Режим работы процессора

Процессоры начиная с Intel 286 могут работать в двух режимах:

1. Режим реальных адресов (реальный режим)

В нём любой процессор рассматривается как Intel 8086 с расширенным набором команд. В реальном режиме используется 20 разрядные шины адресов, то есть максимальный объём памяти = 1М = 1024 Кбит.

Размер сегмента 64Кбит

2. Защищенный режим адресов (Защищенный режим)

Режим необходим для работы многозадачных сред. В нем предусмотрен 4-х уровневый режим защиты памяти от совместного использования различными приложениями.

Память может разбивается на сегменты размером от 1байта до всего объёма памяти. Используется вся шина адреса, то есть вся доступная память.

Сегментирование памяти

Сегментирование- это разбиение памяти на логические участки называемые сегменты.

Причины:

С развитием вычислительной техники возникает потребность увеличивать постоянно объём памяти. Для обращении к ячейке памяти процессора должен устанавливать n разрядный адрес, то есть физический адрес ячейки . Чем больше объём оперативной памяти тем больше разрядность и адрес. Адрес ячейки которой необходимо произвести обращение хранящейся в команде, следовательно при увеличении объёма памяти увеличивается размер команды и соответственно всей программы. Для оптимизации накладных расходов место физического адреса стали использовать относительный адрес.

Физический адрес (фа)

Это уникальный адрес ячейки памяти который необходим указывать при обращении к ней.

Базовый адрес (ба)

Это физический адрес первого байта, сегмента, то есть адрес сегмента.

Относительный адрес (оа)

Это адрес относительно начала сегмента.

База- это старший 16-разрядовый базовый адрес.

Пример:

76-105

ПК: 01001100 11101001

: 10110011 00010110

: 00000001 00000001

ДК: 00110100 10010111

10010111+00110100=11001011

CF=0

PF=0

AF=0

ZF=0

SF=1

OF=0

Каждый сегмент имеет следующие атрибуты:

1. Адрес сегмента

2. Размер

3. Тип сегмента и атрибут зашиты

Режим работы процессора

Процессор 8086 могут адресовать 1Мбайт в памяти, одновременно будет доступно 4 сегмента. Это так называемый режим реальных адресов, которые все программы запускаются в едином адресном пространстве.

Далее процессор X86 в рамках как называемого защищенного режима (p-mode) было организовано линейного адресного пространства объёмам 2³²байт. Которая допускает создание практически любого количества сегментов.

В защищенном режиме ОС является диспетчером памяти и выделяет виртуальный адрес пространства для каждого из запущенных приложений.

15

0

Разряд Формирование физического адреса в режиме реальных адресов

Ф.А.

16

ОА

16

Сдвиг в лево на 4 бита

15

БАЗА

сегмент регистра

0

Из сегментного регистра считается база которая сдвигается на 4 разряда в лево для получения базового адреса. К базовому адресу прибавляется смешение, в результате получается Ф.А..

Формирование физического адреса в защищенном режиме

ФА

16

32

15

0

ОА

0

дескриптор

31

32

В защищенном режиме сегмент регистра содержит селектор на диск. Хранящий базовый адрес размер и атрибут защиты сегмента считанный 32-х разрядный БА. складывается со смещенным в результате получается ФА в ячейке.

Таким образом если 8086 в дескриптором атрибутом сегмента был его начальный адрес то в защищенном режиме, в модели Х86 для описании много численных атрибутов предустановленна специальная строка дескриптора.

Дескриптор- это 8байтовый блок содержащий атрибуты области линейных адресов сегмента.