36. Физическое адресное пространство памяти и портов.

Исторически сложилось так, что адресное пространство микропроцессоров в IBM совместимых ПК, т.е. совокупность тех ячеек основной памяти (байтов), которые МП может адресовать, логически делится на 3 области:

1. область стандартной памяти(CMA – Conventional Memory Area)

2. область верхней памяти (UMA – Upper Memory Area)

3. область расширенной памяти (XMA – eXtended MemoryArea)

В пределах CMA адресуется часть оперативной памяти, называемая стандартной памятью (conventional memory). Ее объем не может превышать 640 Кбайт, поскольку доступно 640 ячеек размером 1 байт.

UMA размером 384 Кбайт зарезервирована для организации доступа к таким разновидностям памяти, как:

- видеопамять – оперативная память, хранящая ту информацию, которая отображается на экране монитора;

- память, в которой хранится BIOS;

- постоянная память адаптеров периферийных устройств, выполняющая роль расширения BIOS.

Несмотря на то, что память перечисленных разновидностей реально находится в различных компонентах компьютера, вся она оказывается доступной в едином адресном пространстве.

XMA «заполняется» оперативной памятью, получившей название расширенной памяти (extended memory). Размер XMA равен размеру адресного пространства МП за вычетом 1 Мбайт, отводимого под CMA и UMA . Например МП 8088 (аналог 8086) поддерживает всего 1 Мбайт адресного пространства, поэтому расширенная память в компьютерах с таким МП отсутствует. МП 80286 и 80386 могут адресовать 16 Мбайт, следовательно, 15 Мбайт – расширенная память.

Таким образом оперативная память ПК не является непрерывной – она делится как минимум на две части..

Позднее в 1988г. была предложена спецификация расширенной памяти XMS – eXtended Memory Specification. Могла использоваться только для:

1. хранения данных, необходимых выполняемым программам,

2. создание виртуальных дисков,

3. организация кэша для ускоренного доступа к дискам.

В МП 80386 и выше появилась расширенная память , перемещенная в UMA, называемая верхней памятью (high memory) или UMB-память (Upper Memory Block – блоки верхней памяти).

037. Режимы работы процессоров 80386 и выше

Режимы процессора Intel 80386 и выше

R-mode. Реальный (Real) режим. Точная копия того единственного режима, в котором работали процессоры 8086 и 8088, адресуя 1 Мбайт оперативной памяти

P-mode Защищенный (protected) режим. «Родной» режим процессоров 80386 и выше, наиболее полно использующий преимущества его 32-разрядной архитектуры и отличающийся передовыми методами защиты программ, 32- разрядной («плоской», в отличие от l6-разрядной, сегментной) адресацией до 4 Гбайт памяти и возможностью подкачки страниц памяти по требованию V-mode -режим виртуального процессора 8086, или V86. Это режим является особым состоянием задачи защищенного режима, в котором процессор функционирует как 8086. При этом процессор 80x86 полностью эмулирует работу процессора 8086, не переходя в реальный режим

SMM –mode. Pежим системного управления (System Management Mode) Современные модели 32-разрядных процессоров (начиная с некоторых модификаций 386-го и 486-го), кроме обычных режимов – реального, защищенного и режима V86, - имеют дополнительный режим системного управления SMM (System Management Mode). Этот режим предназначен для выполнения некоторых действий с возможностью их полной изоляции от прикладного программного обеспечения и даже операционный системы. Главным образом, этот режим предназначен для реализации системы управления энергопотреблением.

038. Классификация команд для МП Intel 80x86

039. Сравнительная характеристика методов адресации

Непосредственный режим. Характеризуется тем, что данное длиной 8 или 16 бит является частью команды.

Пример: MOV dest, 20h

Прямому режиму свойственно то, что 16-битовый эффективный адрес является частью команды. Эффективный адрес EA суммируется с умножением на 16 с содержимым соответствующего сегментного регистра.

Пример: MOV dest, [100h]

Регистровый режим обладает тем свойством, что данное содержится в определяемом командой регистре; 16-битовый операнд может находится в регистрах AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP, а 8-битовый ­– в регистрах AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, DH.

Пример: MOV dest, AX

В регистровом косвенном режиме эффективный адрес данного находится в базовом регистре BX, BP или индексном регистре (SI, DI).

Пример: MOV dest, [SI]

В регистровом относительном (т.е. со смещением) режиме эффективный адрес равен сумме 8- или 16-битового смещения и содержимого базового или индексного регистров. Этот тип адресации удобен для доступа к элементам таблицы, когда сдвиг указывает на начало таблицы, а регистр – на ее элемент.

Пример: MOV dest, [BX+2]

Базовый индексный режим характеризуется тем, что эффективный адрес равен сумме содержимого базового и индексного регистров.

Пример: MOV dest, [BX+SI]

Относительный (т.е. со смещением) базовый индексный режим. Свойственно то, что эффективный адрес равен сумме 8- или 16-битового смещения и базового-индексного адреса. Этот режим удобен при адресации двумерных массивов, когда базовый регистр содержит начальный адрес массива, а значение смещения и индексного регистра задают сдвиг по строке и столбцу.

Пример: MOV dest, [BX+SI+4]