Первое знакомство с процессором 286



Предыдущая | Следующая

Первое знакомство с процессором 286
Все процессоры семейства 80x86 имеют много общего. Процессоры 8088 и 8086 практически идентичны, за исключением шины данных. Процессор 186 похож на 8086 и отличается только дополнительными внутренними устройствами. Процессор 286 похож на 186, но несколько усовершенствован. О процессоре 386 говорится дальше.
Все процессоры объединяет система команд и регистры. Процессор 286 имеет такую же систему ко,-манд, как и предшествующие процессоры. Любая программа для процессоров 8088/8086 будет без изменений выполняться и в процессоре 286.
По существу, при включении компьютер с процессором 286 ведет себя как процессор 8086 и выполняет все его программы. Он продолжает работать как процессор 8086 до останова и определения специальных команд процессора 286. Имеется только одно существенное различие между процессором 286 в режиме процессора 8086 и фактическим процессором 8086. Процессор 286 намного быстрее процессора 8086. Конечно, повышение быстродействия является хорошим показателем, но, например, при выполнении некоторых игровых программ человек не успевает за действиями процессора.
Повышенная частота синхронизация — не единственная причина ускорения процессора 286. Он выполняет многие команды за меньшее число тактов синхронизации. Например, в процессоре 8086 команда MOV выполняется за 19 тактов, а в процессоре 286 эта же команда выполняется за пять тактов (табл. 16.1). Команда умножения MUL в процессоре 8086 длится 140 тактов, а в процессоре 286 — всего 24 такта. Практически все команды в процессоре 286 выполняются за меньшее число тактов. Число тактов в процессоре 8088 больше, чем в процессоре 8086, но различие не столь заметно. Например, в процессоре 8088 команда MOV выполняется за 23 такта, а команда MUL — за 144 такта.
Помимо принимаемого по умолчанию режима, который называется режимом реального адреса или R-режимом, процессор 286 имеет второй режим, который называется защищенным режимом виртуального адреса или Р-режимом (рис. 16.3). Два режима имеют существенные различия и как бы образуют в одном корпусе два процессора — 8086 и 286. Процессор 286 имеет 150000 транзисторов, а процессор 8086 — 40000 транзисторов.

Одно из основных различий режимов касается адресации. Программы выполняются почти одинаково за исключением команд адресации. В R-режиме адресуется физическая память 1 Мбайт с помощью 20 бит адреса А19—АО, а в Р-режиме используются 24 бита адреса А23—АО (рис. 16.4), что позволяет адресовать физическую память 16 Мбайт.

Регистр указателя команды (рис. 16.5) в процессоре 286 имеет 32 бита и состоит из 16-битового регистра селектора и 16-битового регистра смещения. С помощью несложных манипуляций и при наличии внешних вспомогательных микросхем 32-битовый регистр позволяет для одной задачи адресовать пространство из миллиарда байтов, чего на современном уровне вполне достаточно. Программист может использовать адреса, не заботясь о нехватке пространства.
В названии Р-режима слово «виртуальный» имеет следующий смысл. Имеются два вида адресного пространства — физическое и виртуальное. Физическое пространство описывает адреса, занятые физическими микросхемами памяти, например микросхемами 4164 динамических ЗУПВ. Виртуальное пространство описывает адреса, к которым процессор может обращаться независимо от того, заняты они физическими микросхемами или нет. В Р-режиме процессор 286 предоставляет одной задаче миллиарды байтов виртуального адресного пространства.
Для реализации такого адресного пространства потребуется 131072 микросхем 4164, что практически невозможно. Но если использовать жесткий диск, то можно заполнить большие области этого пространства. Процессор 286 в Р-режиме может манипулировать адресами так, что адреса диска превращаются в адреса памяти. После этого к такой памяти можно обращаться как к обычным ЗУПВ или ПЗУ.
Слово «защищенный» в названии Р-режима относится к тем средствам процессора 286, которые не позволяют программам взаимодействовать друг с другом и предотвращают крах системы.

 

 Поиск и устранение неисправностей в персональных компьютерах