• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Tryb chroniony

    Przeczytaj także...
    Tryb wirtualny (zwany także V86 lub Virtual 8086) — specjalny tryb pracy procesorów o architekturze IA-32, dostępny w trybie chronionym, który umożliwia uruchamianie programów przeznaczonych dla trybu rzeczywistego. W trybie wirtualnym symulowane jest działanie analogiczne dla procesora Intel 8086 (faktycznie można uruchamiać kod także dla 8088, 80186 i 80188), tzn. otrzymuje dostęp do 1 MB pamięci i rejestrów procesora i może wykonywać te rozkazy, które mają sens w takim otoczeniu.Intel 80386 – 32-bitowy procesor opracowany przez firmę Intel, zaprezentowany w 1985 roku. Później odpowiedniki tego procesora produkowały również firmy AMD oraz Cyrix (VIA).
    Jednostka zarządzania pamięcią (skr. MMU od ang. Memory Management Unit) – zestaw układów realizujących dostęp do pamięci fizycznej żądanej przez CPU. Wśród zadań tych układów znajdują się funkcje translacji pamięci wirtualnej do pamięci fizycznej, ochronę pamięci, obsługę pamięci podręcznej, zarządzanie szynami danych oraz, w prostszych (szczególnie 8-bitowych) systemach, przełączanie banków pamięci.

    Tryb chroniony (ang. protected mode) – tryb pracy mikroprocesorów o architekturze x86 wprowadzony po raz pierwszy w modelu Intel 80286. Tryb chroniony umożliwia adresowanie pamięci przekraczającej wielkość 1 MB, który to limit obowiązywał w trybie rzeczywistym procesora, oraz wprowadza wiele nowych udogodnień wspierających wielozadaniowość, m.in. takich jak:

    Mikroprocesor – układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji (LSI) zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonego ciągu instrukcji.Stronicowanie jest jednym ze sposobów rozwiązania problemu zewnętrznej fragmentacji polegającym na dopuszczeniu nieciągłości rozmieszczenia logicznej przestrzeni adresowej procesu w pamięci fizycznej. Zostało użyte przez polskiego inżyniera Jacka Karpińskiego w architekturze komputera K-202.
  • segmentacja pamięci,
  • stronicowanie pamięci,
  • sprzętowa ochrona pamięci (układ MMU),
  • wywłaszczanie procesów,
  • wsparcie w przełączaniu kontekstu procesora/rdzenia.
  • Większość nowoczesnych systemów operacyjnych wykorzystuje procesory serii x86 właśnie w trybie chronionym. Zaliczają się do nich m.in.: Linux, Windows w wersji 3.0 i wyższych, systemy z rodziny BSD.

    Przełączanie kontekstu, przełączanie zadań – proces zachowywania i odtwarzania stanu procesora (kontekstu), by wiele procesów mogło dzielić zasoby pojedynczego procesora. Przełączanie kontekstu polega na przydzielaniu procesorowi kolejnych zadań i jest ważną cechą wielozadaniowego systemu operacyjnego. Z reguły przełączanie kontekstu jest zadaniem intensywnym obliczeniowo i wiele czasu przy projektowaniu systemów operacyjnych poświęca się na optymalizację tego zadania.BSD (ang. Berkeley Software Distribution, czasami nazywany Berkeley Unix) – odmiana systemu operacyjnego Unix wywodząca się ze stworzonych na Uniwersytecie Kalifornijskim Berkeley rozszerzeń dla systemu rozwijanego przez firmę AT&T. Także potoczna nazwa licencji BSD, na której te systemy są wydawane oraz pokrewnych licencji tego typu (np. licencja MIT).

    Tryb chroniony został wprowadzony do mikroprocesora Intel 80286, który jest procesorem 16-bitowym, z 24-bitową szyną adresową (może zaadresować 16 MB pamięci RAM). Posiada on także tryb rzeczywisty (ang. real mode) dla zachowania zgodności z poprzednimi mikroprocesorami rodziny x86. Mikroprocesor Intel 80286 w trybie chronionym wykorzystuje mechanizm segmentacji. 16-bitowe rejestry segmentowe CS, SS, DS, ES, w trybie chronionym zawierają selektor deskryptora (numer deskryptora), który określa deskryptor segmentu, będący 8-bajtową strukturą w pamięci opisującą dany segment. Deskryptor zawiera informacje o segmencie: fizyczna lokalizacja segmentu w pamięci (24-bitowy adres bazowy, 16-bitowa długość segmentu w bajtach), prawa dostępu do segmentu, jego typ itp. W trybie rzeczywistym rejestry segmentowe CS, SS, DS, ES zawierają adresy bazowe (początków) segmentów. Procesor rozpoczyna swoją pracę w trybie chronionym od ustawienia bitu PE (ang. Protection Enable) na jeden i wykonaniu dalekiego skoku; wyzerowanie tego bitu powoduje powrót do trybu rzeczywistego – bit PE to najmłodszy bit rejestru CR0 (ang. Control Register).

    Microsoft Windows (ang. windows „okna”, IPA: [maɪkɹoʊsɑːft ˈwɪndoʊz]) – rodzina systemów operacyjnych stworzonych przez firmę Microsoft. Systemy rodziny Windows działają na serwerach, systemach wbudowanych oraz na komputerach osobistych, z którymi są najczęściej kojarzone. Deskryptor segmentu – struktura występująca w globalnej oraz lokalnej tablicy deskryptorów, opisująca położenie i właściwości segmentu pamięci.

