Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Уровни привилегийнумеруются от 0 до 3, нулевой уровень соответствует максимальным(неограниченным) возможностям доступа и отводится для ядраоперационной системы. Уровень 3 имеет самые ограниченные права иобычно предоставляется прикладным задачам. Систему защиты обычноизображают в виде концентрических колец, соответствующих уровнямпривилегий, а сами уровни привилегий иногда называют кольцамизащиты. Сервисы, предоставляемые задачам, могут находиться в разныхкольцах защиты.
Передача управления между задачами контролируетсявентилями (Gate), называемыми также шлюзами, проверяющимиправила использования уровней привилегий. Через вентили задачимогут получить доступ только к разрешенным им сервисам другихсегментов.507Уровни привилегий относятся к дескрипторам, селекторам изадачам. Кроме того, в регистре флагов имеется поле привилегийввода/вывода, с помощью которого обеспечивается управлениедоступом к инструкциям ввода/вывода и управлению флагомпрерываний.Дескрипторы и привилегии являются основой системы защиты:дескрипторы определяют структуры программных элементов (безкоторых эти элементы невозможно использовать), а привилегииопределяют возможность доступа к дескрипторам и выполненияпривилегированных инструкций.
Любое нарушение защиты приводит квозникновению специальных исключений, обрабатываемых ядромоперационной системы.Механизм виртуальной памяти позволяет любой задачеиспользовать логическое адресное пространство размером до 64 Тбайт(16 К сегментов по 4 Гбайт). Для этого каждый сегмент в своемдескрипторе имеет специальный бит, который указывает на присутствиеданного сегмента в оперативной памяти в текущий момент времени.Неиспользуемый сегмент может быть выгружен из оперативной памятиво внешнюю (например, дисковую), о чем делается пометка в егодескрипторе.
На освободившееся место из внешней памяти можетвосстанавливаться содержимое другого сегмента (этот процесс508называется свопингом шеи подкачкой), и в его дескрипторе делаетсяпометка о присутствии в памяти. При обращении задачи котсутствующему сегменту процессор вырабатывает соответствующееисключение, обработчик которого и заведует виртуальной памятью воперационнойсистеме.Механизмстраничнойпереадресацииобеспечивает виртуализацию памяти, адресуемой логическим адресом,на уровне страниц фиксированного размера. После подкачки сегмента(страницы) выполнение задачи продолжается, так что виртуализацияпамяти для прикладных задач прозрачна (если не принимать вовнимание задержку, вызванную подкачкой).Процессор предоставляет только необходимые аппаратныесредства поддержи защиты и виртуальной памяти, а их реальноеиспользование и устойчивость работа программ и самой операционнойсистемы защищенного режима, конечно же, зависят от корректностипостроения ОС и предусмотрительности ее разработчиков.
Хорошоспроектированная операционная система защищенного режима можетобеспечить устойчивость ОС даже при некорректном поведенииприкладных задач.BIOS и ее настройкаНаиболее известными фирмами-изготовителями BIOS являютсяAMI (American Megatrends Inc.), Award и Phoenix. Хотя функции BIOSодинаковы, но возможны отличия способов настройки, а также менюBIOS. В большинстве случаев для хранения программ BIOSиспользуются ППЗУ. В современных системах требуются болееобъемные ППЗУ. Для рассмотрения вопросов, связанных с настройкойROM BIOS, возьмем за основу программу настройки BIOS Setup фирмыAMI.
Эта версия BIOS называется AMI BIOS. Настройка(конфигурирование) системной платы состоит из подстройки ПК подиспользуемый графический режим, установки рабочей тактовойчастоты, указания объема имеющейся в наличии кэш-памяти, типавстроенного сопроцессора и т.д. Существует семь возможных вариантовнастройки, из которых мы укажем только следующие:— Standard-CMOS-Setup (основные установки CMOS);— Advanced-CMOS-Setup (дополнительные установки CMOS);— Advanced-Chipset-Setup (дополнительные установки системной платы).В процедуре Standard-CMOS-Setup в системе AMI BIOSустанавливаются: дата и текущее время, параметры жесткого диска илидисковода, изменения используемой видеокарты и характеристикиклавиатуры. Данные, относящиеся к используемой оперативной памятиПК, рассчитываются автоматически, вводятся в действие системой BIOS509и не могут быть изменены (они размещаются в правом верхнем углуэкрана-меню).
