Режимы процессора

Все 32-разрядные процессоры могут выполнять программы в нескольких режимах:

- реальном,

- защищенном:

- виртуальном реальном.

Реальный режим. Первоначально использовался процессор 8086, который мог выполнять 16-разрядные команды, применяя 16-разрядные внутренние регистры, и адресовать только 1 Мбайт (2 в 20 степени байт), используя 20 разрядов для адреса. Все программное обеспечение РС первоначально было предназначено для этого процессора, оно было разработано на основе 16-разрядной системы команд и модели памяти 1 Мбайт. Более поздние процессоры (80286) могли также выполнять те же 16 разрядные команды, но намного быстрее. Шестнадцатиразрядный режим, в котором выполнялись команды 8086 и 80286, был назван реальным режимом. Все программы, выполняющиеся в реальном режиме, должны использовать только 16-разрядные команды и 20-разрядные адреса.

Для программного обеспечения этого типа обычно используется однозадачный режим, т.е. одновременно может выполняться одна программа. Нет никакой защиты для предотвращения перезаписи ячеек памяти одной программы другой, т.е. при выполнении нескольких программ все данные могут быть испорчены.

Защищенный режим. Процессор 80286 являясь 16 разрядным, может все же работать в новом – защищенном режиме. Он имеет аппаратную поддержку многозадачных операционных систем. Адресная шина была увеличена до 24 разрядов, что привело к расширению адресного пространства до 16 Мбайт (2 в 24 степени). Новый метод адресации памяти позволил изолировать адресные пространства отдельных задач друг от друга.

В защищенном режиме программа может записывать данные только в те области памяти, которые ей выделила операционная система.

Следующие модели процессоров были 32 разрядными. Помимо расширения адресного пространства до 4 Гбайт, в них реализована страничная виртуальная память, которая возможна только в защищенном режиме. При этом часть оперативной памяти размещается на диске. Размер виртуальной памяти, предоставляемой программе, ограничивается размером свободного пространства на диске.

В защищенном режиме возможно:

- непосредственно адресовать память за пределами 1 Мбайта;

- появилась страничная память, позволяющая программе работать с памятью, размер которой много больше физического размера;

- можно решать несколько задач одновременно и создавать вычислительные системы.

Виртуальный реальный режим. Помимо страничной адресации в современных процессорах реализован режим виртуального процессора 8086 или просто виртуальный режим. Он используется в рамках защищенного режима. В этом режиме процессор может выполнять программы, составленные для процессора 8086, находясь в защищенном режиме и используя аппаратные средства защищенного режима: мультизадачность, изолирование адресных пространств отдельных задач, страничная виртуальная память.

Дата добавления: 2014-12-16