1. Стандартная память — Conventional Memory (640 к)

• 00000h-003FFh — Interrupt Vectors — векторы прерываний (256 двойных слов);

• 00400h-004FFh - BIOS Data Area — область переменных BIOS;

• 00500h-00xxxh - DOS Area - область DOS;

• 00xxxh-9FFFFh — User RAM — память, предоставляемая пользователю (до 638 Кбайт); при использовании PS/2 Mouse область 9FC00h-9FFFFh используется как расширение BIOS Data Area, и размер User RAM умень­шается.

2. Верхняя память — uma

Верхняя память имеет области различного назначения, которые могут быть за­полнены буферной памятью адаптеров, постоянной памятью или оставаться не­заполненными. Эти области доступны DOS для размещения рези­дентных программ и драйверов через драйвер EMM386, который отображает в них доступную дополнительную память.

Стандартное распределение верхней памяти выглядит следующим образом (рис. 3.3).

• A0000h-BFFFFh — Video RAM, 128 Кбайт — видеопамять (обычно исполь­зуется не полностью).

• C0000h-DFFFFh – Adapter ROM, Adapter RAM, 128 Кбайт - резерв для адаптеров, использующих собственные модули ROM BIOS или (и) специ­альное ОЗУ, разделяемое с системной шиной.

• E0000h-EFFFFh — свободная область, 64 Кбайт, иногда занятая под System BIOS.

• F0000h-FFFFFh – System BIOS, 64 Кбайт - системная BIOS.

• FD000h-FDFFFh – ESCD (Extended System Configuration Data) - область энергонезависимой памяти, используемая для конфигурирования устройств Plug and Play. Эта область имеется только при наличии PnP BIOS, ее по­ложение и размер жестко не заданы.

Рис. 3.3. Распределение верхней памяти (UMA)

3. Пространство ввода-вывода

Процессоры семейства x86 имеютраздельную адресацию памяти и портов вво­да-вывода.Пространство ввода-выводаиспользует толькомладшие 16 бит адреса, что позволяет адресовать до 65 384 однобайтных регист­ров. Способовадреса­ции ввода-вывода существует только два.К портам ввода-вывода обращаются только по реальным адре­сам.И, наконец, самое существенное различие про­странств памяти и портов ввода-вывода: процессор может считывать инструк­ции для исполнения только из пространства памяти.

Для обращения программы к пространству ввода-вывода предназна­чены всего четыре инструкции процессорам IN(ввод из порта в регистр процессо­ра),OUT(вывод в порт из регистра процессора),INS(ввод из порта в элемент строки памяти) иOUTS(вывод элемента из строки памяти в порт). Обмен данными с портами, при котором применяют строковые инструкции ввода-вывода, получил названиеРIO (Programmed Input/Output — программированный ввод-вывод). Скорость такого обмена превышает скорость стандартного канала прямого доступа (DMA), правда,DMAв отличие отPIOпочти не занимает процессорного времени. Разрядность слова, передаваемого за одну инструкцию ввода-вывода, может составлять 8, 16 или 32 бита. В зависи­мости от выровненности адреса по границе слова и разрядности данных исполь­зуемой шины это слово может передаваться за один или несколько циклов шины с указанием соответствующего нарастающего адреса в каждом цикле обращения к памяти. Инструкции ввода-вывода порождают шинные циклы обмена, в кото­рых вырабатываются сигналы чтения порта/записи в порт. На шинеISAэто сиг­налыIQRD# иIOWR# соответственно, они и отличают пространство ввода-выво­да от пространства памяти, где соответствующие операции чтения и записи вы­рабатывают сигналыMEMRD# иMEMWR. На шинеPCIразделение памяти и про­странства ввода-вывода происходит иначе — здесь тип операции кодируется че­тырехбитной, командой в зависимости от типа инструкции, выполняемой про­цессором.

