保护模式软件架构解析
"《Protected Mode Software Architecture》是MINDSHARE, INC.的Tom Shanley撰写的一本书,由Addison-Wesley Publishing Company出版。这本书深入介绍了保护模式的软件架构,对于理解和掌握这一主题非常有帮助。保护模式是现代计算机系统中的核心概念,它允许操作系统在更高级别的安全性和隔离性下运行程序,防止恶意软件和硬件错误对系统造成破坏。" 在保护模式下,计算机系统使用了多种机制来确保内存管理和任务调度的安全。这些机制包括: 1. **分段机制**:保护模式引入了分段的概念,每个程序可以被分割成多个独立的段,每个段有自己的地址空间,这提供了内存保护和访问控制。段选择符和段寄存器用于确定当前活动的段。 2. **分页机制**:除了分段,保护模式还使用分页技术,将物理内存划分为固定大小的页,通过页表映射虚拟地址到物理地址,实现内存的动态管理和权限控制。 3. **特权级**:保护模式有多个特权级别,如Ring 0(操作系统级别)和Ring 3(用户级别),不同级别的指令有不同的执行权限,防止用户级程序意外或有意地访问敏感系统资源。 4. **异常和中断处理**:当发生错误或需要操作系统介入时,保护模式会触发异常或中断,中断描述符表(IDT)用于存储处理这些事件的处理程序地址。 5. **描述符表**:全局描述符表(GDT)和局部描述符表(LDT)用于存储段描述符,这些描述符包含了关于段的权限、大小和位置等信息。 6. **访问控制位**:每个段和页都有访问控制位,用来定义哪些进程可以访问特定的内存区域,以及允许的访问类型(读、写、执行等)。 7. **保护环**:保护环是保护模式中的一个重要概念,它定义了程序可以执行的操作级别。通常,操作系统在Ring 0运行,而应用程序在Ring 3运行,这样可以限制应用程序对硬件的直接访问,防止它们破坏系统稳定性。 这本书《Protected Mode Software Architecture》将详细解释这些机制及其在实际操作中的应用,帮助读者理解如何在保护模式下设计和实现软件,从而构建更加安全和高效的系统。书中可能还包括实际的编程示例和调试技巧,以加深读者的理解。对于想要深入学习操作系统原理、计算机体系结构或者进行系统编程的人员来说,这本书是一份宝贵的资源。
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