Πώς δημιουργεί η CPU λογική διεύθυνση;

Η CPU δεν παράγει άμεσα * λογικές διευθύνσεις με τον τρόπο που μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών παράγει αριθμούς. Αντ 'αυτού, η λογική διεύθυνση είναι συνέπεια των οδηγιών που εκτελεί η CPU και ο τρόπος με τον οποίο το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται τη μνήμη. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Η CPU λαμβάνει οδηγίες από τη μνήμη. Αυτές οι οδηγίες περιέχουν συχνά τελεστές - δεδομένα που θα λειτουργούν οι οδηγίες. Οι τελεστές ενδέχεται να καθοριστούν χρησιμοποιώντας:

* Εγγραφή έμμεσης διευθύνσεων: Η διεύθυνση του τελεστή αποθηκεύεται σε μητρώο CPU. Η CPU χρησιμοποιεί τα περιεχόμενα του μητρώου ως λογική διεύθυνση.

* άμεση διεύθυνση: Ο ίδιος ο τελεστής είναι μέρος της εντολής. Δεν απαιτείται υπολογισμός διεύθυνσης.

* Άμεση διεύθυνση: Η εντολή καθορίζει άμεσα τη λογική διεύθυνση του τελεστή.

* έμμεση διεύθυνση: Η εντολή καθορίζει μια θέση μνήμης που * περιέχει * τη διεύθυνση του τελεστή. Η CPU λαμβάνει τη διεύθυνση από αυτήν τη θέση μνήμης για να λάβει τη λογική διεύθυνση.

* Βάση+Διεύθυνση μετατόπισης: Μια διεύθυνση βάσης (συχνά από ένα μητρώο) προστίθεται σε μια μετατόπιση (που καθορίζεται στην εντολή) για τον υπολογισμό της λογικής διεύθυνσης. Αυτό είναι πολύ συνηθισμένο για την πρόσβαση σε στοιχεία ή δομές συστοιχίας.

* Διευθυντής ευρετηρίου: Παρόμοια με τη βάση+μετατόπιση, αλλά η μετατόπιση προέρχεται από ένα μητρώο δείκτη. Χρήσιμο για πρόσβαση σε συστοιχίες.

2. Counter Program (PC): Ο υπολογιστής διατηρεί τη διεύθυνση της επόμενης εντολής που θα εκτελεστεί. Αυτή είναι μια λογική διεύθυνση που χρησιμοποιείται σιωπηρά από τον μηχανισμό λήψης εντολών της CPU. Ο υπολογιστής αυξάνεται μετά από κάθε ανάληψη εντολών.

3. Συμμετοχή λειτουργικού συστήματος (εικονική μνήμη): Η εικόνα γίνεται πιο περίπλοκη όταν εμπλέκεται εικονική μνήμη. Σε αυτή την περίπτωση, το πρόγραμμα δεν βλέπει τις φυσικές διευθύνσεις της μνήμης. Βλέπει λογικές διευθύνσεις (που ονομάζονται επίσης εικονικές διευθύνσεις). Η CPU παράγει μια * λογική διεύθυνση * με βάση την εντολή όπως περιγράφεται παραπάνω.

* Μονάδα διαχείρισης μνήμης (MMU): Το MMU είναι ένα στοιχείο υλικού που μεταφράζει τη λογική διεύθυνση που παράγεται από την CPU σε μια φυσική διεύθυνση στη μνήμη RAM. Αυτή η μετάφραση περιλαμβάνει την αναζήτηση της λογικής διεύθυνσης στους πίνακες σελίδας, οι οποίοι διατηρούνται από το λειτουργικό σύστημα. Αυτοί οι πίνακες χαρτογραφούν λογικές σελίδες σε φυσικά πλαίσια.

* κατάτμηση: Ορισμένα συστήματα χρησιμοποιούν την κατάτμηση εκτός από τη σελιδοποίηση. Η κατάτμηση διαιρεί τη μνήμη σε λογικά τμήματα, το καθένα με τη δική του βάση και το όριο της βάσης. Η CPU παράγει μια λογική διεύθυνση ως επιλογέα τμήματος και μια μετατόπιση εντός του τμήματος. Στη συνέχεια, το MMU χρησιμοποιεί για να βρει τη φυσική διεύθυνση.

Στην ουσία, η CPU δεν "παράγει" μια λογική διεύθυνση σε μια αυτόνομη διαδικασία. Χρησιμοποιεί τη λειτουργία διευθύνσεων της διδασκαλίας για να υπολογίσει τη λογική διεύθυνση (συχνά με τη βοήθεια των μητρώων), η οποία θα μπορούσε στη συνέχεια να μεταφραστεί από το MMU σε μια φυσική διεύθυνση. Η διαδικασία υπαγορεύεται από την εκτέλεση της εντολής και του συστήματος διαχείρισης μνήμης του συστήματος.