Режимы работы процессора.

В зависимости от режима процессора изменяется схема управления памятью системами и задачами. Процессоры серии ИНТЕЛ могут работать, а могут и не работать, в нескольких режимах. В реальном с модели ИНТЕЛ 8086, в защищенном 8286, в виртуальном – 8486 и старше. 90% рынка.

Центральный процессор, выполненный в виде кристалле одной схемы.

Даже сверхсекретную информацию можно сделать несекретной.

02.11.2011

1 пользователь – 1 задачный режим работы (реальный режим)

1 пользователь – много режимом работы (виртуальный режим)

РЕАЛЬНЕ РЕЖИМ РАБОТЫ

Первоначально IBM PC использовался процессор INTEL 8086, который мог выполнять следующие функции:

1. Использовал 16-разрядные команды, применял 16-разрядные внутренние регистры, мог адресовать 1 МБ памяти, используя для этого 20 разрядов адреса. Всё программное обеспечение было предназначено для этого процессора. Разрабатывалось на основе 16-разрядной системы команд и модели памяти объемом 1 МБ. Пример: MS DOS, Windows. Этот 16-разрядный режим работы был назван риальне режимом.

2. Недостатки режима: одновременно может выполняться только одна программа (однозадачный режим). Нет никакой встроенной защиты для предотвращения перезаписи ячеек памяти одной программы или ОС другой программой.

3. Соответственно вот такая организация структуры процессора и памяти привела к ряду особенностей. С помощью 16 разрядного регистра можно записать число 65535. Память объемом 1 МБ. Биты не нумеруются, нумеруются байты.

Соль в том, что по умолчанию сохраняется в регистре DS (регистр данных, то есть es:[ebx] писать на надо)

Защищенный режим – смысл – произошло увеличение памяти в 16 раз. Был придуман дескриптор, который за каждой программой закреплялось определенное количество памяти.

Процессор 80286 так же является 16 разрядным, однако в отличие от последнего может работать в новом режиме – защищенном. Обеспечивает аппаратную поддержку многозадачных операционных систем. Эта поддержка активно используется всеми мультизадачными ОС и оболочками, разработанными для компьютеров ИБМ ПЦ. Адресная шина увеличена до 24 разрядов. 2 в 24 степени = 16 МБ.

Следующие модели процессоров фирмы ИНТЕЛ i80386, i80486, i80586 (Pentium) были 32-х разрядными. Адресное пространство – 2 в 32 степени = 4 ГБ. В них реализована концепция страничной виртуальной памяти, возможной только для защищенного режима. Механизм этой памяти позволяет разместить часть оперативной памяти на диске, при этом размер виртуальной памяти, предоставляемой программой, ограничивается свободным пространством на диске. Новый метод адресации памяти (защищенный режим) позволил изолировать адресные пространства отдельных задач друг от друга. При этом прикладная программа, работающая среди ОС, использующей защищенный режим, не может случайно или намеренно разрушить целостность самой операционной системы. Программа может записывать данные только в те области памяти, которые выделены ей операционной системой. Это повышает надежность работы мультизадачных и мультипользовательских операционных систем.

Достоинства режима:

1. Возможность адресации за пределами первого мегабайта.

2. Реализован механизм, начиная с ИНТЕЛ 80386, страничной виртуальной памяти.

3. Аппаратная поддержка мультизадачности.

В свое время фирма ИНТЕЛ смогла добиться превосходства. Когда на рынке много производителей, побеждает те, у которых меньше стоимость. 300 фирм на рынке. «Я увидел, как американцы трудятся. Видел такую ситуацию. Обед. У них понятие обед нет. Есть перерыв на обед 10-15 минут. Никуда не ходят, поели и вперед. Можете верить, может нет, но не видел пьяных негров». Получалось, что многие программы, созданные в реальном, в защищенном не работали. Что было сделано менеджером? Была открыта архитектура. Когда объединилось несколько фирм, стали выпускать продукцию, ниже по стоимости конкурентов.

Надо было придумать какой-то вариант, при котором старое ПО можно было использовать в новом режиме.

Виртуальный режим – в процессорах ИНТЕЛ 80386 и более поздних реализован так называемой «режим виртуального процессора ИНТЕЛ 8086, или просто виртуальный режим». Этот режим реализуется (процессор может переключиться на виртуальный режим только из защищенного режима). В виртуальном режиме процессор способен выполнять программы, составленные для процессора ИНТЕЛ 8086, находясь в защищенном режиме и используя аппаратные средства защищенного режима: мультизадачность, изолирование адресных пространств отдельных задач друг от друга и страничную виртуальную память.

ВОПРОСЫ??!!