Адресация памяти в реальном режиме, сегментация памяти, сегментные регистры

Основные функции ОС, требования, предъявляемые к ОС.

Функции ОС:

1. управление ресурсами вычислительной системы (процессорное время, оперативная память, периферийные устройства и ресурсы математического обеспечения);
2. упростить общение пользователя с ЭВМ. Создание удобного интерфейса пользователя (с такими элементами системного программирования как трансляторы, отладчики, загрузчики и т.д.).

Требования к ОС:

1. Надежность – система должна быть так же надежна, как и аппаратура, на которой она работает; должна производить определение и диагностирование ошибок, защищать пользователя от его же ошибок.
2. Защита – система должна защищать себя и выполняющиеся задачи пользователя от влияния друг на друга.
3. Предсказуемость – система должна отвечать на запросы пользователя предсказуемым образом, результат выполнения команд пользователя должен быть одним и тем же, вне зависимости от последовательности выполнения этих команд.
4. Удобство – система команд должна освобождать пользователей от решения задач по распределению ресурсов и по управлению этими ресурсами.
5. Эффективность – система должна максимально повышать использование системных ресурсов пользователем. Сама система не должна использовать большое количество ресурсов.
6. Гибкость – системные операции должны настраиваться, ресурсы могут быть увеличены или уменьшены для того, чтобы эффективность и доступность.
7. Расширяемость – к системе могут добавляться новые средства.

Процессор делит адресное пространство на произвольное количество сегментов, каждый из которых содержит не более 64 Кбайт. Адрес первого байта сегмента всегда кратен 16 и называется адресом сегмента или параграфом сегмента.

Для работы с памятью используются 2 шины – шина адреса и шина данных. Физически память устроена таким образом, что возможна адресация как 16-битовых слов, так и отдельных байтов памяти. Процессоры i80386, i80486 могут адресовать 32-битовые слова памяти.

ФА передается из процессора в память по шине адреса. Ширина шины адреса определяет максимальный объем физической памяти, непосредственно адресуемой процессором. Например, при 20-разрядной ША и 16-разрядной ШД можно адресоваться к 1 Мбайту памяти, причем к байтам и словам размером в 16 бит, 00000h<=ФА<=FFFFFh.

Возникает проблема представления 20-разрядного ФА при помощи содержимого 16-разр. регистров à используется 2-х компонентный ЛА, состоящий из сегмента памяти и смещения внутри сегмента.

Для получения 20-разрядного ФА к сегментной компоненте приписываются справа 4 нуля, затем прибавляется компонента смещения. Формат ЛА: <сегмент: смещение>.

Микропроцессоры имеют 14 специализированных регистров:

1. регистры общего назначения - используются для временного хранения промежуточных результатов и операндов арифметических и логических операций: АХ (аккумулятор), ВХ (база), СХ (счетчик), DX (данные). Можно адресоваться к старшему (AH, BH, …) или младшему (AL, …) байту.
2. сегментные регистры – хранят начальные адреса 4-х сегментов:
1. DS: сегмент данных,
2. CS – кода,
3. ES – дополнительный (расширенный) сегмент данных,
4. SS - стека).

Каждый сегментный регистр, обеспечивает адресацию памяти объемом 64 Кбайт, которая называется текущим сегментом. Адрес в сегментном регистре автоматически умножается на 16, чтобы он указывал на одну из 16-байтовых границ мегабайтного адресного пространства микропроцессора. Адрес в CS складывается с IP для получения ссылки на текущую команду. DS плюс смещение указывает на ячейку в сегменте данных. ES используется для адресации данных, находящихся в разных физических сегментах.

1. IP – указатель команд,
2. SP – указатель вершины стека,
3. BP – указатель базы (основания) стека – используется только в момент загрузки для
4. SI – индекс источника,
5. DI – индекс назначения.
6. регистр флагов: по битам: 15-12 – не используютсяся, OF- флаг переполнения, DF – направления, IF – прерывания, TF – трассировки, SF – знака, ZF – нуля, 5 – не используется, AF – вспомогательного переноса, 3 – не используется, PF – четности, 1 – не используется, CF – переноса.

Дата добавления: 2014-01-07