О страничной и сегментной адресации
О страничной и сегментной адресации.
Начну изложение с некоторого исторического экскурса. Семейство микропроцессоров Intel47 ведет свое начало с микропроцессора Intel 8086. В настоящее время во всю работает уже седьмое поколение. Каждое новое поколение отличалось от предыдущего в программном отношении, главным образом, расширением набора команд. Но были в этой восходящей лестнице и две ступени, сыгравшие огромную роль в развитии компьютеров на базе микропроцессоров Intel. Это микропроцессор 80286 (защищенный режим) и микропроцессор 80386 (страничная адресация).
До появления микропроцессора 80286 микропроцессоры использовались в так называемом реальном режиме адресации. Кратко изложу, в чем заключался этот режим. Для программирования использовался так называемый логический адрес, состоящий из двух 16-битных компонент: сегмента и смещения. Сегментный адрес мог храниться в одном из трех сегментных регистров CS,DS, SS,ES. Смещение хранилось в одном из индексных регистров DI, SI,BX,BP,SP48. При обращении к памяти логический адрес подвергался преобразованию, заключающемуся в том, что к смещению прибавлялся сегментный адрес, сдвинутый на четыре бита влево. В результате получался 20-битный адрес, который, как легко заметить, мог охватывать всего около 1 Мб памяти49. Операционная система MS DOS и была изначально рассчитана для работы в таком адресном пространстве. Получаемый 20-битный адрес назывался линейным, и при этом фактически совпадал с физическим адресом ячейки памяти. Разумеется, с точки зрения развития операционных систем это был тупик. Должна быть, по крайней мере, возможность расширять память, и не просто расширять, а сделать все адресное пространство равноправным. Выход был найден с введением так называемого защищенного режима.
Гениальность подхода заключалась в том, что на первый взгляд ничего не изменилось. По-прежнему логический адрес формировался при помощи сегментных регистров и регистров, где хранилось смещение. Однако сегментные регистры хранили теперь не сегментный адрес, а так называемый селектор, часть которого (13 бит) представляла собой индекс в некоторой таблице, называемой дескрипторной. Индекс указывал на дескриптор, в котором хранилась полная информация о сегменте. Размер дескриптора был достаточен для адресации уже гораздо большего объема памяти.