Жесткие диски могут выбираться из имеющихся 46типов, представленных в виде таблицы, или же браться как тип 47 (неимеющий заданных значений), данные которого вводится вручную.Для начала настройки необходимо после включения ПКвнимательно следить за экраном и, как появится предложение опереходе к BIOS, нажать клавишу <Del>. Вызывается программанастройки BIOS и появляется основное меню. Далее выбирается пункт"Standard-CMOS-Setup", нажимается <Enter>, в результате появляетсядиалоговое окно программы Standard-CMOS-Setup. Если нажать <Esc>,то можно вернуться в главное меню BIOS. Если же нужно перейти кнастройке, то достаточно нажать на любую клавишу (кроме <Esc>) иперейти в диалоговое окно программы настройки. Далее сиспользованием клавишей перемещения курсора выбирается поле ввода,в котором нужно произвести изменения. После завершения работынажатием клавиши <Esc> происходит выход в главное меню AMI BIOS.Для заполнений новых значений необходимо выбрать пункт менюWRITE TO CMOS AND EXIT.
После нажатия клавиши "Y" данныезапомнятся в CMOS-RAM. Далее система автоматически перезагружается с измененными или дополненными данными.В случае неправильной конфигурации (еще раз проверяетсяконфигурация системы) с помощью звуковых сигналов оповещаютсяошибки. Система выдает и соответствующие сведения об ошибке, и принажатии клавиши <F1> можно запустить программу установки Setup.Вообще для того, чтобы каждый раз повторно оказываться вдиалоговом окне программы настройки Standard—CMOS, нужновыполнить следующие действия:- <Ctrl> + <Alt> + <Del>;- <Del>, вход в BIOS-Setup;- Выбор "Standard-CMOS-Setup", <Enter>;- <Esc> — переход в диалоговое окно;Находимся в программе Standard-CMOS-Setup.Хотя BIOS и обеспечивает функционирование ПК, последнийможет работать не на полную мощность.
Поэтому она имеетвозможность восстанавливать основную начальную конфигурацию ("поумолчанию"). Это производится в AMI BIOS запуском ПК и удержаниемнажатой клавишей <Insert>, Немного погодя, ПК сообщит, что быланажата клавиша экстренной остановки, и все изменения программыAdvanced-Chipset-Setup отменены. Как видите, это относится только кAdvanced-Chipset-Setup.Мы здесь не рассматриваем тонкости конфигурирования системыи не затрагиваем вопросы, связанные с конфигурированиемпрограммных средств (оптимальное согласование ОС с техническимисредствами, правильное использование различных сервисныхпрограмм).
Цель раздела состоит в том, чтобы показать, какую роль в510этом играют средства BIOS, как запоминается информация в CMOS, какона используется при запуске системы.Программа Advanced-CMOS-Setup позволяет более тонкооптимизировать компьютер для возможного увеличения егобыстродействия.Таким образом, настройка аппаратной части приводит к созданиюнужной конфигурации ПК, а настройка программной части связана с оптимальным согласованием операционной системы с техническими возможностями ПК, а также с правильным использованием различных сервисных программ. Нужно знать, что всегда целесообразно под рукойиметь системную (загрузочную) дискету, содержащую необходимую длязапуска ПК информацию.
Ею можно воспользоваться тогда, когда по каким-либо причинам ПК с винчестера не загружается. Загрузочная дискета является вторым ключом к ПК.Аппаратное конфигурирование ПК включает в себя настройкуBIOS. Это освобождает пользователя от дальнейших забот поконфигурированию системы.