    Procesory Intel 80386 i jego następcy posiadają już 32-bitowy tryb chroniony, w którym można zaadresować do 4 GB pamięci RAM. Obsługują one 32-bitowy tryb segmentacji, będący rozwinięciem tego znanego z procesora Intel 80286 o dodatkowe pola w deskryptorach segmentów (m.in. 32-bitowy adres bazowy, 20-bitowa długość segmentu w bajtach, granulacja). Najważniejszą jednak cechą nowszych procesorów jest obsługa trybu stronicowania pamięci, który jest wykorzystywany w nowych systemach operacyjnych i pozwala na całkowitą izolację procesów we własnej wirtualnej przestrzeni adresowej o rozmiarze do 4 GB (tzw. tryb chroniony z wywłaszczeniem). Ponadto istnieje możliwość użycia stronicowania pamięci w trybie z segmentacją, co zwiększa bezpieczeństwo procesów i systemu operacyjnego korzystającego z segmentacji oraz ułatwia zarządzanie samą pamięcią.

    Intel 80286 – 16-bitowy procesor opracowany przez firmę Intel, oficjalnie pokazany po raz pierwszy 1 lutego 1982. Procesor składał się ze 134 tysięcy tranzystorów, pierwsze wersje pracowały z częstotliwością 6 lub 8 MHz, późniejsze maksymalnie 25 MHz. W procesorze 286 wprowadzono nowe instrukcje, nowy tryb adresowania pamięci (tryb chroniony) oraz przeprojektowano układ DMA.Wywłaszczenie – technika używana w środowiskach wielozadaniowych, w której algorytm szeregujący (scheduler) może wstrzymać aktualnie wykonywane zadanie (np. proces lub wątek), aby umożliwić działanie innemu. Dzięki temu rozwiązaniu zawieszenie jednego procesu nie powoduje blokady całego systemu operacyjnego. W systemach bez wywłaszczenia zadania jawnie informują scheduler, w którym momencie chcą umożliwić przejście do innych zadań. Jeżeli nie zrobią tego w odpowiednim czasie, system zaczyna działać bardzo wolno. Oprócz tego wywłaszczanie umożliwia szczegółowe określanie czasu, w jakim dany proces może korzystać z procesora. Wywłaszczanie w niektórych systemach operacyjnych może dotyczyć nie tylko programów, ale także samego jądra – przykładem takiego systemu jest Linux.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • tryb rzeczywisty
  • tryb wirtualny
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Syck 1994 ↓, s. 239.
    2. Syck 1994 ↓, s. 244.
    3. Syck 1994 ↓, s. 245.
    4. Syck 1994 ↓, rys. 7-3, s. 246.
    5. Syck 1994 ↓, s. 242, 244.
    6. Syck 1994 ↓, s. 251.
    7. Stallings 2018 ↓, s. 417.
    8. Stallings 2018 ↓, s. 370, 386.
    9. Stallings 2018 ↓, s. 448.

    Bibliografia[ | edytuj kod]

  • William Stallings, Systemy operacyjne. Architektura, funcjonowanie i projektowanie, wyd. IX, Gliwice: Helion, 2018, ISBN 978-83-283-3759-6.
  • Gary Syck, Turbo Assembler. Biblia użytkownika, Warszawa: LT&P, 1994, ISBN 83-901237-2-X.
  • Wielozadaniowość – cecha systemu operacyjnego umożliwiająca mu równoczesne wykonywanie więcej niż jednego procesu. Zwykle za poprawną realizację wielozadaniowości odpowiedzialne jest jądro systemu operacyjnego.Ochrona pamięci (ang. memory protection) dotyczy sposobów kontroli praw dostępu do pamięci komputera i stanowi integralną część większości nowoczesnych systemów operacyjnych. Podstawowym celem ochrony pamięci jest uniemożliwienie procesowi dostępu do obszaru pamięci, który nie został mu przydzielony. Zapobiega to przypadkom, w których proces może zakłócić pracę innego procesu lub pracę nadzorującego systemu operacyjnego.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Rejestr segmentowy – rejestr procesora stworzony do przechowywania adresu początkowego obszaru pamięci, w którym umieszczone są rozkazy, dane albo stos programu. W procesorach o architekturze x86 występuje 6 rejestrów segmentowych:
    Segmentacja pamięci – jedna z metod ochrony pamięci, używana przy wielozadaniowości. Każdy proces otrzymuje swój własny obszar pamięci, realizowany poprzez rejestry segmentowe.
    Tryb rzeczywisty – tryb pracy mikroprocesorów z rodziny procesorów x86, w którym procesor pracuje tak jak procesor Intel 8086.
    Selektor – w trybie chronionym procesorów zgodnych z modelem x86 jest to część adresu logicznego wskazująca tablicę deskryptorów i deskryptor w tej tablicy.
    x86 – rodzina architektur (modeli programowych) procesorów firmy Intel, należących do kategorii CISC, stosowana w komputerach PC, zapoczątkowana przez i wstecznie zgodna z 16-bitowym procesorem 8086, który z kolei wywodził się z 8-bitowego układu 8085. Nazwa architektury wywodzi się od nazw pierwszych modeli z tej rodziny, których numery kończyły się liczbą 86.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.024 sek.