8. Адреси пам’яті. Сторінкова організація памяті. Реальний і захищений режим роботи рс

Розрізняють наступні адреси пам’яті: 1) логічні адреси. Форма запису логічних адрес залежить від типу ПЗ (в основному це є мови програмування). Кожна з мов програмування може по різному записувати адреси пам’яті; 2) фізична адреса – адреса. Яка фізично вказує на місце даних у пам’яті; 3) сегментова адреса – адреса. Яка використовується в реальному режимі мікропроцесора, являє собою пару двох шістнадцяткових чисел розділених «:». Перше число називається сегментом, друге – зміщенням. Використовується така адреса ОС реального режиму роботи для маніпулювання пам’яттю. 4)Віртуальна адреса пам’яті використовується в захищеному режимі роботи, записується аналогічно, проте перше число називається селектором, друге – зміщенням. На відміну від реального режиму роботи, де пам’ять являє собою єдиний адресований простір, пам’ять захищеного режиму поділяється на сторінки пам’яті по 16 КБ.

Адресація може бути:Абсолютна — вказується прямий адрес до комірки пам’яті; Сегментна — вказується адреса відносно початку сегмента, у випадку якщо сегменти відсутні або співпадають,еквівалентна абсолютній; Відносна — вказується зміщення відносно будь-якого значення; Індексна — вказується адреса початку масива, розмір елемента і порядковий номер елемента в масиві; Регістрова — вказує на відповідний регістр РЗП (регістри загального призначення); Стекова — з використанням спеціального регістра – вказівника стеку(SP - Stack Pointer). Використовується для занесення операндів в стек в одному порядку та видобутки в зворотному напрямку; Неявна — регістр джерело або регістр приймач підрозуміється в самому коді операції

Сторінкова організація пам'яті. Відношення між віртуальною та реальною пам'яттю. Основна думка зводиться до формування таблиць описання пам'яті, які визначають стан її окремих сегментів/сторінок тощо. У разі нестачі пам'яті операційна система може відвантажити частину даних з оперативної пам'яті на диск, а до таблиці описів внести зазначення на відсутність цих даних у пам'яті. При спробі звернення до відсутніх даних процесор сформує виключення (різновид переривання) і віддасть управління операційній системі, яка поверне дані до пам'яті, а потім поверне управління програмі. Таким чином для програм процес підкачки даних з дисків відбувається непомітно..

В реальному режимі роботи вся наявна пам’ять у системі доступна єдиній програмі, яка виконується. Це є однозадачний режим з одними користувачем.прикладом операційної системи реального режиму є MS DOS. В захищеному режимі роботи кожній програмі відводиться власна область пам’яті, яка є недоступною для інших програм. Це є багатозадачний режим роботи з одним або кількома користувачами.

9. Режими опитування і система переривань, контролер переривань

Внутрішні і програмні переривання обробляються безпосередньо процесором, а для попередньої обробки зовнішніх запитів застосовують спеціалізовані пристрої - контролери переривань. Необхідність використання контролерів переривань зумовлена тим, що процесор або мікроконтроллер має обмежене число вхідних ліній для прийому запитів на переривання. У той же час кількість пристроїв, які вимагають взаємодії з процесором через сигнали переривань, в реальних системах досягає декількох десятків. Таким чином, контролер переривань виконує селекцію запитів. Для прийому запитів переривання і формування сигналу переривання МП потребує лише регістр запитів переривань із буфером системної шини і схеми логічного об'єднання вхідних запитів переривань. Програма опитування зчитує вміст регістра запитів переривань, опитує кожен його розряд і передає керування програмам обслуговування переривань.

Такий засіб побудови системи переривань доцільний при невеличкому числі обслуговуючих запитів переривань, тому що засіб опитуванння при великому числі запитів потребує значних витрат часу в порівнянні з векторним.

Запити на виконання процедури переривань можуть мати різну природу. Перш за все розрізняють апаратні переривання від периферійних пристроїв або інших компонентів системи і програмні переривання, що викликаються командою INT, яка використовується, зокрема, для програмного звернення до функцій DOS і BIOS. Сигнали, що збуджують апаратні переривання, можуть ініціюватися ланцюгами самого процесора, наприклад, при спробі виконання операції ділення на нуль (такі переривання називаються внутрішніми, або відмовами), а можуть приходити з периферійного устаткування (зовнішні переривання). Незалежно від джерела, процедура переривання, описана вище, завжди виконується однаково, як для апаратних, так і для програмних переривань.