2.3.Кэш память

Это вспомогательный вид памяти, предназначенный для оптимизации вычислительного процесса. Повышенная производительность обеспечивается за счет более высокого быстродействия по сравнению с основной памятью.

Применение этой памяти основано на свойстве локальности, присущем программным системам. Локальность бывает пространственная и временная.

Пространственная локальность означает, что высока вероятность обращения к командам и данным, расположенных на небольшом удалении от команд и данных, используемых в настоящий момент.

Временная локальность означает, что велика вероятность повторного использования одних и тех же команд или данных. Кэш используется для оптимизации дисковых операций, в системах виртуальной памяти кэш используется для хранения таблиц отображения.

2.4.Организация основной памяти

Под организацией основной памяти понимают способы размещения программ и данных в основной памяти. Различают связное и перемещаемое (несвязное) размещение программ и данных.

Связное размещение предполагает размещение команд и данных программы в непрерывном блоке памяти.

Несвязное размещение означает размещение команд и данных в двух или более сегментах (участках), расположенных по различным адресам. В настоящий момент связное размещение практически не используется, т.к. главным недостатком такого размещения является нерациональное использование памяти.

Если программа компилируется в реальных физических адресах основной памяти, то говорят, что она загружается в абсолютном формате. В абсолютном формате хранят и используют программы, хранящиеся в ПЗУ, а также некоторые компоненты ОС, для которых характерны конкретные адреса. В отличии от абсолютных перемещаемые программы не содержат реальных адресов. Все команды, которые обращаются к данным, являются недостроенными, т.е. содержат только смещения относительно нулевого базового адреса. При загрузке базовому адресу присваивается реальный адрес памяти, а операнды недостроенных команд модифицируются.

Чтобы обеспечить механизм перемещаемости программ используется относительный или логический адрес. В зависимости от применяемой модели памяти и от режима процессора логический адрес по-разному преобразуется в реальный физический адрес.

2.4.1.Режимы работы процессоров Intel

Процессор Intel поддерживает тpи режима работы: реальный (Real Mode), защищенный (Protected Mode) и виртуальный реальный режим.

Реальный режим (его еще называют режимом процессора 8086)- это однопрограммный режим. Все свободное адресное пространство основной памяти распределяется работающему приложению. Принятая схема адресации ограничивает максимальный размер памяти пределом (1М + 64К - 16). Использование адресов, превышающих этот предел, возможно только косвенными методами через специализированные драйверы управления основной памятью. Особенности реального режима:

- адрес памяти, формируемый МП, является физическим адресом;

- все машинные команды системы команд разрешены для использования любой программой;

- объем адресуемой памяти не превышает 1М (исключение для 286/386/486/: адресная линия А20 дает дополнительно (64К -16) байт сверх 1М).

В защищенном режиме активизируются средства организации виртуальной памяти (внутреннее устройство управления памятью MMU).

Все инструкции разбиваются на привилегированные (только для ОС) и непривилегированные. Обеспечивается защита памяти, выделенной приложениям от несанкционированного доступа. Особенности защищенного режима:

- возможность непосредственной адресации памяти свыше 1 Мб;

- механизм виртуальной памяти (начиная с процессора 80386);

- аппаратная поддержка мультизадачности;

- использование виртуального режима процессора 8086.