• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Сегментна організація пам'яті

Операційна система MS DOS, апаратна платформа якої базується на архітектурі мікропроцесорів Intel 8086/8088, використовує сегментну адресацію оперативної пам'яті. Пояснимо коротко її суть. Адреса кожного байта пам'яті зберігається у формі двох складових частин: сегмента адреси (segment) і зміщення адреси (offset).

Обидві складові є 16-розрядними беззнаковими цілими числами. Коли відбувається звертання до даних у пам'яті, з цих двох складових частин формується єдина 20-розрядна фізична адреса. Формування фізичної адреси здійснюється за такою схемою:

1) значення сегмента розширюється до 20 біт і зсувається вліво на 4 розряди; біти, що звільнилися справа, заповнюються нулями;

2) до отриманої 20-розрядної сегментної адреси додається значення зміщення; якщо виникає переповнення, то його ігнорують.

Повна фізична адреса є 20-розрядною, що дає змогу адресувати 2²⁰ = 1 Мбайт оперативної пам'яті. Цю пам'ять використовує в звичайному режимі роботи (real тоde) операційна система MS DOS.

У письмових позначеннях адреси сегмент і зміщення прийнято розділяти двокрапкою – segmen:оffset. Якщо вказуються константні значення складових адреси, то записують у шістнадцятковій формі з літерою h у кінці (від heximal - шістнадцятковий, наприклад: 2C60:OOA5h.

Одну і ту ж фізичну адресу можна отримати з різних значень segment- offset. Три наступні пари: 0DD0:0008h, 0D00:0D08h і 0320:AB08h адресують один і той самий байт оперативної пам'яті, фізична адреса якого - 0DD08h.

Сегментну компоненту адреси називають також номером параграфа чи просто параграфом адреси, а в мікропроцесорах Intel 8086/8088 параграфом позначають межу пам’яті, кратну 16. Оскільки при формуванні фізичної адреси сегмент зсувається вліво на 4 розряди, то для довільного значення segmenf.0000h відповідна фізична адреса буде містити нулі в останній тетраді, тобто буде кратною 16.

До сегмента додається зміщення, яке є 16-розрядним словом, тому в межах одного сегмента можна адресувати 2¹⁶ = 65566 - 64 Кбайт оперативної пам'яті.

Для розташування ехе-коду С-програми та даних, які вона опрацьовує, виділяються окремі сегменти оперативної пам'яті. Кожен сегмент починається з адреси, кратної 16, і має обсяг, що не перевищує 64 Кбайт. Повну фізичну адресу даних і кодів команд програми мікропроцесор формує зі значення сегментної компоненти та значення зміщення.

Для збереження сегментних компонентів адрес використовують чотири системних регістри мікропроцесора, які називають сегментними: CS, DS, SS і ЕS. Призначення їх таке:

· регістр CS (code segment - сегмент коду) задає сегментну частину адрес команд програми; область, яку він адресує, називається сегментом коду програми;

· регістр DS (data segment - сегмент даних) задає сегментну частину адрес глобальних і статичних змінних програми; область, яку він адресує, називається сегментом даних;

· регістр SS (stack segment - сегмент стека) разом з регістром SP (SS, SР) задає адрес область пам'яті, яка називається програмним стеком і використовується для збереження локальних даних функцій. Переважно заповнення стека виконується від його вершини (найбільшої адреси) вниз, тому значення SP зменшується після кожного запису даних у стек. Коли ж поточна функція завершує роботу, область її даних звільняється, а значення SP збільшується на відповідну величину;

· регістр ES (extra segment - додатковий сегментний регістр) використовують, коли потрібно окремо задавати сегментну частину адреси даних (це називають переадресацією сегмента), а також для швидкого звертання до оперативної пам'яті, наприклад у разі копіювання даних з однієї ділянки пам'яті в іншу

Якщо всі глобальні та статичні дані програми можна розмістити в одному сегменті, а всі команди вміщаються в один сегмент коду, то в процесі виконання такої програми значення сегментних регістрів не змінюються, а для адресації даних і команд достатньо зберігати тільки зміщення адрес.

Такий розподіл оперативної пам'яті забезпечує компактність команд і високу швидкодію їх виконання. Проте обсяг сегмента обмежений значенням 64 Кбайт, тому для задач з великими обсягами даних і/або об'ємними кодами програм потрібні багатосегментні моделі пам'яті.

Переглядів: 2735