Intel 80286

Презентация IBM персонального компьютера AT в 1984 году сфокусировала все внимание на другой микропроцессор — Intel 80286. Сам по себе микропроцессор был представлен еще в 1982 году. Предшественником этого чипа был 8086. И, естественно, у этих братьев много общего, но 80286 обладает такими дополнительными качествами, которые сразу привлекли пристальное внимание всех связанных с компьютерной индустрией. Новый микропроцессор использует полную 16-разрядную шину данных и 16-битные внутренние регистры. Он был разработан для работы с частотой сначала в 6 Мгц, а затем — в 8 и 10 Мгц. Сейчас имеются модели, работающие с 12,5; 16 и даже 20 Мгц. Более того, Intel 80286 способен реа-лизовывать свои функции быстрее, чем это следует из простого роста используемой частоты. Например, хотя первые AT имели прирост в частоте только 25%, они были в 5 раз производительнее.

16 Мегабайт

В конечном счете самым большим преимуществом Intel 80286 была способность работать с дополнительной памятью. Вместо 20-разрядной адресной шины 8088/8086 80286 имел 24-разрядную шину. Эти дополнительные четыре разряда давали возможность увеличить максимум оперативной адресуемой памяти до 16 Мгб.

Виртуальная память

Intel 80286 позволил также использовать виртуальную память. Название говорит само за себя, что виртуальная память организуется не на каких-то отдельных физических чипах. Более того, информация хранится где-то во внешней памяти, но система обеспечивает к ней прямой доступ. 80286 снабжен специальными средствами, которые дают ему возможность отличать, к реальной или виртуальной памяти относится любой байт. Эти средства реализуются дополнительными схемами, включенными в микропроцессор. Они дают возможность работать с 1 Ггб памяти, включающую в себя 16 Мгб физической памяти и 1008 Мгб виртуальной. Теоретически 80286 должен был преодолеть барьер адресуемой памяти в 1 Мгб, который был установлен предшествующими моделями. Но в действительности на практике эта возможность не была реализована. Проблема была частично в традициях, а частично в совместимости. Ко времени появления 80286 IBM PC имела гарантированный успех. Для 8088 и 8086 было разработано огромное программное обеспечение. Отказ от использования этих разработанных программ ставил под сомнение широкое использование нового чипа.

Реальный режим

Для обеспечения совместимости с ранее разработанными чипами разработчики Intel 80286 обеспечили его работу в двух режимах: в реальном и защищенном режимах. Реальный режим был скопирован с режима работы 8086. Причем разработчики работали так добросовестно, что внесли в реальный режим и ограничения по использованию только 1 Мгб памяти. В этом режиме 80286-му пришлось ограничить свои способности 1 Мгб адресуемой памяти.

Режим с защитой

Чтобы использовать улучшенные возможности Intel 80286, фирма разработала защищенный режим. Хйтя отсутствовала программная совместимость с 8086, этот режим позволял использовать все 16 Мгб и даже 1 Ггб виртуальной памяти в программах, работающих в защищенном режиме. Точно так же, как и 8086 в свое время, Intel 80286 давал такие огромные ресурсы памяти, потребность в которых еще не назрела к тому времени. Поэтому этот режим не сразу был признан широким кругом пользователей. Потребовалось почти три года, прошедших между презентацией первой AT и появлением операционной системы OS/2, работающей в этом режиме, и ознаменовавшей собой начало его широкого применения.

Обратная сторона 80286

Имелись две причины для медленной популяризации защищенного режима. Для программистов, работающих в DOS, существенным являлся вопрос перехода между реальным и защищенным режимами. Intel разработал переход между режимами только в одном направлении. Микропроцессор начинал работу только в реальном режиме, когда происходило тестирование всех 16 Мгб памяти, но для использования всего этого ресурса необходимо было перейти в защищенный режим. Иначе пользователь мог довольствоваться только 1 Мгб памяти. Обратного перехода от защищенного режима к реальному не существует — требуется перезагрузка. Кроме того, защищенный режим реализовывал только частично чаяния программистов. Вся огромная память 80286 была разделена на сегменты по 64 К. Вместо того, чтобы свободно использовать весь ресурс памяти, программистам приходилось мудрствовать, чтобы преодолеть эти барьеры между сегментами.