Τι είναι η πραγματική λειτουργία;

Η πραγματική λειτουργία είναι ένα σχήμα προστασίας μνήμης και κατάσταση λειτουργίας για μικροεπεξεργαστές υπολογιστών.Σε πραγματική λειτουργία, η μνήμη που μπορεί να προσεγγιστεί από ένα πρόγραμμα mdash;Συνήθως μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM) mdash;δεν διαχειρίζεται ή ρυθμίζεται με οποιονδήποτε τρόπο από το υλικό, το λογισμικό ή τις βασικές υπηρεσίες εισόδου και εξόδου (BIOS).Αυτό σημαίνει ότι ένα πρόγραμμα είναι σε θέση να έχει πρόσβαση σε όλες τις προσβάσιμες διευθύνσεις μνήμης, ανεξάρτητα από το τι χρησιμοποιείται η μνήμη και πρέπει να διαχειρίζεται όλες τις πτυχές της ανάγνωσης και της γραφής στις θέσεις μνήμης από μόνη της.Αρκετοί περιορισμοί έρχονται με τη χρήση πραγματικής λειτουργίας, συμπεριλαμβανομένου του γεγονότος ότι η ποσότητα προσβάσιμης μνήμης περιορίζεται σε 1 megabyte, επειδή ο επεξεργαστής σε αυτόν τον τρόπο επιτρέπει στις διευθύνσεις να έχουν μόνο 20 bits σε μήκος.Από πρακτική άποψη, το λογισμικό υπολογιστών δεν χρησιμοποιεί πλέον πραγματικό τρόπο, επειδή αντικαταστάθηκε από ασφαλέστερο, επεκτάσιμο, πιο ευέλικτο τρόπο διευθύνσεων γνωστή ως προστατευμένη λειτουργία.

Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) ενός υπολογιστή είναι όπου μπορεί η πραγματική λειτουργίανα ενεργοποιηθούν και οι περισσότερες από τις πτυχές του τρόπου ασχολούνται πραγματικά με θέματα που συνήθως παρατηρούνται σε εφαρμογές γραμμένες στη γλώσσα συναρμολόγησης, επειδή είναι αρκετά ατομικά στη φύση.Τα τσιπ επεξεργαστή που βασίζονται στην αρχική αρχιτεκτονική 8086 αρχίζουν σε πραγματική λειτουργία όταν τροφοδοτούνται για να μπορούν να εκτελούν προγράμματα που γράφτηκαν για προηγούμενο υλικό, αν και αυτό συχνά θα απαιτούσε το λογισμικό εξομοίωσης να είναι επιτυχής.Η προστατευόμενη λειτουργία έχει σχεδόν αντικαταστήσει εντελώς την πραγματική διευθύνσεις, από το 2011, μέχρι το σημείο όπου υπάρχουν πολύ λίγα διαθέσιμα μεταγλωττιστές που μπορούν να συντάξουν ακόμη και ένα πρόγραμμα που μπορεί να χρησιμοποιήσει πραγματική διευθύνσεις και ακόμη λιγότερα γενικά λειτουργικά συστήματα που θα μπορούσαν να το εκτελέσουν.Η λειτουργία βασικά είναι μια ενιαία, γραμμική ακολουθία bytes που μπορεί να προσεγγιστεί ελεύθερα με μια διεύθυνση που αποτελείται από μια διεύθυνση τμήματος 16 bit και μια μετατόπιση 4 bit μέσα στο τμήμα, καθιστώντας μια πλήρη διεύθυνση 20 bit όταν συνδυάζεται.Ένα πρόγραμμα μπορεί να έχει πρόσβαση σε οποιοδήποτε σημείο στη μνήμη και να διαβάσει ή να γράψει οτιδήποτε, ανεξάρτητα από το τι βρίσκεται στη θέση.Αυτό σημαίνει ότι, χωρίς τη σωστή διαχείριση και γνώση, ένα πρόγραμμα που χρησιμοποιεί πραγματική λειτουργία διευθύνσεων θα μπορούσε εύκολα να αντικαταστήσει το λειτουργικό σύστημα και το σύστημα του συστήματος, να προκαλέσει διακοπή φυσικού υλικού ή να στείλει τυχαία ένα σήμα σε μια περιφερειακή συσκευή.Όχι μόνο αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει ένα σύστημα να παγώσει ή να συντριβεί, αλλά θα μπορούσε επίσης να προκαλέσει απώλεια δεδομένων ή φυσική βλάβη στο υλικό.

ως αρχιτεκτονική επεξεργαστή προχωρημένη, προστατευμένη λειτουργία τελικά αντικατέστησε πραγματικό τρόπο σε σχεδόν όλο το λογισμικό.Με την πάροδο του χρόνου, η χρήση του πραγματικού τρόπου διευθύνσεων έγινε περιττή, επειδή ήταν ανίκανη να έχει πρόσβαση σε περισσότερους από 1 megabyte μνήμης RAM και ανίκανος να χρησιμοποιήσει περισσότερα από 20 bits του λεωφορείου συστήματος, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει μόνο ένα κλάσμα των διαθέσιμων πόρων για τα περισσότεραΥπολογιστές.Η πραγματική αντιμετώπιση αποτελεί επίσης σημαντικό κίνδυνο ασφάλειας.Ένας από τους λίγους τρόπους για να γράψετε ένα πρόγραμμα που χρησιμοποιεί πραγματική λειτουργία διευθύνσεων είναι η χρήση της γλώσσας συναρμολόγησης και η εκτέλεση του προγράμματος στο πλαίσιο ενός ειδικού λειτουργικού συστήματος δίσκου (DOS) που δεν μεταβαίνει αυτόματα σε προστατευμένη λειτουργία κατά την εκκίνηση.