Для дешифрации адресов портов в оригинальном PCиз 16 бит использова­лись только младшие 10 (А0-А9), что обеспечивает обращение к портам в диапа­зоне адресов 0-3FFh. Старшие биты адреса, хотя и поступают на шину, устрой­ствами игнорируются. В результате обращения по адресам, к примеру 378h, 778h,B78hиF78h, будут восприниматься устройствами одинаково. Это упро­щение, нацеленное на снижение стоимости как системной платы, так и схем плат адаптеров, для шиныISAникто не отменял. Традиционные адаптеры для шиныISA, называемыеLegacy Card («наследие тяжелого прошлого»), для старших бит адреса не имеют даже печатных ламелей на своем краевом разъеме. В адаптерах для шин МСА иPCIиспользуются все 16 бит адреса, полная дешифрация адреса используется и в современных системных платах. Карта распределения адресов ввода-вывода стандартных устройствPCприведена в табл. 3.1. Эта карта подразумевает 10-битную дешифрацию адреса.

Таблица 3.1.			Стандартная карта портов ввода-вывода
AT и PS/2	PC/XT		Назначение
000-00F	000-00F		Контроллер DMA #1 8237
010-01F			PS/2 - расширение DMA #1
020-021	020-021		Контроллер прерываний #1 — 8259А
040-05F	040-043		Таймер (PC/XT: 8253, AT: 8254)
060	060		Диагностический регистр POST (только запись)
060, 064			Контроллер клавиатуры AT 8042
061			Источники NMI и управление звуком
070-07F			Память CMOS и маска NMI
080			Диагностический регистр
080-08F	080-083		Регистры страниц DMA
090-097			PS/2 микроканал, арбитр...
0A0-0BF			Контроллер прерываний #2 — 8259А
0C0-0DF			Контроллер DMA #2 8237А-5
0F0-0FE		Сопроцессор 80287
100-1EF		PS/2 управление микроканалом
170-177		Контроллер НЖМД #2 (IDЕ#2)
1F0-1F7		Контроллер НЖМД #1 (IDЕ#1)
200-207	200-20F	Игровой адаптер
238-23F		COM4
278-27F	278-27F	Параллельный порт LPT2 (LPT3 при наличии MDA)
2E0-2E7		COM4
2E8-2EF		COM4
2F8-2FF	2F8-2FF	COM2
338-33F		COM3
370-377		Контроллер НГМД #2
376-377		Порты команд IDE#2
378-37F	378-37F	Параллельный порт LPT1 (LPT2 при наличии MDA)
3BC-3BF	3BC-3BF	Параллельный порт LPT1 платы MDA
3C0-3DF	3C0-3DF	VGA
3E0-3E7		COM3
3E8-3EF		COM3
3F0-3F7	3F0-3F7	Контроллер НГМД #1
3F6-3F7		Порты команд IDE#1
3F8-3FF	3F8-3FF	СОМ1

Выбор базовых адресов стандартных устройств (3F8h, 3F0h, 378h и т. п.) объясняется стремлением к экономии. Эти адреса выбирались так, чтобы в ихдешифрации участвовало максимальное количество единиц и минимальное — нулей (логические схемы «И-НЕ» применяются чаще, чем схемы «ИЛИ», а применение более сложных схем для дешифрации было нежелательно).

Каждой шине назначается своя область адресов ввода, и дешифратор адре­сов, расположенный на системной плате, при чтении открывает соответствую­щие буферы данных, так что реально считываться будут данные только с одной шины. При записи в порты данные (и сигнал записи) обычно распространяются по всем шинам компьютера.В стандартном распределении адреса 0h-0FFhот­ведены для устройств системной платы. При наличии (и разрешении работы) периферийных устройств на системной плате чтение по этим адресам не распространяется на шины расширения. Для современных плат со встроенной перифе­рией и несколькими шинами (ISA,PCI) распределением адресовуправляет BIOS через регистры конфигурирования чипсета.

В реальном режиме процессора программе доступно все пространство адре­сов ввода-вывода.