微型计算机原理第3章.ppt

设目录表中寻址项(开始的4个字节)的内容，这表明寻址项对应页表的基地址，P位(位0)及A位(位5)均为1，说明该被寻址页表在存储器中，且对应目录项已被访问过。 线性地址中页表索引地址为1001100110B，因此页表中所寻址项的物理地址为 物理地址=页表基地址+偏移地址(页表索引地址?4)+998H 又设页表中所寻址项(开始的4个字节)的内容，则页帧基地址，要寻址的存储单元最终物理地址为 最终物理地址=页帧基地址+线性地址中的12位偏移 量850H 3．虚拟8086方式 80386及其后续CPU除了可运行于实方式和保护方式之外(此时EFLAGS寄存器中的VM位为0)，当EFLAGS寄存器中的VM位置1时，还可运行于虚拟8086方式，简称V86方式。V86方式是面向任务的。在该方式中，一个或多个8086实方式程序可运行于保护方式环境中。V86方式的目的是为运行于处理器上的8086程序提供独立的虚拟机。一个虚拟机是由处理器与称为虚拟监控程序的操作系统软件组合而创建的一个环境。 在V86方式下，80386及其后续CPU的任务机制有可能使其以模拟8086方式执行一个任务，以16位保护方式执行另一个任务的80286程序，以及以32位的保护方式执行第三个任务的80386程序，并且可在这些任务之间不断进行切换。这无疑是一个功能很强的机制。 在V86方式下，80386及其后续CPU只利用微处理器地址总线上的低20位地址，可寻址最大存储空间为1 MB，各个段寄存器的功能与8086中段寄存器的功能相同，将其左移4位加上段内偏移量，形成20位的物理地址，每段存储器空间最大为64 KB。 V86方式是一种既能有效利用保护功能，又能执行8086程序的工作方式，该方式下CPU的工作原理与保护方式下的相同。 3.4.3 80286微处理器 1982年1月Intel公司推出的80286 CPU是比8086/8088更先进的16位微处理器芯片，其内部操作和寄存器都是16位的。该芯片集成13.5万个晶体管，采用68引线4列直插式封装。80286不再使用分时复用地址/数据引脚，具有独立的16条数据线D15?D0和24条地址线A23?A0。 80286除了能与8086/8088相兼容外，首次引入了虚拟存储管理机制，在芯片内集成了存储器管理和虚地址保护机构，从而使80286 CPU能在两种不同的工作方式(实方式和保护方式)下运行。在实方式下，相当于一个快速的8086 CPU，从逻辑地址到物理地址的转换与8086相同，物理地址空间为1 MB。在保护方式下，80286可寻址16 MB(224)物理地址空间，能为每个任务提供多达1 GB(230)的虚拟地址空间；可实现段寄存器保护、存储器访问保护、特权级保护以及任务之间的保护等。因此，80286 CPU能可靠地支持多用户系统。 1．80286 CPU的功能结构 图3.28 80286 CPU功能结构 图3.18 页式虚拟存储器地址变换 (3) 段页式虚拟存储器。为了克服段式和页式存储器管理系统各自的缺点，可以采用分段和分页相结合的段页式管理系统。程序按模块分段，段内再分页，交换信息时以页为单位进行信息传送，用段表和页表(程序的每个段都要有一个页表)进行两级存储器定位管理。 如图3.19所示，目前微型计算机中广泛使用的是分段和分页的存储器管理机制。它们都使用了由操作系统产生并驻留于内存中的各种表格，这些表格规定了各自的转换函数，从而实现从虚拟地址到实存地址之间的转换。这些表格只允许操作系统进行访问，应用程序不能对其进行修改。这样，操作系统为每一个任务维护一套各自不同的转换表格，其结果使每一任务有不同的虚拟地址空间，并使各任务彼此隔离开来，以便完成多任务分时操作。 图3.19 虚拟地址—物理地址转换 对于80286而言，只有段式存储器管理方式，而80386及其后续机型采用段式和页式存储器管理方式，即首先使用段机制，把虚拟地址转换为一个中间地址空间的地址，这个中间地址空间称为线性地址空间，其地址称为线性地址。然后再用分页机制把线性地址转换为物理地址。下面就简要介绍80x86的段式和页式存储器管理机制。 3) 存储器段式管理机制 不论是实方式还是保护方式，程