15 Защищенный режим работы процессора. Таблица дескрипторов

15) Увеличение с 20ти разрядных адресов до 24. Новый метод адресации памяти( при помощи дискрипторов) позволил изолировать адресные пространства разных задач друг от друга. При этом прикладаня команда, работающаю при в среде, испол защищенный режим не может случайно или преднамеренно разрушить целостность операционной системы. Количество дискрипторов-8000. Эта особенность позволяет процессору в защищенном режиме, который имеет аппаратную поддержку многозадачности ОС значительно ускорить и упроситить процесс переключения задач.Основная мысль сводится к формированию таблиц описания памяти, которые определяют состояние её отдельных сегментов/страниц и т. п. При нехватке памяти операционная система может выгрузить часть данных из оперативной памяти на диск, а в таблицу описаний внести указание на отсутствие этих данных в памяти. При попытке обращения к отсутствующим данным процессор сформирует исключение (разновидность прерывания) и отдаст управление операционной системе, которая вернёт данные в память, а затем вернёт управление программе. Таким образом для программ процесс подкачки данных с дисков происходит незаметно.Существует два типа дескрипторных таблиц: глобальная и локальная. Глобальная таблица описывает сегменты операционной системы и разделяемых структур данных. Локальная таблица может быть определена для каждой конкретной задачи (процесса). Сегменты памяти также выбираются все теми же сегментными регистрами; однако вместо номера параграфа сегментный регистр содержит специальную структуру (селектор), содержащую индекс дескриптора в таблице. Сам же дескриптор загружается из памяти во внутренний программно недоступный регистр (кеш), привязанный к каждому сегментному регистру и автоматически загружаемый в момент его модификации.

16 Виртуальный режим работы процессора

Виртуальный режим (V86) - это особое состояние задачи защищенного режима, в котором процессор использует модель реального адреса для формирования линейных адресов. Именно этот механизм используется для формирования адреса в реальном режиме. Однако, в отличие от реального режима, в этом состоянии процессор по-прежнему предоставляет средства многозадачности, страничной трансляции и использует дескрипторную таблицу для определения обработчиков прерываний и исключений. Благодаря многозадачности, в системе может одновременно находиться несколько задач в обычном состоянии и в состоянии V86.В этом режиме формируется так называемая "виртуальная машина"; каждой задаче выделяется пространство в 1М, с размером сегмента 64К. При выполнении операций ввода/вывода может быть предоставлен доступ непосредственно к устройству, или выполнена его эмуляция.Возможно использование новых команд и 32-х разрядной арифметики.Структура задачи виртуального процессора 8086:Задача виртуального процессора состоит из программы, предназначенной для выполнения и программы "родного режима" (NATIVE MODE) процессора i486, играющей роль монитора виртуальной машины. Задача должна быть представлена при помощи TSS процессора i486 (не i286).Монитор виртуального режима должен иметь максимальный уровень привилегий и состоять из процедур обработки исключений и инициализации. Он должен позволять выполняемой программе модифицировать ОС (по крайней мере с точки зрения программы), но защищать память за границей отведенного 1М.Разбиение на страницы для задач виртуального режима.Разбиение не является обязательным, но желательно в следующих случаях:При создании множества задач виртуального режима (каждой нужен "нижний" мегабайт физических адресов);При эмуляции циклического возврата через один мегабайт;При создании виртуального адресного пространства, превышающего физическое;При наличии нескольких программ, использующих ОС и ПЗУ (каждая может попытаться модифицировать ОС для своих нужд);

Для эмуляции ввода/вывода.