प्रौद्योगिकी साझेदारी

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

1. 80x86 प्रोसेसरस्य कार्यविधिः

१.१ वास्तविकविधिः

वास्तविक मोड अवलोकन

Real Mode इति 80x86 प्रोसेसरद्वारा समर्थितः प्रारम्भिकः कार्यविधिः अस्ति तथा च अत्यन्तं मूलभूतः कार्यविधिः अपि अस्ति । वास्तविकविधिः मुख्यतया प्रारम्भिकेषु MS-DOS प्रचालनप्रणालीषु अन्येषु सरलप्रचालनवातावरणेषु च उपयुज्यते । वास्तविकविधाने प्रोसेसरस्य प्रत्यक्षप्रवेशः 1MB भौतिकस्मृतिस्थानं भवति । एषः मोड् ८०८६ प्रोसेसरस्य कार्यप्रकारेण सह पूर्णतया सङ्गतः अस्ति, अतः "real mode" इति नाम ।

वास्तविकविधानविशेषताः

1. स्थानप्रतिबन्धान् सम्बोधयन्तु

   • वास्तविकविधाने प्रोसेसरः केवलं 1MB स्मृतिस्थानं (0x00000 तः 0xFFFFF पर्यन्तं) प्राप्तुं शक्नोति ।
   • स्मृतिस्थानं २०-बिट्-सङ्केतबसेन सीमितं भवति ।

2. खण्डपता तथा आफ्सेट् पता

   • वास्तविकविधिः स्मृतिसम्बोधनार्थं segment:offset (segment) पद्धतेः उपयोगं करोति ।
   • खण्डसङ्केतं १६ गुणितं भवति (अर्थात् ४ बिट् इत्यनेन वामभागे स्थानान्तरितम्) तथा च २०-बिट् भौतिक-सङ्केतं निर्मातुं ऑफसेट्-सङ्केते योजितं भवति ।
   • यथा, यदि खण्डसङ्केतः 0x1234 अस्ति तथा च आफ्सेट् पता 0x5678 अस्ति, तर्हि भौतिकसङ्केतः अस्ति: भौतिकसङ्केतः = (0x1234×16) + 0x5678 = 0x12340 + 0x5678 = 0x179B8text{भौतिकसङ्केतः} = (0x1234वारं 16) + 0x5678 = 0x12340 + 0x5678 = 0x179B8 भौतिक पता=(0x1234×16)+0x5678=0x12340+0x5678=0x179B8

3. स्मृतिरक्षणं नास्ति

   • वास्तविकविधाने स्मृतिसंरक्षणतन्त्रं नास्ति, तथा च कार्यक्रमः मनमाना सम्पूर्णं 1MB स्मृतिस्थानं प्राप्तुं शक्नोति, यत्र अन्येषां कार्यक्रमानां प्रचालनतन्त्रक्षेत्रं क्षेत्राणि च सन्ति
   • एतेन कार्यक्रमाः परस्परं बाधां कर्तुं शक्नुवन्ति तथा च सहजतया प्रणालीदुर्घटनाम् अकुर्वन् ।

4. प्रत्यक्षं हार्डवेयर-प्रवेशः

   • Real mode इत्यनेन हार्डवेयर-यन्त्राणां I/O-पोर्ट्-स्थानानां च प्रत्यक्षं प्रवेशः भवति ।
   • वास्तविकविधाने, कार्यक्रमाः IN तथा OUT इत्यादीनां I/O निर्देशानां उपयोगेन प्रत्यक्षतया हार्डवेयर-यन्त्रैः सह अन्तरक्रियां कर्तुं शक्नुवन्ति ।

5. व्यत्ययः तथा प्रोसेसर आरम्भीकरण

   • रियल मोड् हार्डवेयर इन्टरप्ट्स् तथा सॉफ्टवेयर इन्टरप्ट्स् समर्थयति, यत् Interrupt Vector Table (IVT) इत्यस्य उपयोगेन प्रबन्धितं भवति ।
   • व्यत्ययसदिशसारणी स्मृतिस्य न्यूनतमे 1KB क्षेत्रे (0x00000 तः 0x003FF पर्यन्तं) संगृहीता भवति ।
   • प्रोसेसरस्य चालू अथवा रीसेट् कृत्वा स्वयमेव वास्तविकमोड् प्रविशति तथा च 0xFFFF0 पतातः कोडं निष्पादयितुं आरभेत ।

