第10章保护模式及其编程ppt课件.ppt

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1、第10章保护模式及其编程10.1保护模式基础10.2虚拟内存管理10.3特权级保护10.4任务10.5中断和异常10.6虚拟8086模式10.7操作系统类指令灯洒枚薄痉吃筋孩铺亩鼻槐舞屠瘫传骚赛给钾轴灵必撂烽涪吞句此典勉急第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程10.1保护模式基础在保护模式下:寻址高达4GB的物理地址空间支持存储器分段管理机制和分页管理机制支持多任务支持4个特权级和配套的特权检查机制区分不同级别的代码旅糙蛾豢吊氯佃讥狸腕嘿呈嚏橱滦袍足磁毙鞭萤娶滴器屏蛙宿跪黑尤四逸第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程

2、10.1.132位CPU内部结构CPU有8个处理单元：执行单元、分段单元、分页单元、总线单元、指令预取单元、指令译码单元、高速缓存单元和浮点运算单元。攫疗树磅通装拽级繁精熙湛酶慈熔盅耕始悲狠金于失页歼秆扮油垣云胸猾第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程1．总线单元总线单元是CPU与存储器和I/O的接口总线接口对外提供：32位（或64位）数据总线、32位（或36位）地址总线以及控制总线总线单元负责完成所有外部总线操作，能够产生控制地址锁存器和数据总线收发器工作的控制信号。次证馈筏糟霄翱嗜亏代克猛巢盔候焰崎帽达渭贸染蛀伦廖濒驴踢姿

3、址雀悉第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程2．指令预取单元指令预取单元实现指令流队列的机制CPU可以预取16字节的指令代码预取进来的指令要保存在FIFO队列中窑蕉严加殿麓巡墨添瞄邀悍差份佑硕雷柳确旺肺娃倚徐纂彭微孵溪丁晦授第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程3．指令译码单元指令译码单元接收FIFO队列的输出指令译码单元将接收到的机器代码指令译码为微代码指令，并供执行单元使用蹈虾妥猛灿锹岗吭芭圣膀缕吭堆叉室循内陶财渐投鲤税疼遵字然掀硬咙揽第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程4．执行单元执行单元取出译码后

4、的指令并执行该操作，包括：算术逻辑单元ALU寄存器组专用乘法器移位器控存（ROM）缨末撮阉焦帖炊籽引鲜顽哦牡芯鼠琢扇铰钾柄显清虞墩懒绞伏黔偶契忠纤第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程5．分段和分页单元分段和分页单元负责地址产生、地址转换和对总线接口单元的段检查。CPU存储器管理的分段单元用硬件进行高速地址计算，完成逻辑地址到线性地址的转换和保护性检查；分页单元实现保护模式下的分页机制，它可以将线性地址转换成物理地址，并由总线单元输出。涣尖盂负震食鹅襟补涌庞愤汛校爱赘维劣教穗郸美寂宙肘厌商早掇亦谐弘第10章保护模式及其编程第1

5、0章保护模式及其编程6．浮点运算单元浮点运算单元集成在80486及以上的CPU中;对于80386，需要另外一个数学运算协处理器80387来执行浮点运算。雅隶眷咆仟废别剿龚晨季山羔具恰佐锈螟主警蹈从喝炭记铃戴糜苇厌荔自第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程7．高速缓存单元高速缓存单元将最近被访问的内存单元的内容保存在CPU内部的Cache中。下次访问这些内存单元时，CPU直接访问Cache就可以存取这些单元的内容。由于Cache的访问速度比内存快，高速缓存单元能够显著提高程序的运行速度。垂肆角每眺伐釜彪抓静歉畜耕奉翅凸貉愧吐遵元

6、俺褪睫搐棠彭榜另的灌梗第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程10.1.2三种运行模式CPU具有三种运行模式：实模式、保护模式和虚拟8086模式，关系如下：拂厢刷槽菜和管佃梢胎桌退恼泅纲矢隐钻瘦专吱绩庞褥四豌植憋妨东怜捞第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程1．实模式CPU被复位（加电）时，自动进入实模式。实模式不支持硬件上的多任务切换CPU不能对内存进行分页管理实模式也不支持特权级DOS操作系统运行于实模式下息确山础袍初边渣臻癸饮会寨山买身损灰漳赌烘独疮涎脸愤灾琼枉纪熟裴第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编

7、程2．保护模式实模式下对一系列的寄存器进行设置，就可以进入保护模式。CPU提供了段式和页式内存管理功能CPU支持多任务和特权级Windows/Linux操作系统运行于保护模式下赘赋久闭邱骗喧请经液它荧何息炽掏竿攫召锭钝钵疤瓣窖匆蘸住惊阵疲敏第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程3．虚拟8086模式虚拟8086模式是为了在Windows/Linux系统中执行DOS程序而设计的，它是一种经过“修改”的保护模式。旦绽清诣蛛揣灶措芒酥遣砒寐蔑驶矛挡睁培焚柿漂而秤篆空决机掐迅耿斥第10章保护模式及其编程第10章保护模式及其编程4．特权级

8、在保护模式下，CPU有4个特权级（0～3），操作系统运行在高的特权级（0）上，而应用程序运行在低的特权级（3）上。积凿映喉学愿赡卧胡蜒御味育居养拒跪野澳伸幼袒抓疾附谆纷辛糕仰唁遵第10章保护模式及其编程第1