Лекции по Вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям   

3. Структура и функционирование памяти и устройств ввода-вывода вычислительных систем

3.4. Сегментирование памяти

Говоря об адресации, нельзя обойти вопрос о сегментировании памяти, применяемой в некоторых процессорах, например в процессорах IBM PC-совместимых персональных компьютеров. В процессоре Intel 8086 сегментирование памяти организовано следующим образом.

Вся память системы представляется не в виде непрерывного пространства, а в виде нескольких кусков – сегментов заданного размера (по 64 Кбайта), положение которых в пространстве памяти можно изменять программным путем.

Для хранения кодов адресов памяти используются не отдельные регистры, а пары регистров:

-       сегментный регистр определяет адрес начала сегмента (то есть положение сегмента в памяти);

-       регистр указателя (регистр смещения) определяет положение рабочего адреса внутри сегмента.

При этом физический (20-разрядный) адрес памяти, выставляемый на внешнюю шину адреса, образуется так, как показано на рис. 3.4, то есть путем сложения смещения и адреса сегмента со сдвигом на 4 бита. Положение этого адреса в памяти показано на рис. 3.5.

Формирование физического адреса памяти из адреса сегмента и смещения.

Физический адрес в сегменте (все коды — шестнадцатеричные).

Рисунок 3.4 – Формирование физического адреса памяти из адреса сегмента и смещения

Рисунок 3.5 – Физический адрес в сегменте (все коды – шестнадцатеричные)

Применяются и более сложные методы сегментирования памяти. Например, в процессоре Intel 80286 в так называемом защищенном режиме адрес памяти вычисляется в соответствии с рис. 3.6.

Адресация памяти в защищенном режиме процессора Intel 80286.

Рисунок 3.6 – Адресация памяти в защищенном режиме процессора Intel 80286

В сегментном регистре в данном случае хранится не базовый (начальный) адрес сегментов, а коды селекторов, определяющие адреса в памяти, по которым хранятся дескрипторы (то есть описатели) сегментов. Область памяти с дескрипторами называется таблицей дескрипторов. Каждый дескриптор сегмента содержит базовый адрес сегмента, размер сегмента (от 1 до 64 Кбайт) и его атрибуты.

Таким образом, на сумматор, вычисляющий физический адрес памяти, подается не содержимое сегментного регистра, как в предыдущем случае, а базовый адрес сегмента из таблицы дескрипторов.

Сегментирование позволяет выделить в памяти один или несколько сегментов для данных и один или несколько сегментов для программ. Переход от одного сегмента к другому сводится всего лишь к изменению содержимого сегментного регистра.



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.