โหมดจริงคืออะไร

โหมดจริงเป็นรูปแบบการกำหนดแอดเดรสหน่วยความจำและสถานะการทำงานสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ ในโหมดจริงหน่วยความจำที่สามารถเข้าถึงได้โดยโปรแกรม - โดยทั่วไปคือหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) - ไม่มีการจัดการหรือบัฟเฟอร์ในลักษณะใด ๆ โดยฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์หรือบริการอินพุตและเอาต์พุตพื้นฐาน (BIOS) ซึ่งหมายความว่าโปรแกรมสามารถเข้าถึงที่อยู่หน่วยความจำที่เข้าถึงได้ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงหน่วยความจำที่ใช้และต้องจัดการทุกด้านของการอ่านและการเขียนไปยังตำแหน่งหน่วยความจำด้วยตัวเอง ข้อ จำกัด หลายประการมาพร้อมกับการใช้โหมดจริงรวมถึงจำนวนหน่วยความจำที่สามารถเข้าถึงได้ จำกัด เพียง 1 เมกะไบต์เนื่องจากตัวประมวลผลในโหมดนี้อนุญาตให้ที่อยู่มีความยาวเพียง 20 บิต จากมุมมองของภาคปฏิบัติซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ไม่ได้ใช้โหมดจริงอีกต่อไปเพราะมันถูกแทนที่ด้วยโหมดการจัดการแอดเดรสที่ปลอดภัยขยายและยืดหยุ่นกว่าซึ่งรู้จักกันในชื่อโหมดป้องกัน

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของคอมพิวเตอร์เป็นที่ที่สามารถเปิดใช้งานโหมดจริงได้และลักษณะส่วนใหญ่ของโหมดจริง ๆ แล้วจัดการกับปัญหาที่มักพบในแอปพลิเคชันที่เขียนด้วยภาษาแอสเซมบลี ชิปประมวลผลที่ยึดตามสถาปัตยกรรม 8086 ดั้งเดิมเริ่มต้นในโหมดจริงเมื่อเปิดใช้งานเพื่อให้สามารถเรียกใช้โปรแกรมที่เขียนขึ้นสำหรับฮาร์ดแวร์รุ่นก่อนหน้าแม้ว่าสิ่งนี้มักจะต้องใช้ซอฟต์แวร์การจำลองที่จะประสบความสำเร็จ โหมดที่ได้รับการป้องกันได้เข้ามาแทนที่การระบุที่อยู่จริงอย่างแท้จริงจนถึงปี 2011 จนถึงจุดที่มีคอมไพเลอร์น้อยมากที่สามารถคอมไพล์โปรแกรมที่สามารถใช้การกำหนดแอดเดรสจริงและแม้แต่ระบบปฏิบัติการหลักที่น้อยกว่า

โดยทั่วไปหน่วยความจำในโหมดจริงนั้นเป็นลำดับเชิงเส้นเดียวของไบต์ที่สามารถเข้าถึงได้อย่างอิสระด้วยที่อยู่ซึ่งประกอบด้วยที่อยู่เซ็กเมนต์ 16 บิตและออฟเซ็ต 4 บิตภายในเซ็กเมนต์ทำให้ที่อยู่ 20 บิตสมบูรณ์เมื่อรวมเข้าด้วยกัน โปรแกรมสามารถเข้าถึงจุดใด ๆ ในหน่วยความจำและอ่านหรือเขียนอะไรโดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่อยู่ในสถานที่ ซึ่งหมายความว่าหากไม่มีการจัดการและความรู้ที่ถูกต้องโปรแกรมที่ใช้โหมดการกำหนดที่อยู่จริงสามารถเขียนทับระบบปฏิบัติการและ BIOS ของระบบได้อย่างง่ายดายทริกเกอร์การขัดจังหวะฮาร์ดแวร์ทางกายภาพหรือส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วงโดยไม่ตั้งใจ สิ่งนี้ไม่เพียง แต่จะทำให้ระบบหยุดทำงานหรือหยุดทำงาน แต่ยังอาจทำให้ข้อมูลสูญหายหรือความเสียหายทางกายภาพต่อฮาร์ดแวร์

ในฐานะที่เป็นสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ขั้นสูงโหมดการป้องกันในที่สุดก็เปลี่ยนโหมดจริงในเกือบทุกซอฟต์แวร์ เมื่อเวลาผ่านไปการใช้โหมดการกำหนดที่อยู่อาศัยจริงนั้นไม่จำเป็นเนื่องจากไม่สามารถเข้าถึง RAM มากกว่า 1 เมกะไบต์และไม่สามารถใช้บัสระบบมากกว่า 20 บิตซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ทรัพยากรเพียงส่วนน้อยเท่านั้น คอมพิวเตอร์ การระบุที่แท้จริงยังมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่สำคัญ หนึ่งในสองสามวิธีในการเขียนโปรแกรมที่ใช้โหมดการกำหนดแอดเดรสจริงคือการใช้ภาษาแอสเซมบลีและดำเนินการโปรแกรมภายใต้ระบบปฏิบัติการดิสก์พิเศษ (DOS) ที่ไม่ได้เปลี่ยนเป็นโหมดป้องกันโดยอัตโนมัติเมื่อเริ่มต้น