Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Захищений режим (режим захищеної віртуальної адреси) — режим роботи процесора. Розроблений фірмою Digital Equipment (DEC) для 32-розрядних комп'ютерів VAX-11, а також фірмою Intel для своїх процесорів, починаючи з 32-розрядних процесорів 80386. Хоча захищений режим частково було реалізовано вже у процесорі 80286, але там істотно відрізнявся спосіб роботи з пам'яттю, бо процесори ще були 16-бітні і не була реалізована сторінкова організація пам'яті. Використовується в процесорах інших виробників. Цей режим дозволив створити багатозадачні операційні системи, такі як Microsoft Windows, Unix тощо.
Особливості процесора 80286
У процесорі i286 було реалізовано два режими роботи — захищений режим і реальний режим. У захищеному режимі процесор міг адресувати до 1 ГБ віртуальної пам'яті (при цьому обсяг реальної пам'яті становив не більше 16 МБ) завдяки зміненню механізму адресації пам'яті. Перемикання з реального режиму до захищеного відбувається програмно та відносно просто, однак для зворотного переходу потрібне апаратне скидання процесора. Для відстеження поточного режиму роботи процесора використовується регістр слово стану машини (MSW). Програми реального режиму без модифікацій у захищеному режимі використовуватись не можуть, так само як і програми BIOS машини.
Суть захищеного режиму полягає у наступному. Програміст і розроблювані ним програми використовують логічний адресний простір (віртуальний адресний простір), розмір якого може становити 1024 МБ. Логічна адреса перетворюється на фізичну адресу автоматично за допомогою схеми управління пам'яттю (MMU). Завдяки захищеному режиму в пам'яті можна зберігати тільки ту частину програми, яка необхідна в певний момент, а решта може зберігатися в зовнішній пам'яті (наприклад, на жорсткому диску). У випадку звернення до тої частини програми, якої немає в пам'яті в певний момент, операційна система може призупинити програму, завантажити потрібну секцію коду із зовнішньої пам'яті та відновити виконання програми. Відповідно, стають доступними програми, розмір яких перевищує обсяг наявної пам'яті. Інакше кажучи, користувачеві здається, що він працює з більшим обсягом пам'яті, ніж насправді. Проте реалізація системи віртуальної пам'яті була ще далека від досконалості. Для використання захищеного режиму необхідна багатозадачна операційна система, наприклад Microsoft Windows 3.0, IBM (OS/2) або UNIX.
Фізична адреса формується в такий спосіб. У сегментних регістрах зберігається селектор, який містить індекс дескриптора в таблиці дескрипторів (13 біт), 1 біт, що визначає, до якої таблиці дескрипторів буде здійснюватись звернення (до локальної або до глобальної) і 2 біти запрошуваного рівню привілей. Далі відбувається звернення до відповідної таблиці дескрипторів і до відповідного дескриптора, який містив початкову, 24-бітну адресу сегмента, розмір сегмента та права доступу. Після чого розраховується необхідна фізична адреса, за допомогою складання адреси сегмента та зсуву, який зберігається у 16-розрядному вказівному регістрі.
Особливості процесорів 80386-80486
З появою 32-розрядних процесорів 80386 фірми Intel процесори можуть працювати у трьох режимах: реальному, захищеному та віртуального процесора 8086. У захищеному режимі використовуються повні можливості 32-розрядного процесора — забезпечується безпосередній доступ до 4 ГБ фізичного адресного простору та багатозадачний режим із паралельним виконанням декількох програм (процесів). Власне кажучи, багатозадачний режим організує операційна система, проте мікропроцесор надає необхідний для цього режиму потужний і надійний механізм захисту завдань одна від одної за допомогою чотирьохрівневої системи привілей. Також у цьому режимі доступна сторінкова організація пам'яті, яка збільшує рівень захисту завдань одне від одного та ефективність їх виконання. У процесорі i386 компанія Intel врахувала необхідність кращої підтримки реального режиму, тому що програмне забезпечення часу його появи не було здатне повністю працювати в захищеному режимі. Тому, наприклад, в i386 можливо перемикання із захищеного режиму назад до реального (при розробці 80286 вважалось, що це не буде потрібне, тому на комп'ютерах із процесором 80286 повернення до реального режиму здійснювалось схемно — через скидання процесора). Під час ввімкнення мікропроцесора в ньому автоматично встановлюється режим реальної адреси. Перехід до захищеного режиму здійснюється програмно за допомогою виконання відповідної послідовності команд. Програми, призначені для захищеного режиму, мають бути написані особливим чином. Це означає, що реальний і захищений режими не сумісні.
