Организация ЭВМ и периферийные устройства. Михаил Викторович Рыбальченко

контроллера прерываний.

      7. Поясните назначение и функции контроллера прямого доступа к памяти.

      8. Дайте понятие интерфейса и укажите его основные разновидности.

      4. Центральный процессор

      4.1. Принципы адресации к памяти в реальном режиме работы процессоров

      Особенности адресации в реальном режиме определены следующими факторами.

      1. Особенности процессоров i8086/88, впервые применённых в микрокомпьютерах типа IBM PC: эти процессоры содержат 16-разрядные регистры, имеют 20-разрядную шину адреса и, таким образом, могут адресовать 2²⁰≈ 1 млн слов данных. С учётом того, что внешняя шина данных является 8-разрядной (для i8088), слово данных имеет размер 1 байт, и поэтому максимальный объём адресуемой памяти составляет 1 Мбайт.

      2. Сегментная организация памяти и соответствующий механизм адресации. Это позволяет процессору, используя 16-разрядные регистры, формировать 20-разрядные адреса.

      Для обеспечения доступа вся память логически разбивается на сегменты размером по 64 Кбайт, внутри которых процессор может адресовать память, используя 16-разрядные адреса. При этом физический адрес байта памяти т.е. адрес, выставляемый процессором на шине адреса, определяется по формуле

Addr = Segment + Offset ,

      где Addr – физический адрес;

       Segment – адрес начала сегмента памяти (20-битный);

       Offset – смещение относительно начала сегмента (16-битное); первый байт сегмента имеет смещение 0, второй байт – 1 и т.д. до 65 535.

      Всё адресное пространство памяти, начиная с нулевого адреса, логически разбито также на параграфы – области памяти, состоящие из 16-ти смежных байт (рис. 2).

       Сегмент – непрерывная область памяти размером 64 Кбайта, выровненная на границу параграфа, т.е. имеющая адрес, кратный 16 (рис. 2).

      Рассмотрим теперь, каким образом процессоры 8086/8088 адресуют память, размером в 1 Мбайт. Так как адрес сегмента расположен на границе параграфа, младшие четыре бита его адреса всегда равны нулю (рис. 2). Хранить биты, всегда равные нулю, нецелесообразно. Поэтому значение адреса сегмента XXXX0h хранится в так называемых сегментных регистрах процессора в виде XXXXh, где X – шестнадцатеричная цифра. Процессор же «понимает», что дополнительно имеется младший шестнадцатеричный нуль (четыре младших нулевых бита), который и добавляется перед вычислением физического адреса. Наибольшее значение адреса сегмента FFFF0h плюс максимальное смещение FFFFh с избытком позволяет адресовать 1 Мбайт памяти.