В чем суть сегментной организации.

Суть сегментной адресации заключается в следующем. Обращение к памяти осуществляется исключительно с помощью сегментов - логических образований, накладываемых на те или иные участки физической памяти. Исполнительный адрес любой ячейки памяти вычисляется процессором путем сложения начального адреса сегмента, в котором располагается эта ячейка, со смещением к ней (в байтах) от начала сегмента (рис. 1.4). Это смещение иногда называют относительным адресом.

 

 

Рис. 1.4. Образование физического адреса из сегментного адреса и смещения.

 

Начальный адрес сегмента без четырех младших битов, т.е. деленный на 16, помещается в один из сегментных регистров и называется сегментным адресом. Сам же начальный адрес хранится в специальном внутреннем регистре процессора, называемом теневым регистром. Для каждого сегментного регистра имеется свой теневой регистр; начальный адрес сегмента загружается в него процессором в тот момент, когда программа заносит в соответствующий сегментный регистр новое значение сегментного адреса.

Процедура умножения сегментного адреса на 16 (или, что то же самое, на 10h) является принципиальной особенностью реального режима, ограничивающей диапазон адресов, доступных в реальном режиме, величиной 1 Мбайт. Действительно, максимальное значение сегментного адреса составляет FFFFh, или 64К-1, из чего следует, что максимальное значение начального адреса сегмента в памяти равно FFFF0h, или 1 Мбайт - 16. Если, однако, учесть, что к начальному адресу сегмента можно добавить любое смещение в диапазоне от 0 до FFFFh, то адрес последнего адресуемого байта окажется равен 10FFEFh, что соответствует величине 1 Мбайт + 64 Кбайт - 17.

Диапазон адресов, формируемых процессором, называют адресным пространством процессора; как мы видим, в реальном режиме он немного превышает 1 Мбайт. Заметим еще, что для описания адреса в пределах 1 Мбайт требуются 20 двоичных разрядов, или 5 шестнадцатеричных. Процессор 8086 имел как раз 20 адресных линий и не мог, следовательно, выйти за пределы 1 Мбайт; современным 32-разрядным процессорам, если они работают в реатьном режиме, доступно несколько большее (почти на 64 Кбайт) адресное пространство. Если же процессор работает в защищенном режиме (с использованием 32-разрядных регистров), то его адресное пространство увеличивается до 232 = 4 Гбайт.

Сегментом называется область памяти, которая начинается на

границе параграфа, то есть в любой точке, адрес которой кратен

16 (восемь младших битов равны нулю).

Существуют три основных типа сегментов:

- сегмент кода - содержит машинные команды, адресуется ре-

гистром CS;

- сегмент данных - содержит данные, то есть константы и

рабочие области, необходимые программе.

Адресуется регистром DS;

- сегмент стека - содержит адреса возврата в точку вызова

подпрограмм. Адресуется регистром SS.

Каждый из упомянутых регистров содержит адрес начала сег-

мента (базовый адрес). В программе все адреса записаны относи-

тельно начала сегмента, и они определяются как смещение

(offset) от начала сегмента. Двухбайтовое смещение (одно слово)

может принимать значение от 0000 до 0FFFFh. Для того, чтобы вы-

полнить обращение по любому адресу процессор выполняет суммиро-

вание адреса, записанного в регистре сегмента, со смещением.

При этом, содержимое регистра сдвигается на четыре двоичных

разряда влево. Результирующий адрес занимает 20 позиций, что и

позволяет адресовать 1 Мбайт памяти.

Пример.

Содержимое DS 045F

+

Смещение 0032

------

Исполнительный 04622

адрес (EA)

Примечание: Адреса шестнадцатиричные.

 

Можно ли допустить одинаковые адреса у памяти и внешнего устройства.

Можно, т.к. обращение к этим адресам осуществляется при помощи разных команд.

Структура байта-атрибута.

Байт атрибутов, как для монохромного, так и для графического дисплея в текстовом (не графическом) режиме определяет характеристики каждого отображаемого символа. Байт-атрибут имеет следующие 8 бит:

Фон Текст

Атрибут: BL R G B I R G B

Номер битов: 7 6 5 4 3 2 1 0

Буквы RGB представляют битовые позиции, управляющие красным (red), зеленым (green) и синим (blue) лучем в цветном моноторе. Бит 7 (BL) устанавливает мигание, а бит 3 (I) - уровень яркости. На монохромных мониторах текст высвечивается зеленым или оранжевым на темном фоне, хотя в данной главе такое изображение называется черно-белым (BW).

Для модификации атрибутов можно комбинировать биты следующим oбразом:

Эффект выделения Фон Текст

RGB RGB

Неотображаемый (черный по черному) 000 000

Подчеркивание (не для цвета) 000 001

Нормальный (белый по черному) 000 111

Инвертированный (черный по белому) 111 000

Цветные мониторы не обеспечивают подчеркивания; вместо этого установка бит подчеркивания выбирает синий цвет для текста и получается отображение синим по черному. Ниже приведены некоторые атрибуты, основанные на комбинации битов фона, текста, мигания и выделения яркостью:

Двоичный Шест. Эффект выделения

код код

00000000 00 Неотображаемый (для паролей)

0000111 07 Белый по черному (нормальный)

10000111 87 Белый по черному (мигание)

00001111 0F Белый по черному (яркий)

01110000 70 Черный по белому (инвертированый)

11110000 F0 Черный по белому (инверт. мигающий)

Эти атрибуты подходят для текстового режима, как для монохромных, так и для цветных дисплеев. В следующей главе будет показано, как выбирать конкретные цвета. Для генерации атрибута можно использовать команду INT 10H. При этом регистр BL должен содержать значение байта-атрибута, а регистр AH один из следующих кодов: 06 (прокрутка вверх), 07 (прокрутка вниз), 08 (ввод атрибута или символа), 09 (вывод атрибута или символа). Если программа установила некотоpый атрибут, то он остается таким, пока программа его не изменит. Если установить значение байта атрибута равным шест.00, то символ вообще не будет отображен.