12. Функционирование процессора в реальном и защищенном режимах.

Процессоры семейства Р6, как и другие микропроцессоры 80x86, имеют два основных рабочих режима: защищенный и реальный.

Наиболее полно возможности процессора реализуются при работе в защищенном режиме. При этом обеспечивается физическая адресация памяти объемом до 2 32 = 4 Гбайт и доступ к виртуальной памяти объемом до 2 46 = 64 Гбайт. Помимо сегментации памяти в защищенном режиме может быть реализована страничная организация. Этот режим позволяет использовать дополнительные команды, введенные для поддержки многозадачных операционных систем. Кроме того, обеспечивается защита пользовательских программ друг от друга и от операционной системы, предотвращающая возможное взаимное вмешательство в их работу.

При работе в реальном режиме возможности микропроцессора существенно ограничиваются: сокращается до 1 Мбайт объем адресуемой памяти, исключаются основные механизмы защиты, не реализуется страничная организация памяти и многозадачное функционирование систем. Этот режим обычно используется либо как промежуточный для перехода в защищенный режим после инициализации микропроцессорной системы, либо для более быстрого выполнения программ, написанных для микропроцессоров 8086,80186. По сравнению с ними процессоры Р6 в реальном режиме имеют более широкий набор выполняемых команд и обеспечивают обработку 32-разрядных операндов.

Быстрое выполнение программ, написанных для микропроцессоров 8086, вместе с обеспечением защиты памяти, страничной организации и многозадачности достигается при работе процессора в режиме виртуального 8086, который является вариантом защищенного режима.

В настоящей главе подробно рассматривается функционирование процессоров Р6 в защищенном режиме (сегментация, страничная организация памяти, многозадачность), особенности реализации реального режима и режима виртуального 8086.

13. Bios. Функции и недостатки современных реализаций.

BIOS (Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода, БСВВ) — небольшая программа, находящаяся на ПЗУ и отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена. Наиболее широко среди пользователей компьютеров известна BIOS материнской платы, но BIOS присутствуют почти у всех компонентов компьютера: у видеоадаптеров, сетевых адаптеров, модемов, дисковых контроллеров, принтеров.

Функции:

инициализация и начальное тестирование аппаратных средств — POST;

настройка и конфигурирование аппаратных средств и системных ресурсов — CMOS Setup, см. 6.6;

автоматическое распределение системных ресурсов — PnP BIOS;

идентификация и конфигурирование устройств PCI — PCI BIOS, см. 14.7;

начальная загрузка (первый этап загрузки операционной системы) — Bootstrap Loader;

обслуживание аппаратных прерываний от системных устройств (таймера, клавиатуры, дисков) — BIOS Hardware Interrupts;

отработка базовых функций программных обращений (сервисов) к системным устройствам — ROM BIOS Services;

поддержка управляемости конфигурированием — DMI BIOS;

поддержка управления энергопотреблением и автоматического конфигурирования — АРМ и ACPI BIOS.