Адресация памяти в реальном режиме
Для адресации байта памяти в реальном режиме работы используются две 16-разрядные компоненты адреса - сегмент и смещение. Физический адрес , который попадает на шину адреса системной платы компьютера, складывается (в буквальном смысле этого слова) из сдвинутой влево на четыре бита и дополненной справа четырьмя нулевыми битами сегментной компоненты и компоненты смещения. Перед сложением компонента смещения расширяется до 20 бит так, что в старшие четыре бита записываются нули (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Получение физического адреса в реальном режиме
Задавая произвольные значения для сегмента и смещения мы можем сконструировать физический адрес для обращения к памяти размером 1 Мбайт плюс 64 Кбайт (и минус 16 байт).
Адрес, состоящий из сегмента и селектора, мы будем называть логическим адресом реального режима . Диапазон логических адресов от 0000h:0000h до FFFFh:000Fh соответствует диапазону физических адресов от 00000h до FFFFFh. Этот диапазон адресов соответствует первому мегабайту оперативной памяти.
Диапазон логических адресов от FFFFh:0010h до FFFFh:FFFFh соответствует так называемой области старшей памяти (High Memory Area). Размер области старшей памяти равен 64 Кбайта без 16 байт, и эта память доступна в реальном режиме для процессора модели 80286 и более старших моделей. Если вы работаете с операционной системой MS-DOS версии 5.0 или 6.2, имеет смысл загрузить ядро MS-DOS в область старших адресов, указав в файле config.sys команду:
DOS=HIGH
Недостатки реального режима работы процессора очевидны. Вы не можете использовать расширенную память, расположенную в адресном пространстве выше области старшей памяти. Если в вашем компьютере установлено 16 Мбайт оперативной памяти, процессор не сможет непосредственно адресовать из них целых 15 Мбайт (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Адресация памяти в MS-DOS
На заре развития персональных компьютеров оперативная память размером в 1 Мбайт считалась достаточно большой для решения любых мыслимых задач. Однако с появлением Windows и внедрением графического пользовательского интерфейса критерии оценки объема памяти резко изменились.
Теперь минимальный объем памяти для нормальной работы приложений Windows составляет 4 Мбайта, а для некоторых приложений (например, для системы разработки Borland C++ for Windows версии 4.0 или Microsoft Visual C++) требуется 8 Мбайт или даже 16 Мбайт. Схема адресации реального режима непригодна для работы с такими большими объемами памяти, так как в этой схеме для физического адреса предусмотрено всего 20 разрядов.
Вторым крупным недостатком схемы адресации реального режима является то, что программы, работающие в реальном режиме, имеют полный доступ ко всей адресуемой памяти. Несмотря на то, что в MS-DOS имеются функции управления памятью, с помощью которых программы могут получить в свое распоряжение блоки памяти, ничто не помешает программе выполнить запись за пределами полученного блока или даже в системную область памяти, разрушив MS-DOS.
Если в мультизадачной среде одна задача может писать данные в область памяти, отведенной другой задаче, она может разрушить и эту задачу, и ядро операционной системы. Поэтому в мультизадачных операционных системах, разработанных для процессоров серии Intel 80xxx или Pentium, применяется только защищенный режим работы процессора.
