31. Буфер ассоциативной памяти (tlb) в мп х86.

Блока кэширования 32-разрядного процессора Intel - TLB.

Буфер ассоциативной памяти TLB хранит вхождение в каталог и таблицы страниц, к которым имели место обращения в последнее время. В процессорах 486 для данных и инструкций применяется единый TLB, в старших моделях процессоров эти буферы разделе­ны. В Р6 большие страницы (2 и 4 Мбайт) обслуживаются раздель­ными TLB. Буферы TLB нормально активны в защищенном режи­ме при разрешенном страничном распределении. При запрещенном страничном распределении (только сегментное) или в реальном режиме TLB сохраняет свое содержимое до явной или неявной его очистки.

Буфер ассоциативной памяти создан для ускоренной загрузки тех страниц и сегментов данных, которые используются чаще всего. Такой подход ускоряет процесс выполнения программ.

32. Защита основной памяти. Способы и средства.

Защита ЭВМ или защита памяти - это один из аспектов защиты информации в вычислительных системах. Необходимость защиты памяти в значительной степени возни­кает в связи с возможностью непреднамеренного нарушения со­держимого памяти. Средства защиты памяти должны предотвра­щать повреждение программ и данных из-за возникновения неис­правностей в аппаратуре машины, ошибок в программах, не преду­смотренного взаимодействия пользователей друг с другом, от не­санкционированного доступа пользователей к содержимому памя­ти.

Защита памяти предусматривает использование аппаратных и программных средств, которые реализуются с той или иной полно­той во всех современных вычислительных системах. Защита памя­ти, по существу, представляет защиту адресного пространства, которое используется конкретным пользователем, как для вызова и размежевания данных, так и программ (кодов).

Реальная память разбивается на взаимно независимые области. Доступ к ним осуществляется в процессе выполнения программ, путем управления доступом к этим областям. При обращении к памяти производится сопоставление атрибутов прав доступа и за­щиты программ и данных, т.е. их адресов с атрибутами защиты, присвоенными используемым областям памяти. Если механизм защиты не допускает использования этой области памяти цен­тральным процессором или процессорами в/в, производится пре­рывание про защите памяти (по нарушению защиты памяти). Регистры границ. Одним из ранних и сравнительно простым является способ назначения атрибутов защиты областям памяти и контроля обращения к ним, использующий специальные регистры границ в ЦП. Такие регистры встраивались в большинство ВМ средней и малой мощности. Например в CRAY-1 использовались 2 регистра. Один – для указания начала выделенной и защищаемой области памяти, а второй – для указания размера этой области. Если адрес запроса не попадал в область, определенную этими ограничениями, то доступ к памяти запрещался. Регистры границ - это удобный способ разграничения доступа программ, однако при этом возможно использование только непре­рывных областей памяти. Ключи и замки защиты. Другим способом защиты реальной памяти является использование ключей и замков защиты. Замок, который иногда называется ключом, - это идентификационное число, приписанное области памяти для обеспечения защиты. В ранних ЭВМ назначение ключей выделенным областям памяти производилось аппаратным способом, в более поздних - при по­мощи специальной таблицы замков, в которой каждая выделенная область наделялась своим базовым адресом. Значение замков при­сваивалось этим областям ОС. Такой способ защиты оказался осо­бенно эффективным при делении памяти на блоки или страничной организации памяти, где областями, защищаемыми ключами, ста­новились страницы (кадры страниц).

Для обращения (доступа) к защищенной ключом области памя­ти программа должна быть наделена соответствующим ключом. Обычно ключ программы загружается в определенный управляю­щий регистр УП операционной системы до выполнения программы. Чаще всего ключ размещается в регистре слова состояния про­граммы (процессора) - ССП.

В отличие от способа регистров границ одно и то же значение ключа может быть приписано более чем одной выделенной области памяти (странице), расширяя доступную программе память. Кроме того, одно и то же значение ключа может быть приписано разным программам, позволяя им разделять общую область памяти.

Преимущества использования ключей для защиты памяти, позволяют устанавливать и некоторую ие­рархию замков и ключей. Например, нулевое значение ключа про­граммы обеспечивает право доступа ко всем защищенным облас­тям памяти независимо от установленных для них значений замков.