Программная модель МП-системы на основе процессора Pentium. Особенности организации памяти и допустимые способы адресации, страница 3

В понятие прикладной архитектуры, как правило, включают:

- полный набор программно доступных регистров, с которыми оперирует пользователь при написании прикладных программ;

- особенности организации памяти и допустимые способы адресации;

- типы данных и команды.

Элементы системной архитектуры  обеспечивают различные требования операционных систем, поддерживающих работу 32-битных процессоров 80х86. Процессор  Pentium содержит набор системных  ресурсов, которые разработчики операционных систем могут использовать по своему усмотрению. Благодаря открытости системной архитектуры, она может быть сконфигурирована так, чтобы удовлетворить всем требованиям разрабатываемой операционной среды.

Состав и назначение регистров программной модели процессора Pentium в основном соответствует известным модификациям 32-разрядных процессоров х86. Однако, несмотря на архитектурную преемственность процессора Pentium со своими предшественниками, при его описании приходится сталкиваться с определенными трудностями. Еще при представлении первых микропроцессоров было отмечено, что документация по такому сложному программно-аппаратному устройству, каким является микропроцессор, часто является «сплошной загадкой». Она подразумевает, что читатель знает все, что было наработано в области микропроцессорной техники до того, как он начал читать эту документацию. К сожалению, с этим приходится сталкиваться и современному читателю. В частности, для пояснения назначения и использования отдельных регистров программной модели предварительно полезно познакомиться с такими существенными деталями архитектуры процессора как, например, организация памяти микропроцессорных систем на основе процессора Pentium, принципами защиты информации в многозадачной системе и рядом других. С другой стороны, изучение особенностей работы отдельных подсистем процессора затруднено без знания элементов программной модели, поддерживающих их работу. Поэтому в некоторых случаях приходится сначала констатировать наличие тех или иных блоков (регистров) процессора, а более подробное их рассмотрение выполнять при описании соответствующих подсистем процессора.

Прикладная архитектура процессора Pentium

Основные функциональные регистры прикладной архитектуры процессора Pentium показаны на рис.

Все регистры прикладной архитектуры процессора Pentium удобно представить в виде четырех групп:

- регистры общего назначения (РОН) - ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, ЕDX. РОН используются для хранения операндов и промежуточных результатов выполняемых операций;

- регистры-указатели (ЕSP, ЕBP) и  индексные регистры (ЕSI, ЕDI), используемые для хранения базовых адресов и индексов при реализации способов адресации сложных структур данных;

-   указатель команд ЕIP;

- регистр признаков (флагов) EFLAGS, используемый для записи признаков результатов операции и хранения состояния флагов управления.

Кроме того, в число регистров прикладной архитектуры часто включают 16-разрядные сегментные регистры CS, SS, DS, ES, FS, GS, предназначенные для хранения селекторов  сегментов памяти, с которыми оперирует пользовательская программа. Однако, на наш взгляд, регистры, содержащие селекторы, более логично включить в состав системной архитектуры.

Отличительной особенностью рассматриваемой  программной  модели  является  возможность  использования  регистров  общего  назначения  в  формате  байт,  слово  или  двойное  слово,  а  остальных  регистров -  в  формате  слово  или  двойное  слово.  Это  сделано  для  обеспечения  программной  совместимости  процессора Pentium с 16 - разрядными  процессорами  8086 и 80286 фирмы  Intel.  

8-  и  16-разрядные  РОН  имеют  стандартное  обозначение  AH,  AL,  DH, DL, CH, CL, BH, BL, AX, DX, CX, BX, BP, SP, SI, DI, а  в  наименовании  32-разрядных  регистров  добавлена  буква E (Extension).