Сторінкова організація пам'яті
Основна думка зводиться до формування таблиць описання пам'яті, які визначають стан її окремих сегментів/сторінок тощо. У разі нестачі пам'яті операційна система може відвантажити частину даних з оперативної пам'яті на диск, а до таблиці описів внести зазначення на відсутність цих даних у пам'яті. При спробі звернення до відсутніх даних процесор сформує виняток (різновид переривання) і віддасть управління операційній системі, яка поверне дані до пам'яті, а потім поверне управління програмі. Таким чином для програм процес підкачки даних з дисків відбувається непомітно.
Дивись також
Література
- Рудаков П. И., Финогенов К. Г. Программируем на языке Ассемблера IBM PC. — М.: «Энтроп», 1996.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zahishenij rezhim rezhim zahishenoyi virtualnoyi adresi rezhim roboti procesora Rozroblenij firmoyu Digital Equipment DEC dlya 32 rozryadnih komp yuteriv VAX 11 a takozh firmoyu Intel dlya svoyih procesoriv pochinayuchi z 32 rozryadnih procesoriv 80386 Hocha zahishenij rezhim chastkovo bulo realizovano vzhe u procesori 80286 ale tam istotno vidriznyavsya sposib roboti z pam yattyu bo procesori she buli 16 bitni i ne bula realizovana storinkova organizaciya pam yati Vikoristovuyetsya v procesorah inshih virobnikiv Cej rezhim dozvoliv stvoriti bagatozadachni operacijni sistemi taki yak Microsoft Windows Unix tosho Osoblivosti procesora 80286Procesor Intel 80286 U procesori i286 bulo realizovano dva rezhimi roboti zahishenij rezhim i realnij rezhim U zahishenomu rezhimi procesor mig adresuvati do 1 GB virtualnoyi pam yati pri comu obsyag realnoyi pam yati stanoviv ne bilshe 16 MB zavdyaki zminennyu mehanizmu adresaciyi pam yati Peremikannya z realnogo rezhimu do zahishenogo vidbuvayetsya programno ta vidnosno prosto odnak dlya zvorotnogo perehodu potribne aparatne skidannya procesora Dlya vidstezhennya potochnogo rezhimu roboti procesora vikoristovuyetsya registr slovo stanu mashini MSW Programi realnogo rezhimu bez modifikacij u zahishenomu rezhimi vikoristovuvatis ne mozhut tak samo yak i programi BIOS mashini Sut zahishenogo rezhimu polyagaye u nastupnomu Programist i rozroblyuvani nim programi vikoristovuyut logichnij adresnij prostir virtualnij adresnij prostir rozmir yakogo mozhe stanoviti 1024 MB Logichna adresa peretvoryuyetsya na fizichnu adresu avtomatichno za dopomogoyu shemi upravlinnya pam yattyu MMU Zavdyaki zahishenomu rezhimu v pam yati mozhna zberigati tilki tu chastinu programi yaka neobhidna v pevnij moment a reshta mozhe zberigatisya v zovnishnij pam yati napriklad na zhorstkomu disku U vipadku zvernennya do toyi chastini programi yakoyi nemaye v pam yati v pevnij moment operacijna sistema mozhe prizupiniti programu zavantazhiti potribnu sekciyu kodu iz zovnishnoyi pam yati ta vidnoviti vikonannya programi Vidpovidno stayut dostupnimi programi rozmir yakih perevishuye obsyag nayavnoyi pam yati Inakshe kazhuchi koristuvachevi zdayetsya sho vin pracyuye z bilshim obsyagom pam yati nizh naspravdi Prote realizaciya sistemi virtualnoyi pam yati bula she daleka vid doskonalosti Dlya vikoristannya zahishenogo rezhimu neobhidna