微機原理與接口技術-郭蘭英-第2章

1、微機原理與接口技術微機原理與接口技術第第2章章 微處理器存儲器管理技術微處理器存儲器管理技術教學重點教學重點 實模式存儲器尋址實模式存儲器尋址 保護模式存儲器尋址保護模式存儲器尋址 分段存儲器管理分段存儲器管理 分頁存儲器管理分頁存儲器管理微處理器的工作模式微處理器的工作模式 Intel系列微處理器如何尋址與微處理系列微處理器如何尋址與微處理器的工作模式有關。器的工作模式有關。 微處理器的工作模式微處理器的工作模式: 實模式實模式 保護模式保護模式只允許微處理器尋址只允許微處理器尋址第一個第一個1MB內存空間內存空間允許微處理器尋址第一個允許微處理器尋址第一個1MB及第一個及第一個1MB以上的

2、以上的內存空間內存空間00000100001FFFFFFFFF實模式存儲器尋址實模式存儲器尋址 實模式下尋址：實模式下尋址： 邏輯地址邏輯地址 段基址段基址:偏移地址偏移地址 物理地址物理地址=段地址段地址 10H+偏移地址。偏移地址。1F00064KB段1000段寄存器段寄存器偏移地址偏移地址F000默認段和偏移寄存器默認段和偏移寄存器默認16位段偏移尋址組合段偏移主要用途CSIP指令地址SSSP或BP堆棧地址DSBX、DI、SI、8位數(shù)或16位數(shù)數(shù)據(jù)地址ES串指令DI串目標地址默認32位段偏移尋址組合段偏移主要用途CSEIP指令地址SSESP或EBP堆棧地址DSEAX、EBX、ECX、ED

3、X、EDI、ESI、8位數(shù)、16位數(shù)或32位數(shù)數(shù)據(jù)地址ES串指令EDI串目標地址FS無默認一般地址GS 無默認一般地址注意注意 存儲器的分段方式并存儲器的分段方式并不唯一不唯一。 存儲器各段之間可以存儲器各段之間可以連續(xù)、分開、部分連續(xù)、分開、部分重疊或完全重疊重疊或完全重疊。 由各段寄存器的預置內容決定由各段寄存器的預置內容決定00000HFFFFFH保護模式存儲器尋址保護模式存儲器尋址 邏輯地址邏輯地址 段寄存器：偏移地址段寄存器：偏移地址 選擇子：用于選擇描述表內的一個描述符選擇子：用于選擇描述表內的一個描述符 描述符：描述段存儲器段的位置、長度和訪描述符：描述段存儲器段的位置、長度和訪

4、問權限問權限 分段存儲器管理分段存儲器管理 分頁存儲器管理分頁存儲器管理分段存儲器管理分段存儲器管理分段管理分段管理就是就是把程序、數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)把程序、數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)信息（如描述符表）都定義成長度不等信息（如描述符表）都定義成長度不等的段，在內存和磁盤之間交換信息時，的段，在內存和磁盤之間交換信息時，段作為獨立的邏輯單位。段作為獨立的邏輯單位。作業(yè)空間(MAIN)0030K(X)1020K(D)2015K(S)3010K30K20K15K10K40K80K120K150K段長基址段號(MAIN)030K(X)120K(D)215K(S)310K040K80K120K150K段表內存空間012

5、3分段存儲器管理分段存儲器管理選擇子選擇子分段管理就是把程序、數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)信息（如描述符表）都定義成長度不等的段，在內存和磁盤之間交換信息時，段作為獨立的邏輯單位。分段存儲器管理分段存儲器管理描述符描述符圖圖2.5 80286和80386Pentium微處理器的描述符格式 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 訪問權限訪問權限基（基（B23-B16）基（基（B15-B0）界限（界限（L15-L0） 642080386Pentium基（基（B31-B24）G D 0AV界限界限（L19-L16） 訪問權限訪問權限基（基（B23-B16）基（基（B15-B0）界限（界限（

6、L15-L0）75317531 6420 80286描述符分段存儲器管理分段存儲器管理訪問字節(jié)功能訪問字節(jié)功能控制寄存器段表始址段表長度2100段號S越界1 K段長600段號01236 K4 K5002008 K9200基址位移量W82928K82928692主存物理地址有效地址分段存儲器管理分段存儲器管理 優(yōu)點：優(yōu)點： 段的分界與程序的自然分解相對應段的分界與程序的自然分解相對應 各段相互獨立，從而使得程序易于編譯、各段相互獨立，從而使得程序易于編譯、管理、修改和保護。管理、修改和保護。 缺點缺點 段的長短不固定，各段起點和終點不定，段的長短不固定，各段起點和終點不定，對內存空間的分配帶來不

7、便。對內存空間的分配帶來不便。 每次對內存清空的段長度必須大于將要每次對內存清空的段長度必須大于將要從磁盤裝入的段，產生碎片從磁盤裝入的段，產生碎片分頁存儲器管理分頁存儲器管理 分頁存儲器管理分頁存儲器管理 長度固定，頁的起點和終點固定長度固定，頁的起點和終點固定 信息的交換均以頁為單位進行信息的交換均以頁為單位進行 頁面大小頁面大小 太小，碎片減少，但頁表占用內存過多太小，碎片減少，但頁表占用內存過多 太大，頁內碎片增大太大，頁內碎片增大 頁面的大小應選擇得適中，且頁面大小應是2的冪，通常為512 B8 KB用戶程序0 頁1 頁2 頁3 頁4 頁5 頁n 頁頁表頁號塊號02132638495

8、內存012345678910頁表寄存器頁表始址頁表長度頁號(3)頁內 地 址邏輯地址L越界中斷1塊號b頁表頁號012物理地址3兩級頁表兩級頁表 對于一個具有32位邏輯地址空間的分頁系統(tǒng)，規(guī)定頁面大小為4 KB，則在每個進程頁表中的頁表項可達1兆個之多。因為每個頁表項占用一個字節(jié)， 故每個進程僅僅其頁表就要占用4 KB的內存空間，而且還要求是連續(xù)的。 離散分配方式多級頁表兩級頁表邏輯地址結構兩級頁表邏輯地址結構兩級頁表結構兩級頁表結構101110780121742n第0頁頁表1460121023第1頁頁表114115011023外部頁表012345671141151468第n頁頁存空間外部頁號P1P2外部頁內地址 頁內地址d邏輯地址