Механизм защиты памяти.

Этот механизм обеспечивает безопасность одновременного нахождения в оперативной памяти нескольких независимых программ. Защита памяти гарантирует, что одна программа не сможет случайно или же предумышленно обратиться в память другой программы (по записи или даже по чтению данных). Очевидно, что без такого механизма мультипрограммный режим просто невозможен.[80]

Механизм защиты памяти на современных ЭВМ устроен весьма сложно и часто связан с механизмом так называемой виртуальной памяти, с которым Вы познакомитесь в следующем семестре. Сейчас мы рассмотрим одну из простейших реализаций механизма защиты памяти, так эта защита была сделана на некоторых первых ЭВМ 3-го поколения, способных работать в мультипрограммном режиме.

В центральный процессор добавляются два новых регистра защиты памяти, обозначим их А_нач и А_кон. На каждый из этих регистров можно загрузить любой адрес оперативной памяти. Предположим теперь, что после загрузки программы в оперативную память она занимает сплошной участок памяти с адресами от 200000₁₀ до 500000₁₀ включительно. Тогда загрузчик, перед передачей управления на первую команду программы (у нас это часто была команда с меткой Start), присваивал регистрам защиты памяти соответственно значения

А_нач:=200000₁₀ и А_кон:=500000₁₀

Далее, в центральный процессор добавлена способность, перед каждым обращением в оперативную память по физическому адресу А_физ автоматически проверять условие

А_нач £ А_физ £ А_кон

Если условие истинно, т.е. программа обращается в свою область памяти, выполняется требуемое обращение к памяти по записи или чтению данных. В противном случае доступ в оперативную память не производится и вырабатывается сигнал прерывания по событию "попытка нарушения защиты памяти".

Описанный механизм защиты памяти очень легко реализовать, однако он обладает существенным недостатком: каждая программа может занимать только один сплошной участок в оперативной памяти. В то же время, как мы знаем, архитектура нашего компьютера допускает, чтобы каждый сегмент программы мог быть размещён на любом свободном месте оперативной памяти. В современных ЭВМ реализован специальный механизм виртуальной памяти, который позволяет выделять для программы любые участки адресов памяти, независимо от того, заняты ли эти, как говорят, логические адреса другими программами или нет.