bagatozadachna operacijna sistema napriklad Microsoft Windows 3 0 IBM OS 2 abo UNIX Fizichna adresa formuyetsya v takij sposib U segmentnih registrah zberigayetsya selektor yakij mistit indeks deskriptora v tablici deskriptoriv 13 bit 1 bit sho viznachaye do yakoyi tablici deskriptoriv bude zdijsnyuvatis zvernennya do lokalnoyi abo do globalnoyi i 2 biti zaproshuvanogo rivnyu privilej Dali vidbuvayetsya zvernennya do vidpovidnoyi tablici deskriptoriv i do vidpovidnogo deskriptora yakij mistiv pochatkovu 24 bitnu adresu segmenta rozmir segmenta ta prava dostupu Pislya chogo rozrahovuyetsya neobhidna fizichna adresa za dopomogoyu skladannya adresi segmenta ta zsuvu yakij zberigayetsya u 16 rozryadnomu vkazivnomu registri Osoblivosti procesoriv 80386 80486Procesor Intel 80386 Z poyavoyu 32 rozryadnih procesoriv 80386 firmi Intel procesori mozhut pracyuvati u troh rezhimah realnomu zahishenomu ta virtualnogo procesora 8086 U zahishenomu rezhimi vikoristovuyutsya povni mozhlivosti 32 rozryadnogo procesora zabezpechuyetsya bezposerednij dostup do 4 GB fizichnogo adresnogo prostoru ta bagatozadachnij rezhim iz paralelnim vikonannyam dekilkoh program procesiv Vlasne kazhuchi bagatozadachnij rezhim organizuye operacijna sistema prote mikroprocesor nadaye neobhidnij dlya cogo rezhimu potuzhnij i nadijnij mehanizm zahistu zavdan odna vid odnoyi za dopomogoyu chotirohrivnevoyi sistemi privilej Takozh u comu rezhimi dostupna storinkova organizaciya pam yati yaka zbilshuye riven zahistu zavdan odne vid odnogo ta efektivnist yih vikonannya U procesori i386 kompaniya Intel vrahuvala neobhidnist krashoyi pidtrimki realnogo rezhimu tomu sho programne zabezpechennya chasu jogo poyavi ne bulo zdatne povnistyu pracyuvati v zahishenomu rezhimi Tomu napriklad v i386 mozhlivo peremikannya iz zahishenogo rezhimu nazad do realnogo pri rozrobci 80286 vvazhalos sho ce ne bude potribne tomu na komp yuterah iz procesorom 80286 povernennya do realnogo rezhimu zdijsnyuvalos shemno cherez skidannya procesora Pid chas vvimknennya mikroprocesora v nomu avtomatichno vstanovlyuyetsya rezhim realnoyi adresi Perehid do zahishenogo rezhimu zdijsnyuyetsya programno za dopomogoyu vikonannya vidpovidnoyi poslidovnosti komand Programi priznacheni dlya zahishenogo rezhimu mayut buti napisani osoblivim chinom Ce oznachaye sho realnij i zahishenij rezhimi ne sumisni Storinkova organizaciya pam yatiVidnoshennya mizh virtualnoyu ta realnoyu pam yattyu Osnovna dumka zvoditsya do formuvannya tablic opisannya pam yati yaki viznachayut stan yiyi okremih segmentiv storinok tosho U razi nestachi pam yati operacijna sistema mozhe vidvantazhiti chastinu danih z operativnoyi pam yati na disk a do tablici opisiv vnesti zaznachennya na vidsutnist cih danih u pam yati Pri sprobi zvernennya do vidsutnih danih procesor sformuye vinyatok riznovid pererivannya i viddast upravlinnya operacijnij sistemi yaka poverne dani do pam yati a potim poverne upravlinnya programi Takim chinom dlya program proces pidkachki danih z diskiv vidbuvayetsya nepomitno Divis takozhUnreal modeLiteraturaRudakov P I Finogenov K G Programmiruem na yazyke Assemblera IBM PC M Entrop 1996