东南大学微机接口第七章作业

缪友坚08008114一.什么是实地址模式?什么是(虚地址)保护模式?什么是虚拟8086模式?试列写出三者主要特点。答：1.实地址模式是与8086／8088兼容的存储管理模式。当80386加电或复位后，就进入实地址工作模式。在此模式下处理器的存储管理、中断控制以及应用程序的运行环境等都与8086/8088相同。其特点包括：采用分段方式，每段最大地址空间为64KB；在00000H~003FFH内存区存放256级中断向量表，并采用与8086/8088微处理器相同的中断管理方式；应用程序不分特权级；寻址空间为1MB；物理地址形成与8088／8086一样，是将段寄存器内容左移4位与有效偏移地址相加而得到。2.保护模式寻址采用32位偏移量，最大寻址空间4GB，最大分段4GB(PentiumPre及以后为64GB)。它是一种80286系列和之后的x86兼容CPU操作模式。系统启动后先进入实模式进行初始化，然后转入保护模式进行操作。其特点包括：采用选择子及描述符等帮助进行逻辑地址和线性地址的相互转换；提供2^46位的寻址能力；32位地址线全部有效，可寻址4GB的物理地址空间。3.虚拟8086模式是指一个系统可以模拟多个8086处理器同时工作，它实际上是保护模式下的一种特殊工作方式。其特点包括：同时采用分段及分页管理方式；支持多任务操作；通过分页操作，虚拟8086的1MB地址空间可以转换到处理器的4GB空间的任何地方。中断和异常处理借助于中断描述符表实现，特权级为3。二．虚拟地址两个部分各叫什么名字？答：虚拟地址的两个部分为段地址和偏移地址。三.页转换产生的线性地址的三个部分各是什么？给出各个部分的大小。答：分别是：页目录号、页表项号和页内偏移值。其大小分别为1024、1024、4KB。四.择符250EH装入了数据段寄存器,该值指向局部描述符表LDT中从地址00100220H开始的段描述符。如果该描述符的字为:[00100220H]=0110H[00100222H]=0000H[00100224H]=1A20H[00100226H]=0000H那么该数据段RPL=?,段的Limit和Base各为多少?答：RPL=10B，Limit=00001A20H，Base=00000110H。五.用几句话简述IA-32基本保护机制是如何实现的?答：IA-32基本保护机制包括两种：1.不同任务之间的保护：给每个任务分配不同的虚拟地址空间（而每个任务有各自不同的虚拟-物理地址转换映射函数（表），使之完全隔离）；2.任务内保护机制：保护OS存储器段及专用处理寄存器不被应用程序所破坏（限制访问）。使每个段都与一个特权级别DPL相联系，每当一个程序试图访问某一个段时，就把该程序所拥有的特权级与它要访问的段的特权级进行比较，以便决定能否访问。系统约定，CPU只能访问同一特权级别或外层级别的数据段，若试图访问里层的数据段，则将产生一般保护异常中断。六.简单表述在IA32环境下的多任务机制。答：在系统中，每个任务都有一个相对应的TSS。当需要任务切换时，可以利用以下方法实现：使当前任务执行一条选择符指向TSS描述符或任务门的段间JMP或CALL指令；NT=1时执行一条IRET指令；发生对应于任务门的中断或异常。在任务切换过程中，经过访问权限检查之后，CPU找到当前任务的TSS，将所有寄存器包括标志与状态寄存器都保存到这个TSS之中。然后改变任务寄存器的内容，使其指向新投入的任务TSS的段描述字，再从这个新的TSS中恢复以前的各寄存器的状态，从而进入一个新任务的运行状态。七．试根据自己的资料阅读和理解分别描述IA-16体系中的220(1M)实地址空间访问方法和IA-32体系中246(64T)字节虚拟存储地址空间与物理地址的访问过程。答：在虚拟地址模式下，逻辑地址由16位段寄存器中的代码与32位偏移地址构成。这里引入了段选择子及描述符的概念。在段寄存器中装入段选择子，其高13位为索引，TI位用来选择描述符表（GDT、LDT），故每个应用程序可以定义个段。加上32位偏移地址，故每个应用程序共有16384×=64TB的虚拟地址空间。在保护模式下，进入分页操作后，32位线性地址由10为页目录索引值DIR、10位页索引值PAGE和12位偏移地址构成。故页目录表和页表分别含有1024个表项，所映射的物理地址空间是1024×1024×4KB=4GB。