- •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
5.8.2. Использование адресного пространства памяти
Следующий способ доступа к периферийным устройствам через адресное пространство памяти центрального процессора.
Видеосистема получает данные для отображения через пространство памяти в адресах A0000h-BFFFFh. Для того чтобы занести некоторое значение в память видеосистемы, достаточно выполнить операцию записи по необходимому адресу в указанном адресном пространстве. Аналогично осуществляется чтение. Если ОЗУ видеосистемы «не помещается» в это адресное пространство, оно делится на фрагменты — окна — и требуемое окно устанавливается программным переключателем. Более поздние варианты видеосистем для процессора 80386 и выше могут предоставлять все пространство своей памяти через адресное пространство процессора. Этот прием был стандартизован для видеосистем, соответствующих стандарту VBE2.0 и выше.
5.8.3. Прямой доступ к памяти
Прямой доступ к памяти представляет собой специальный режим, когда данные между устройством и ОЗУ передаются по системной шине не через центральный процессор, а напрямую. Это, с одной стороны, позволяет сделать передачу более «прямой», с другой стороны — разгружает центральный процессор.
Для прямого доступа к памяти в ранних IBM-PC использовался специальный контроллер прямого доступа к памяти (Direct Memory Access — DMA), однако с появлением PCI шины каждое PCI устройство может захватывать системную шину и передавать данные (режим Bus Master).
Прямой доступ к памяти используется большинством блочных скоростных устройств. Блочное устройство — устройство обрабатывающее информацию большими фрагментами. Например, дисковод, который физически обрабатывает минимум сектор — не менее 256 непрерывных байт, чаще 512, (при этом используется устаревший DMA-контроллер). Или Sound Blaster совместимая аудиокарта (режим синтеза или сканирования через ЦАП/АЦП) в зависимости от модели может использовать как DMA, так и Bus Master.
Контроллер DMA машин XT имеет четыре канала. У машин класса AT используется два DMA, причем старший канал основного контроллера используется для подключения дополнительного контроллера, поэтому остается семь рабочих каналов. Детально ознакомиться с программированием контроллера DMA Вы можете в [10].
Контроллер DMA обеспечивает следующие режимы работы.
Передача байта: передается один байт по запросу внешнего устройства. Захват шины происходит только на время передачи байта.
Передача блока: передается блок данных по запросу внешнего устройства. Захват шины происходит на время передачи всего блока.
Передача по требованию: по запросу внешнего устройства передается блок, однако устройство может в любой момент прервать передачу и возобновить ее с прерванного места. Шина захватывается только на время передачи данных.
Каскадирование: канал контроллера используется для каскадного наращивания числа контроллеров. Один канал ведущего контроллера позволяет подключить один ведомый контроллер.
Контроллер DMA может работать в режиме «память-память», что в XT-машинах использовалось для регенерации ОЗУ, а в AT теоретически может использоваться для переноса массивов данных по памяти, однако авторам [10] не удалось этого добиться.
Работа в режиме Bus Master подобна DMA и зависит от конкретного периферийного устройства.