Cтраница 2
Для обеспечения сохранности информации, относящейся к одной программе, от возможного разрушающего действия информации, относящейся к другим программам, в современных ЦВМ имеется совокупность программных и аппаратных средств, получившая название системы защиты памяти. [16]
Оперативная память характеризуется емкостью, шириной выборки, циклом обращения и временем выборки. Система защиты памяти предохраняет содержимое ячеек памяти от разрушения при ошибочном обращении. Для сокращения эффективного цикла памяти в некоторых моделях используется последовательное чередование адресов в блоках памяти. Такой способ организации называется кратностью расслоения. Конструктивно оперативная память может выполняться в виде самостоятельного устройства или входить в состав процессора. [17]
Оперативная память характеризуется емкостью ( максимальным количеством байтов, хранящихся в ней), шириной выборки ( количеством байтов выбираемых за одно обращение), циклом обращения и временем выборки. Система защиты памяти предохраняет содержимое ячеек памяти от разрушения при ошибочном обращении. Защита может быть по записи и по чтению. [18]
Чтобы избежать искажения информации в неработающих в данный момент программах, в ЭВМ предусмотрены средства защиты памяти. Под системой защиты памяти понимается комплекс аппа-ратурно-программных средств, обеспечивающий предотвращение взаимного искажения программ, одновременно хранящихся в ОП. Система защиты памяти обеспечивает контроль всех обращений к ОП и вырабатывает сигнал сбоя по защите, свидетельствующий об обращении к запрещенной области памяти. При появлении этого сигнала происходит прерывание исполняемой команды. Наиболее простой способ защиты заключается в выделении участка в ОП, внутри которого размещается программа. Участок задается обычно двумя предельными величинами: начальной ячейкой и предельной длиной программы или верхней и нижней границами. Эти предельные величины либо указываются в специальных регистрах границ устройства управления, либо входят в состав некоторых управляющих слов. При каждом обращении к ОП все адреса автоматически сравниваются с установленными заранее пределами. Указание границ происходит по специальной управляющей программе. Если используемый адрес выходит за сформированные границы, то возникает сигнал прерывания программы, и управление передается управляющей программе. [19]
При работе в мультипрограммном режиме обязательна организация защиты памяти. Функции защиты памяти реализуются системой защиты памяти, которая представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающих предотвращение взаимного искажения массивов информации, одновременно находящихся в оперативной памяти. Основные функции системы защиты памяти заключаются в следующем: защита программных компонентов операционной системы, защита участков памяти, занимаемых проблемными программами абонентов, от воздействия выполняемых программ, защита отдельных участков массивов, блокировка обращения на считывание из общего массива данных при обновлении информации в нем, защита личных массивов абонентов от использования другими абонентами. Системы защиты памяти строятся по различным принципам, отвечающим возможностям по размещению программ, допустимым затратам аппаратуры и машинного времени, а также методам организации вычислительного процесса. [20]
С таким аппаратным решением связано одно неудобное ограничение: пространство для хранения сегмента должно выделяться в непрерывной области намята ( см. В. He следует смешивать регистр базового адреса системы защиты памяти и базовый регистр, используемый при построении относительных адресов. В последнем случае результат модификации относительного адреса с помощью содержимого базового регистра продолжает оставаться адресом в пространстве виртуальной памяти, выделенном процессу, к не обязательно соответствует физическому адресу. [21]
Машины имеют более сложную структуру. В многопрограммных ЭВМ имеются средства распределения памяти между различными программами, система защиты памяти, система прерываний и приоритетов, датчик времени. В ОЗУ таких машин хранятся несколько одновременно выполняемых программ. [22]
Программно-аппаратные средства управления являются более гибкими по сравнению с чисто аппаратными, характерными для машин первого и даже второго поколений. Они выполняют более разнообразные функции и содержат ряд специфических систем, таких как система прерываний и приоритетов, система динамического распределения памяти, система защиты памяти. Наличие развитой программно-аппаратной системы управления позволяет организовать несколько различных режимов работа машины, основными из которых являются следующие: однопро-граммный режим, режим пакетной обработки, режим разделения времени, режим запрос-ответ, комбинированные режимы. Все они, кроме первого, относятся к мультипрограммным ( многопрограммным) режимам работы. [23]
