- •Аппаратные средства вычислительной техники
- •Элементы и узлы эвм Системный блок
- •Корпуса
- •Блок питания
- •Кабели и разъемы
- •Проводники
- •Системная плата
- •Корпуса и маркировка
- •Накопители
- •Винчестеры
- •Цифровая информация
- •Флоппи диски (fdd)
- •Стримеры
- •Прочие накопители
- •Накопители на эффекте Бернулли
- •Накопитель на компакт дисках
- •Магнитооптические накопители
- •Видеоподсистемы
- •Lr мониторы
- •Green мониторы
- •Видеоадаптеры
- •Проблемы цветопередачи
- •Карта ускорителей
- •Рекомендации по выбору видеоадаптера
- •Структура центрального процессора
- •Микропроцессорные устройства. Основные понятия
- •Разрядность адресов и данных;
- •Организация структуры памяти Организация памяти микропроцессорных устройств
- •Теги и дескрипторы
- •Особенности risc _ архитектуры
- •Согласование пропускных способностей микропроцессора и памяти. Кэш-память
- •Защита памяти
- •Динамическое распределение памяти. Организация виртуальной памяти
- •Организация памяти
- •Режимы работы памяти
- •Другие типы динамической памяти
- •Логическая организация памяти
- •Дополнительная память
- •Расширенная память
- •Устройства оперативной памяти
- •Bios и cmos ram
- •Кэширование адреса
- •Системы прерывания Прерывания и исключения
- •Системы ввода вывода Организация ввода - вывода микропроцессорного устройства
- •Ввод вывод в режиме прямого доступа к памяти
- •Ввод вывод
- •Защищенный режим
- •Дескрипторы
- •Привилегии
- •Переключение задач
- •Страничное управление памятью
- •Режим виртуального 86 (v86)
- •Переферийные устройства Интерфейсы периферийных устройств
- •Последовательный порт
- •Организация памяти микропроцессорного устройства
- •Регистры микропроцессора
- •Адресация ввода вывода
- •Инициализация прерывания останов и синхронизация микропроцессора
- •Задание типа работы микропроцессора
- •Шинные циклы микропроцессора
- •Основные особенности архитектур микропроцессоров 286, 386 и 486 Общие характеристики структуры
- •Вспомогательные микросхемы для смпу. Системные локальные шины Тактовый генератор
- •Контроллер прерываний
- •Контроллер прямого доступа к памяти
- •Другие вспомогательные микросхемы
- •Набор микросхем или chipset
- •Системные локальные шины
- •Шина isa
- •Шина esa
- •Локальные шины
- •Стандарт pcmcia
- •Архитектура современного эвм расширение mmx
- •Внутренний кэш
- •Синхронизация
- •Разгон и торможение процессора
- •Варианты разгона Pentium
- •Логическая структура диска
- •Структура br (бутсектора)
- •Архитектура ориентированная на программное обеспечение Интерфейс накопителей
- •Интерфейс ata (ide)
- •Интерфейс Enhanced ide
Привилегии
В защищенном режиме имеется 4-уровневая система привилегий, которая управляет использованием привилегированных инструкций и доступом к дескрипторам. Уровни привилегий нумеруются от 0 до 3, нулевой имеет высшие привилегии. Уровни привилегий обеспечивают защиту задач изолируемых друг от друга локальными таблицами дескрипторов. Программы, операционные системы, обработчики прерываний и другое системное обеспечение могут включаться в виртуальное адресное пространство каждой задачи и защищаться системой привилегий. Каждая часть системы работает на своем уровне привилегий. Задачи, дескрипторы и селекторы имеют свои атрибуты привилегий. Привилегии задач действуют на выполнение инструкций и использование дескрипторов. Текущий уровень привилегий и задачи CPL определяются двумя младшими битами регистра CS, и может изменяться только при передаче управления к новому сегменту через дескриптор вентиля. Привилегии дескриптора задаются полем DPL байта управления доступом. DPL определяет наименьший уровень привилегий с которым возможен доступ к данному дескриптору. Привилегии селектора задаются полем RPL т.е. двумя младшими битами селектора. С помощью RPL можно урезать эффективный уровень привилегий EPL, который определяется как максимальное арифметическое из значений CPL и RPL. Контроль доступа к сегментным данным производится при исполнении команд загрузки селекторов в SS, DS, ES, FS и GS. Для получения доступа эффективный уровень привилегий EPL должен быть EPL DPL. Контроль типов и привилегий при передаче управления производится при загрузке селектора в регистр CS. Тип дескриптора на который ссылается данный селектор должен соответствовать выполняемой инструкции. Нарушение типа порождает исключение 13. Привилегии и битовая карта разрешения ввода вывода и управляет флагом прерываний IF. Уровень привилегий ввода вывода определяется полем IOPL регистра флагов. Значение IOPL можно изменить только при CPL=0.
Защита
Защита микропроцессора предназначена для предотвращения несанкционированного выполнения критических инструкций: команды HLT, которая останавливает микропроцессор и команд влияющих на сегменты кода и данных.
Механизмы защиты делятся на 3 группы:
ограничение использования сегментов, например, запрет записи в только читаемый сегмент данных. Доступность использования только сегментов дескрипторы которых описаны в GDT и LDT;
ограничение доступа к сегментам через правила привилегий;
выделение привилегированных инструкций или операций, которые можно выполнять только при определенных уровнях CPL и IOPL.
Проверки, порождающие исключения можно тоже разделить на 3 группы:
проверка при загрузке сегментных регистров;
проверка ссылок операндов;
проверка привилегий инструкций.
Для того, чтобы задачи не нарывались на срабатывание защиты, в систему команд введены специальные инструкции тестирования указателей. Они позволяют быстро удостовериться в возможности использования селектора или сегмента без риска порождения исключения.
Переключение задач
Для многозадачных и многопользовательских операционных систем важна способность микропроцессора к быстрому переключению выполняемых задач. Операция переключения задач сохраняет состояние микропроцессора и связь с предыдущей задачей, загружает состояние новой задачи и начинает ее выполнение. Переключение задач выполняется по инструкции межсегментного перехода JMP или вызова CALL ссылающейся на сегмент состояния задачи TSS или дескриптор вентиля задачи в GDT или LDT. Переключение задач может происходить также по операциям и программным прерываниям и исключениям, если соответствующий элемент в IDT является дескриптором вентиля задачи. Дескриптор TSS указывает на сегмент, содержащий полное состояние микропроцессора, а дескриптор вентиля задачи содержит селектор указывающий на дескриптор TSS. Для возврата управления вызвавшей текущую или ей прерванной используется задачи инструкция IRET. Каждая задача должна иметь связанный с ней TSS. В формате TSS содержатся образы регистров микропроцессора, раздельные указатели стеков для уровней привилегий 0, 1, 2., и обратную ссылку на селектор TSS вызвавшей задачи. Кроме того, в TSS содержится битовая карта разрешения ввода вывода и бит отладочной ловушки Т. Карта разрешения ввода вывода расположена в конце TSS и имеет по одному биту на каждый адрес портов ввода вывода. Разрешению обращения соответствует единичное значение бита. Текущий TSS идентифицируется регистром задачи TR в нем содержится селектор, ссылающийся на дескриптор текущего TSS. Смена контекста сопроцессора при переключении задач автоматически не производится, однако микропроцессор обнаруживает первое использование сопроцессора после переключения задач и вырабатывает исключение 7, обработчик которого сам определяет, необходима ли смена контекста.