При холодном старте ПК данныесчитываются из CMOS RAM, и, если не обнаруживаются ошибки, торабота продолжается в соответствии с настройкой BIOS Setup. Поэтомупри внесении изменений в конфигурацию ПК необходимо вводитьсоответствующие изменения и в настройку системы BIOS.Диапазон памяти для ROM BIOS находится между адресамиFE000H и FFFFFH и делится на соответствующие поддиапазоны (см.табл. 2).№1234АдреснаяобластьFE000-FFFD9FFFF0-FFFF4FFFF5-FFFFCFFFFE-FFFFFФункцияПодпрограммы BIOSНачальный адресНачальные данные BIОSИдентификатор функцийфирмы-изготовителяиидентификацияВ области FE000 — FFFD9 находятся определенныеподпрограммы, которые специально подобраны для используемойсистемной платы (поэтому они не взаимозаменяемы). Для системы BIOSиспользуется или 8-Кбайтовая ППЗУ типа 2764 или же 64-КбайтоваяППЗУ типа 27512 (для AT- или EISA-систем).
Обработка подпрограммBIOS начинается с перехода на адрес FE000H. МП имеет доступ к этимпрограммам благодаря программным прерываниям (10Н ÷1АН). Каждоепрерывание имеет доступ к определенной подпрограмме BIOS.Область памяти объемом 384 Кбайт (между 640 Кбайт и 1 Мбайт)называется сегментом внешних устройств (А0000 — EFFFF).
В табл.З.12 дано распределение адресов BIOS в указанном сегменте.511Таблица 3Распределение адресов BIOS в сегменте внешних устройств№1345678910ШестнадцатеричныйадресА0000 — AFFFFВ0000— B0FFFВ1000 — B7FFFB8000— BBFFFВС000 — BFFFFС0000 - C3FFFС4000 — C7FFFС8000 — CCFFFCD000 — CFFFFD0000 — EFFFFФункцияRAM графического адаптера EGARAM монохромного адаптера MG AЗарезервировано для видеопамятиRAM адаптера GGARAM адаптеров CGA или EGAROM адаптеровОбласть для дополнительного ПЗУHDD и FDDПЗУ ввода-выводаОбласть для дополнительного ПЗУAMI BIOS (другое название — Hi-Flex BIOS) в своих новыхверсиях имеет семь вариантов настройки.Standard CMOS Setup отвечает за установку стандартных встроенных аппаратных компонентов, определение оперативной памяти, атакже за установку времени и даты;Advanced CMOS Setup обеспечивает конфигурацию различных установок при старте ПК и, кроме того, позволяет расположить в верхнейчасти стандартной памяти системную область ROM BIOS;Advanced Chipset Setup служит для установки опций Chipset, чтоможет ускорить или замедлить работу ПК или вообще привести к нулевому результату;Autoconfiguration with BIOS default возвращает Setup стандартныезначения, которые жестко "прошиты" в ROM BIOS (обычно опции выставляются так, чтобы начальным устройством загрузки ПК являлся дисковод А:);Autoconfiguration with power-on defaults восстанавливаются установки, которые имели место при последнем включении ПК;Change password — замена пароля (с помощью пароля можнозащитить CMOS-Setup от нежелательного доступа);Autodetect hard disk служит для автоматического опознаванияBIOS винчестера и установки его параметров (в старых версиях былаопция для форматирования жесткого диска, что совсем нежелательно);Write to CMOS and Exit подтверждает установленные (а также измененные) значения параметров, производит выход из Setup и перезагружает ПК (с новыми значениями);Do not write to CMOS and Exit — противоположный последнемуслучаю вариант — новые установки игнорируются, и ПК стартует со512старыми установками (тот же эффект можно получить при нажатииклавиши <Esc>);Имеется опция "Power management Setup", которая даетвозможность с помощью содержащихся в ней установок заставить ПКчерез определенный промежуток времени перейти в режим Stand byMode (ослабленный режим: гасится экран монитора, деактивизируетсявинчестер и осуществляется переход к более низкой тактовой частоте).Текущее значение соответствующего параметра изменяется клавишами <Page Up> и <Page Down>.Пункт меню: Typematic Rate Programming (программирование параметров автоповтора).Назначение: если вы включаете функцию Typematic Rate Programming, то в следующих пунктах меню можете устанавливать параметрыавтоповтора клавиатуры по умолчанию.Опции: Enabled/Disabled (Разрешено/Запрещено).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
