- •Содержание
- •1. Введение
- •2. Представление информации в эвм
- •2.1. Системы счисления
- •2.1.1. Основные понятия
- •2.1.2. Системы счисления, используемые в вычислительной технике
- •2.1.3. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
- •2.2. Типы данных
- •2.2.1. Типы данных, используемых в эвм
- •2.2.2. Константы
- •2.2.3. Логические величины
- •2.2.4. Символьные величины
- •2.2.5. Целые числа
- •2.2.6. Вещественные числа
- •2.3. Форматы команд
- •3. Основы построения эвм
- •3.1. Немного истории
- •3.2. Особенности архитектуры современной вычислительной машины
- •3.2.1. Основные понятия
- •3.2.2. Структурная организация машины
- •3.3. Вариант структуры микроЭвм
- •3.3.1. Общая структура машины
- •3.3.2. Процессор
- •3.3.3. Оперативная память
- •3.3.4. Системная память
- •3.3.5. Система адресации
- •3.3.6. Виртуальная память
- •3.3.7. Таймер
- •3.3.8. Внешние устройства
- •3.3.9. Принципы обмена информацией с внешними устройствами
- •Некоторые вопросы программного обеспечения
- •4.1. О программном обеспечении
- •4.2. Процесс компиляции
- •4.3. Компиляция с языка Ассемблера
- •5. Особенности архитектуры эвм типа ibm-рс
- •5.1. Введение
- •5.2. Исторический обзор процессоров клона 80х86
- •5.3. Классификация процессоров Intel 80х86
- •5.4. Особенности периферийных устройств ibm-pc
- •5.5. Характеристики компьютера
- •5.6. Сегментная адресация
- •5.7. Особенности распределения адресного пространства в компьютерах ibm-pc
- •5.7.1. Стандартная оперативная память (Conventional memory)
- •5.7.2. Область верхней памяти (Upper Memory Area ‑ uma)
- •5.7.3. Область высшей памяти (High Memory Area ‑ hma)
- •5.7.4. Расширенная память (eXtended Memory Specification — xms)
- •5.7.5. Дополнительная память (Expanded Memory Specification — ems)
- •5.8. Обмен информацией с периферийными устройствами
- •5.8.1. Порты ввода/вывода
- •5.8.2. Использование адресного пространства памяти
- •5.8.3. Прямой доступ к памяти
- •5.9. Прерывания
- •5.10. Начальный запуск эвм
- •5.11. Регистры процессора
- •5.11.1. Регистры общего назначения
- •5.11.2. Указатель инструкций
- •5.11.3. Регистр флагов и управляющие регистры
- •5.11.4. Регистры сегментов и селекторов
- •5.11.5. Системные адресные регистры
- •5.11.6. Регистры отладки
- •5.11.7. Регистры тестирования и модельно-специфические регистры
- •6. Debug — средство непосредственной коррекции и отладки загрузочного кода программ
- •6.1. Введение
- •6.1.1. Команды без аргумента
- •Input I порт
- •6.1.2. Команды обращения к ячейкам
- •15D0:010c bfffff mov di,ffff
- •15D0:010f 57 push di
- •6.1.3. Команды запуска программы
- •6.1.4. Команды просмотра и модификации регистров
- •7. Методы адресации
- •7.1. Введение
- •7.2. Регистровый метод адресации
- •159B:0101 1e push ds
- •159B:0101 1e push ds
- •159B:0101 1e push ds
- •7.3. Непосредственный метод адресации
- •7.4. Прямая адресация
- •7.5. Косвенная регистровая адресация
- •159B:0100 not word ptr [bx]
- •159B:0102 e000 loopnz 0104
- •7.6. Адресация по базе
- •7.7. Косвенная регистровая адресация с индексированием
- •159B:0102 0e push cs
- •7.8. Адресация по базе с индексированием
- •7.9. Относительная адресация
- •7.10. Косвенная регистровая адресация с масштабированием
- •7.11. Адресация по базе с индексированием и масштабированием
- •8. Синтаксис ассемблера
- •8.1. Директивы определения данных
- •8.1.1. Определение переменных
- •Cимвольные строки
- •Числовые данные
- •Примеры:
- •8.2. Выражения
- •8.3. Непосредственные операнды
- •8.4. Структуры
- •8.5. Сегменты
- •8.6. Модели памяти и упрощенные директивы определения сегментов
- •8.7. Упрощенные директивы описания сегментов
- •8.8. Создание программы на ассемблере
- •8.9. Получение выполняемого файла
- •9. Система команд
- •9.1. Классификация команд по операндам
- •9.2. Классификация команд по действию
- •9.2.1. Команды пересылки данных
- •9.2.2. Арифметические команды
- •8.2.3. Команды манипуляции битами
- •9.2.4. Управление центральным процессором
- •9.2.4. Команды передачи управления
- •Iret, iretd
- •9.3. Краткий список команд с используемыми операндами
- •9.3.1. Условные обозначения:
- •9.3.2. Инструкции пересылки данных
- •9.3.3. Арифметические, логические и инструкции сдвига
- •9.3.4. Инструкции обработки строк
- •9.3.5. Инструкции передачи управления
- •9.3.6. Инструкции управления процессором
- •Литература
5.7.1. Стандартная оперативная память (Conventional memory)
Процессоры 8086, 8088, как было сказано выше, имели 20 адресных линий и, следовательно, могли адресовать только 1 Мб адресного пространства. В машинах класса XT это пространство делилось на 384 Кб специального назначения (UMA) и 640 Кб оперативной памяти. Позднее эти 640 кБ стали называть стандартной или основной оперативной памятью, они доступны любому процессору.
