Режимы работы процессора

1. Реальный режим.

Команды попадают в процессор из системного ОЗУ и считываются из памяти поочередно, используя специальное устройство – счетчик команд.

Любая команда, которая поступает на выполнение в процессор, содержит несколько байтовых полей информации. Поле кода операции позволяет процессору выяснить, к какому типу принадлежит данная команда. В зависимости от принадлежности команды к тому или иному типу процессор может выбрать операнды, выполнить логическую или арифметическую операцию, а результат использовать как новый операнд или поместить его на хранение в ОЗУ. Другое адресное поле команды позволяет процессору определить направление поиска операндов. В форматах команд можно встретить несколько адресных полей, их число зависит от количества операндов, участвующих в очередной операции.

Например, для деления двух чисел процессор из поля адреса «узнает», из каких ячеек памяти следует извлечь операнды и в какую ячейку поместить результат – частное от деления.

Если процессор будет записывать информацию в любую произвольную область ОЗУ, это приведет к гибели содержимого памяти. Поэтому для хранения команд и данных предопределены области системной памяти.

Режим работы процессора, при котором информация в ОЗУ может быть запорчена некорректно произведенной записью, называется реальным режимом. Процессоры семейства Intel Р1(8086, 8088) и ОС MS-DOS работали только в реальном режиме работы.

Начиная с процессоров Р2(80286) в системе кроме реального стал поддерживаться защищенный режим работы. I286 адресует 16 Мбайт памяти (24 линии шины данных).

2. Защищенный режим.

В процессор вмонтирован специальный механизм защиты, включающий системные программируемые регистры. Посредством системных регистров достигается разделение адресного пространства на четыре привелегированных уровня. Доступ из менее привелегированного слоя защиты в более защищенный может быть осуществлен только лищь посредством выполнения специальных высокоуровневых команд.

I386 обладает 32-разрядными линиями адреса и адресует 4 Гбайт физической памяти. Процессоры Р6 располагают 36 адресными линиями, что позволяет обращаться к 64 Гбайт ОЗУ.

3. Виртуальный реальный режим.

В защищенном режиме процессор, используя свои системные регистры, может обращаться даже к пространству памяти 64 Тбайт. Однако память эта организована не в области физических адресов, а в логическом (виртуальном) адресном пространстве.

Виртуальное адресное пространство предоставляет доступ к большим массивам защищенных областей памяти и обеспечивает многозадачность.

Все процессоры при включении начинают работать в реальном режиме, и только при старте 32-разрядной операционной системы происходит переключение в 32-разрядный режим.

Контрольные вопросы:

Что такое процессор?

Когда был выпущен первый процессор?

Поиск по сайту: