突破512字节限制:实模式到保护模式与I/O端口交互

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在本章“第2章 从实模式到保护模式1”中,主要内容围绕从实模式向保护模式的转换以及在平坦模式下32位程序的运行展开。学生们将深入学习以下几个关键知识点: 1. **Bootloader的作用**:学生们将了解到bootloader在计算机启动过程中的重要作用,它是如何突破512字节限制,即在操作系统内核加载前先将自己加载到内存中,从而处理操作系统加载和其他初始化任务。 2. **I/O端口和硬件交互**:学生将学习如何利用I/O端口与硬件进行通信,这对于理解和控制外部设备,如硬盘,至关重要。他们将掌握基本的I/O操作,如读写硬盘,这涉及到对I/O端口的理解和使用。 3. **LBA(逻辑块地址)方式读写硬盘**:章节中将介绍逻辑块地址寻址方法,它允许访问超过物理硬盘512字节限制的区域,提高硬盘数据访问效率。 4. **保护模式概念**:学生们会学习保护模式下的编程特性,包括段描述符、段选择子和全局描述符表(GDT),这些都是实现权限管理和内存保护的基础。 5. **实模式与保护模式的对比**:通过比较实模式和保护模式,学生可以理解两种模式的不同编程环境,掌握保护模式带来的优势,如更大的内存空间和更安全的内存管理。 6. **从MBR加载bootloader**:章节详细指导如何在MBR中编写和加载bootloader,以便在进入保护模式后执行后续操作系统的加载。 7. **内存管理的转变**:学生们将学会如何从实模式下复杂的内存管理转变为保护模式的扁平模式,这有助于理解和优化程序性能。 8. **实践操作**:章节提供了一系列的实验和练习,让学生通过实际操作加深对理论知识的理解,并且为后续的保护模式编程奠定坚实基础。 此外,参考资料中提到的《从实模式到保护模式》一书的多个章节,为学生提供了详细的理论支持和实战指导,确保他们在学习过程中能够逐步掌握这些核心概念和技术。通过本章的学习,学生们将为保护模式下的高效编程做好准备。