Conventional memory наиболее проста для обращения в реальном режиме, присутствует в любой современной машине и обслуживается любой DOS в минимальной конфигурации.
В реальном режиме эта память занимает адреса 00000h-9FFFFh.
5.7.2. Область верхней памяти (Upper Memory Area ‑ uma)
Эта область также существует для любого процессора клона 80x86. Располагается на адресах A0000-FFFFFh, размер 384 кБ, доступна в любом режиме любому процессору, т. к. не выходит за предел 1 Мб. В машинах класса XT следующие области этой памяти:
A0000h-BFFFFh – адресное пространство для доступа к памяти видеосистемы машины;
C0000h-C7FFFh – адресное пространство ПЗУ BIOS видеосистемы;
C8000h-EFFFFh – свободно (может использоваться как окно (а) для дополнительной памяти (машин XT), ПЗУ BIOS SCSI контроллеров, т.д.);
F0000h-FFFFFh – ПЗУ системной BIOS.
5.7.3. Область высшей памяти (High Memory Area ‑ hma)
Это самая маленькая область памяти, ее размер чуть меньше 64 кБ. Эта область памяти существует у процессоров 80286 и выше, однако адресуется в реальном режиме и образована следующим образом. Попробуем рассчитать реальный адрес (комбинацию на 20-битной адресной шине) для адреса, представленного следующими значениями сегмента и смещения FFFEh: EFFDh:
FFFE
+EFFD
10EFDD
Однако при 20-битной адресной шине останется только пять цифр, следовательно, реальный адрес получится равным 0EFDDh, т. е. в начале памяти. Однако для 24-битной адресной шины 80286 получится именно рассчитанный адрес: 10EFDDh, т. е. получается дополнительно 64 кБ адресного пространства. Для того чтобы программы, написанные для 8086 и адресующиеся на начало памяти через верхние адреса описанным выше образом, исполнялись на 80286 и более поздних процессорах, чипсет должен блокировать использование линии A20, всегда обнуляя ее. Однако если A20 не блокировать, в реальном режиме появляются дополнительные 64 кБ адресного пространства, называемого HMA, которое используется как окно для отображения дополнительной памяти.
5.7.4. Расширенная память (eXtended Memory Specification — xms)
В машинах класса AT и выше, содержащих 80286 и более поздние процессоры, для расширения памяти стал использоваться новый (по сравнению с дополнительной памятью XT) метод. Вся память, как conventional, так и exteneded, располагается в одном адресном пространстве процессора (без деления на окна), однако для обращения к адресам выше 1 Мб требуется хотя бы временно перевести процессор в защищенный режим. Несложные программы, желавшие использовать XMS, могли обращаться к этой памяти через менеджер HIMEM.SYS, хотя этот способ не очень быстрый.
Физически вся память — как conventional, так и extended — на машинах с процессорами до 80386 располагалась в микросхемах, устанавливаемых в специальные разъемы на системной плате. В поздних моделях на базе 80386 и всех последующих IBM-PC ОЗУ выпускается в виде небольших платок, каждая из которых содержит несколько микросхем памяти. Такие платки устанавливаются в специальные разъемы на системной плате.