется для хранения резидентных программ и драйверов.
Дополнительная память Expanded memory. МП адресовать её не может. Её формирует ОС через окно в верхней памяти в ROM BIOS I/O. Она используется для хранения данных ввода/вывода как буфер, а для программных кодов не пригодна. «Окно» открывается в сегменте D0000h так как этот сегмент размером 64К не используется адаптерами. Дополнительная память поддерживается спецификацией XMS Expanded Memory Specification и программным драйвером emm.sys, который загружается файлом конфигурации config.sys.
6.Страничная организация памяти
В защищенном режиме работы МП поддерживается страничное преобразование адресов, если в CR0 31-ый бит равен 1 (PG). CR0[31] = 1.
На аппаратном уровне за страничное преобразование отвечает внутреннее устройство управления памятью MMU – Memory Management Unit.
На старых материнских платах это отдельная ИМС, а на новых оно интегрировано в чипсет материнской платы. Основное применение страничного преобразования адресов связано с организацией виртуальной памяти, которое позволяет использовать большее адресное пространство, чем физическая ОП. Страничная организация памяти связана с преобразованием виртуального (линейного) адреса в физический, выдаваемый на шину адреса.
В страничном преобразовании базовым объектом памяти служит страница – блок смежных ячеек ОП фиксированного размера 4КБ.
Структура страниц
При разрешенном страничном преобразовании все адресное пространство в 4 ГБ делится на 1 МБ страниц по 4 КБ каждая. Принято страницы в физической ОП называть страничным кадром. Границы сегментов и страниц не обязательно должны быть выровнены, но рекомендуется выравнивать небольшие сегменты так, чтобы они находились в пределах одной страницы. Если для сегментов имеются 4 уровня привилегий, которые определяются полем DPL дескриптора, то в страничном преобразовании только два уровня: системный (супервизор) и пользовательский (юзер).