Чтобы избежать искажения информации в неработающих в данный момент программах, в ЭВМ предусмотрены средства защиты памяти. Под системой защиты памяти понимается комплекс аппа-ратурно-программных средств, обеспечивающий предотвращение взаимного искажения программ, одновременно хранящихся в ОП. Система защиты памяти обеспечивает контроль всех обращений к ОП и вырабатывает сигнал сбоя по защите, свидетельствующий об обращении к запрещенной области памяти. При появлении этого сигнала происходит прерывание исполняемой команды. Наиболее простой способ защиты заключается в выделении участка в ОП, внутри которого размещается программа. Участок задается обычно двумя предельными величинами: начальной ячейкой и предельной длиной программы или верхней и нижней границами. Эти предельные величины либо указываются в специальных регистрах границ устройства управления, либо входят в состав некоторых управляющих слов. При каждом обращении к ОП все адреса автоматически сравниваются с установленными заранее пределами. Указание границ происходит по специальной управляющей программе. Если используемый адрес выходит за сформированные границы, то возникает сигнал прерывания программы, и управление передается управляющей программе. [24]
Разрешенный режим обращения может быть различным для разных процессов. При разметке областей оперативной памяти могут использоваться граничные регистры ( В. Нарушение системы защиты памяти обычно ведет к принципиальному прекращению процесса средствами системы прерываний. [25]
При работе в мультипрограммном режиме обязательна организация защиты памяти. Функции защиты памяти реализуются системой защиты памяти, которая представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающих предотвращение взаимного искажения массивов информации, одновременно находящихся в оперативной памяти. Основные функции системы защиты памяти заключаются в следующем: защита программных компонентов операционной системы, защита участков памяти, занимаемых проблемными программами абонентов, от воздействия выполняемых программ, защита отдельных участков массивов, блокировка обращения на считывание из общего массива данных при обновлении информации в нем, защита личных массивов абонентов от использования другими абонентами. Системы защиты памяти строятся по различным принципам, отвечающим возможностям по размещению программ, допустимым затратам аппаратуры и машинного времени, а также методам организации вычислительного процесса. [26]
Известно, что в системе машин IBM / 360, являющихся прототипами моделей ЕС ЭВМ, организация защиты памяти обеспечивает достаточно эффективную защиту как от непредусмотренной записи, так и от неразрешенного считывания. Недостаток такой системы защиты в многопроцессорной ВС заключается в том, что в случае, когда в ООП будет находиться значительное число различных программ, соизмеримое с числом имеющихся ключей, вполне вероятно наличие нескольких из этих программ с одинаковыми ключами. Кроме того, такая система защиты памяти из-за ограниченного набора ключей не обеспечивает защиту от преднамеренных попыток проникновения в чужую область памяти. [27]
Вместе с тем, чтобы такая система была эффективной, необходимо внесение ряда весьма важных усовершенствований в ее аппаратную часть. К наиболее важным из них относятся: система прерываний, счетчики времени, система защиты памяти, наличие обычного и привилегированного режимов работы. [28]
При работе в мультипрограммном режиме обязательна организация защиты памяти. Функции защиты памяти реализуются системой защиты памяти, которая представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающих предотвращение взаимного искажения массивов информации, одновременно находящихся в оперативной памяти. Основные функции системы защиты памяти заключаются в следующем: защита программных компонентов операционной системы, защита участков памяти, занимаемых проблемными программами абонентов, от воздействия выполняемых программ, защита отдельных участков массивов, блокировка обращения на считывание из общего массива данных при обновлении информации в нем, защита личных массивов абонентов от использования другими абонентами. Системы защиты памяти строятся по различным принципам, отвечающим возможностям по размещению программ, допустимым затратам аппаратуры и машинного времени, а также методам организации вычислительного процесса. [29]
Оперативная память подразделяется на три части: основную, локальную и мультиплексную память. Для всех трех частей используется один адресный и один информационный регистр. Основная оперативная память ( ООП) используется для хранения программ и данных и может наращиваться блоками по 64 кбайт до предельной емкости 256 кбайт. В системе защиты памяти имеется специальная память ключей защиты ( ПКЗ), выполненная на туннельных диодах в виде отдельного сменного блока. Локальная память состоит из 16 общих регистров и 4 регистров с плавающей запятой, доступных программам. Остальная часть локальной памяти используется для хранения различной служебной и диагностической информации и не может быть изменена с помощью программ. [30]