6.2 Структура адресного пространства мпс.

Адресное пространство МПС является одним из элементов ее архитектуры.

В адресном пространстве современных МПС выделяют четыре основных типа пространств:

- пространство для хранения программ CSEG - Code Segment;

- пространство для хранения данных DSEG - Data Segment;

- специальное пространство данных небольшого объема, так называемый набор программно доступных регистров RSEG - Register Segment;

- пространство ввода-вывода IOSEG - Input/Output Segment.

В случае, если для хранения программ и данных используется одно пространство памяти и нет никаких признаков, указывающих на тип хранимой в ячейке памяти информации, то такую МПС называют системой с Неймановской архитектурой. По такой архитектуре построено большинство современных ПЭВМ.

Альтернативную организацию памяти имеют однокристальные микроконтроллеры, в которых память данных (DSEG) и память программ (СSEG) разделены и имеют свои собственные адресные пространства и способы доступа к ним. В этом случае говорят, что МПС имеет архитектуру Гарвардской лаборатории.

В отличие от СSEG и DSEG, регистровая область памяти (набор программно-доступных регистров) -RSEG, располагается внутри МП, что обеспечивает быстрый доступ к информации, хранящейся в ней. Все современные МПС имеют регистровую область памяти, независимо от того принадлежат ли они к Неймановскому или Гарвардскому типам.

Пространство ввода/вывода IОSEG, представляющее собой набор адресов буферных схем и регистров (портов), через которые осуществляется обмен информацией с внешними устройствами, может быть изолировано от пространства данных DSEG, либо размещено в нем. В первом случае имеет место изолированный ввод/вывод, во втором - совмещенный. Типовые организации памяти и пространства ввода/вывода показаны на рис.6.2. Стрелкой показан процесс изоляции отдельных областей, приводящий к появлению нового типового набора. Все наборы существуют реально, каждый тип организации имеет свои преимущества и недостатки, учет которых позволяет создавать высокоэффективные системы различного применения.

Рис.6.2.

6.3 Взгляд программиста на адресное пространство.

Адресное пространство с точки зрения программиста представляет собой упорядоченное множество адресуемых элементов, которым поставлены в соответствие двоичные коды (адреса): 0; 1; 2;...; (2_m -1), где m - число адресных линий МП.

Для наглядности это множество обычно представляют в виде отрезка числовой оси (рис.6.3.а), либо в виде таблицы (рис.6.3.б).

Нумерация элементов адресного пространства производится снизу вверх в шестнадцатеричной системе счисления.

На рис.6.3.б n означает разрядность шины данных (ячейки памяти).

Адресное пространство определяет число возможных отличных друг от друга кодовых комбинаций (адресов), которые может выдать на шину АВ микропроцессор, поэтому его можно сравнить с пуcтым, или частично заполненным помещением библиотеки, в котором можно разместить не более 64 к книг, в случае m=16.

Представление адресного пространства в виде числовой оси позволяет наглядно отображать размещение в нем различных программно-доступных объектов. Пример распределения адресного пространства показан на рис.6.3.в. Из приведенного рисунка видно, что зона с адресами 00001FFF - отведена под регистры МП; 20003FFF - пространство IОSEG; 40009FFF - ОЗУ; А000DFFF - ПЗУ; зона с адресами Е000FFFF - свободна.

Рис.6.3.