Главная/

Программирование, базы данных. /

Системное программирование

является память. Внутренняя память компьютера явля-

ется временным рабочим пространством; в отличие от нее внешняя па-

мять, такая как файл на дискете, предназначена для долговременного

хранения информации. Информация во внутренней памяти не сохраняется

при выключении питания.

Каждая ячейка памяти имеет адрес, который используется для ее

нахождения. Поскольку адреса - это те же числа, компьютер может ис-

пользовать арифметические операции для вычисления адресов памяти.

IBM/PC использует возможности адресации микропроцессора 8088

полностью. Адреса в 8088 имеют длину 20 бит, следовательно, процессор

позволяет адресовать два в двадцатой степени байта или 1024 К.

2. Основные микросхемы

Главной микросхемой является сам микропроцессор. Рядом с микропро-

цессором предусмотрено место для микросхемы 80287, числового сопроцес-

сора, или процессора числовых данных, с его специальными возможностями

по выполнению очень быстрых (и с повышенной точностью) вычислений над

числами с плавающей точкой. Числовой сопроцессор устанавливается срав-

нительно небольшое количество РС, однако почти все члены семейства пре-

дусматривают гнездо для его установки.

Рассмотрим микросхемы, которые предназначены для выполнения опера-

ций синхронизации в компьютере. Одна из них называется генератором так-

товых (или синхронизирующих) сигналов и используется, прежде всего, для

получения тактов, которые управляют основным рабочим циклов компьютер в

АТ номером его идентификации является 88248. В любом случае эта микрос-

хема дает синхронизирующий сигнал, используемый в других компонентах

компьютера для установки основного рабочего темпа. В микросхеме генера-

тора тактовых сигналов используется кварцевый кристалл в качестве точ-

ной основы для синхронизации. Наш генератор тактовых сигналов подразде-

ляет сверхбыстрые такты кристалла в быстрые такты, требующиеся компь-

ютеру, и преобразует их в форму, приемлемую для использования другими

компонентами схемы.

С генератором тактовых сигналов близко связана микросхема програм-

мируемого таймера, идентифицируемая номером 8253. Программируемый тай-

мер может порождать другие сигналы синхронизации. Можно изменять ско-

рость выдачи сигналов, что делает эту микросхему "программируемой". Для

осуществления регулировки этим потоком информации в компьютерах предус-

мотрен микропроцессор контроллера шины. В РС эта микросхема имеет номер

8288, а в АТ - 82288. Задача контроллера шины состоит в том, чтобы

обеспечить нормальную работу шины.

Некоторые компоненты компьютера (в частности, дисководы) могут об-

мениваться данными непосредственно через кмпьютерную память, без про-

хождения данных микропроцессора для выполнения другой работы. Такой

процесс называется прямым доступом к памяти. Имеется специальная мик-

росхема, предназначенная для управления этим процессом, которая называ-

ется контроллером прямого доступа к памяти (номер микросхемы - 8237).

Прерывания контролируются специальной микросхемой (8259). В компь-

ютерах прерывания поступают с различной степенью важности и одной из

задач контроллера прерываний 8259 является отслеживания их в порядке

приоритетов, а также фиксация каких-либо задержанных прерываний.

К другим основным микросхемам относится микросхема программируемо-

го интерфейса периферийных устройств (номер - 8255). Эта микросхема

следит за работой некоторых из более простых периферийных устройств

компьютера, таких как порт кассетной ленты. Однако большинство перифе-

рийных устройств компьютера являются слишком сложными для того, чтобы

они могли регулироваться простой обычной схемой.

К таким сложным устройствам относятся приводы гибких дисков. Ос-

новной микросхемой, предназначенной для управления работой компьютера с

- 4 -

приводами гибких дисков, является контроллер гибкого диска PD765. Для

дисплея обычно используется микросхема, называемая контроллером элект-

ронно-лучевой трубки 6845.

3. Специальные свойства микропроцессора 286

В реальном режиме специальные возможности и характеристики микроп-

роцессора 286 не проявляются, поэтому компьютер с микропроцессором 286,

функционирующем в реальном режиме, может быть полностью совместимым с

обычным РС. Для того, чтобы воспользоваться дополнительными возможнос-

тями, следует переключиться на защищенный режим.

В защищенном режиме микропроцессор 286 обладает рядом дополнитель-

ных возможностей, позволяющих ему наращивать количество программ, с ко-

торыми компьютер может работать одновременно. Это достигается за счет

четырех основных средств: защиты (которая определяет наименование дан-

ного режима), расширенной памяти, виртуальной памяти и мультизадачнос-

ти.

Защита позволяет операционной системе воздвигать барьеры для защи-

ты программы от воздействия функционирования других программ или самой

операционной системы. В стандартном РС ими при работе микропроцессора

286 в реальном режиме отдельная прорамма может испортить работу опера-

ционной системы или какой-либо другой программы, использующей компь-

ютер, либо даже заблокировать весь компьютер, остановив его функциони-

рование. Защищенный режим работы микропроцессора 286 позволяет операци-

онной системе предотвращать порчу компьютера и даже порчу какой-либо

части памяти любоц из программ. Когда мы используем наши компьютеры для

одновременной работы только с одной программой, то неправильная работа

программы и блокировка ею машины не играет столь уж большой роли. Одна-

ко, если нам нужно выполнять на компьютере одновременно несколько прог-

рамм, намного возрастает важность защиты функционирования компьютера от

некорректно работающих программ. Средство защиты делает это возможным.

Защищенный режим работы микропроцессора 286 предоставляет больший объем

памяти, причем это достигается двумя путями. Во-первых, за счет расши-

ренной памяти: микропроцессор 286 позволяет устанавливать в компьютер

до шестнадцати миллионов байтов рабочей памяти. Во-вторых, за счет вир-

туальной памяти: микропроцессор 286 может имитировать (или иметь) даже

большее количество памяти, чем имеется в фактическом наличии. Виртуаль-

ная память позволяет компьютеру предоставлять каждой программе до одно-

го биллиона байтов (один гигабайт) для работы с ними. Это очень большой

объем памяти.

Наконец, используя поддерживаемую аппаратными средствами мультиза-

дачность, микропроцессор 286 может быстро и надежно осуществлять перек-

лючение между программами, которые выполняются одновременно. Мультиза-

дачность применяется в случае, если компьютер одновременно работает с

более чем одной программой (задачей). Фактически, в каждый момент вре-

мени компьютер выполняет команды лишь одной программы, однако в процес-

се мультизадачной работы обрабатываться все программы - это можно срав-

нить с жонглером, который может одновременно работать с множеством ша-

ров. Любой компьютер может попытаться работать в режиме мультизадачн-

ности, однако такую работу он не в состоянии выполнять на должном уров-

не, не обладая определенными