6. कार्यान्वयनीयसङ्केतस्य सीमाः

   • वास्तविकविधाने कार्यान्वयनीयसङ्केतखण्डस्य आकारः सीमितः भवति, सामान्यतया कोडखण्डः 64KB (0x0000 तः 0xFFFF पर्यन्तं) पर्यन्तं भवति ।

वास्तविक मोड स्मृति विन्यास

वास्तविकविधाने स्मृतिविन्यासे प्रायः निम्नलिखितभागाः समाविष्टाः भवन्ति ।

1. BIOS क्षेत्रम्

   • उच्चस्तरीयस्मृतिः (0xF0000 तः 0xFFFFF पर्यन्तं) प्रायः BIOS कोडस्य आँकडानां च संग्रहणार्थं उपयुज्यते ।
   • पावर-अप अथवा रीसेट् इत्यत्र प्रोसेसरः 0xFFFF0 इत्यत्र BIOS कोडं निष्पादयितुं आरभते ।

2. सदिश सारणी व्यत्यय

   • स्मृतेः न्यूनतमः 1KB क्षेत्रः (0x00000 तः 0x003FF पर्यन्तं) व्यत्ययसदिशसारणीं संगृह्णाति ।
   • प्रत्येकं व्यत्ययसदिशं ४ बाइट् (२-बाइट् सेगमेण्ट् एड्रेस् तथा २-बाइट् आफ्सेट् एड्रेस्) गृह्णाति ।

3. प्रचालनतन्त्राणि अनुप्रयोगाः च

   • अवशिष्टं स्मृतिक्षेत्रं प्रचालनतन्त्रसङ्केतस्य, अनुप्रयोगसङ्केतस्य, आँकडानां च कृते उपयुज्यते ।

१.२ रक्षणविधिः

अवलोकनम्

Protected Mode इति 80x86 प्रोसेसर इत्यनेन प्रवर्तितः उन्नतः कार्यविधिः अस्ति वास्तविकमोड् इत्यस्य तुलने एतत् अधिकं शक्तिशालीं स्मृतिप्रबन्धनं रक्षणकार्यं च प्रदाति । संरक्षितविधिः प्रथमवारं ८०२८६ प्रोसेसर इत्यत्र प्रवर्तते स्म, ८०३८६ तथा ततः परं प्रोसेसर इत्यत्र अपि अस्य विस्तारः वर्धितः च ।

संरक्षितविधानस्य विशेषताः

1. विस्तारितं स्मृतिसङ्केतस्थानं

   • संरक्षितविधिः २४-बिट् अथवा ३२-बिट् पताबस् समर्थयति तथा च ४GB भौतिकस्मृतिस्थानं (८०३८६ तथा ततः परं) प्राप्तुं शक्नोति ।
   • स्मृतिप्रबन्धनार्थं खण्डचयनकाः खण्डवर्णकाः च उपयुज्यन्ते, येन अधिकजटिलस्मृतिविन्यासः प्रबन्धनं च भवति ।

2. स्मृतिसंरक्षणम्

   • खण्डवर्णकानाम् पृष्ठसारणीनां च माध्यमेन संरक्षितविधिः स्मृतिसंरक्षणं कार्यान्वितुं शक्नोति यत् कार्यक्रमाः अन्येषां कार्यक्रमानां अथवा प्रचालनतन्त्राणां स्मृतिं अवैधरूपेण न प्राप्नुवन्ति
   • उपयोक्तृविधायाः कर्नेल् मोडस्य च मध्ये पृथक्त्वं प्राप्तुं भिन्नविशेषाधिकारस्तरस्य (स्तरः ० तः स्तरः ३ पर्यन्तं) कोडस्य आँकडाखण्डानां च समर्थनं करोति ।

3. पेजिंग तंत्र

   • पृष्ठाङ्कनतन्त्रस्य समर्थनं करोति तथा च स्मृतिप्रबन्धनक्षमतां अधिकं वर्धयितुं पृष्ठसारणीद्वारा आभासीपतेः भौतिकपतेः प्रति नक्शाङ्कनं करोति ।
   • पृष्ठस्य आकारः प्रायः 4KB भवति, परन्तु बृहत् पृष्ठानि (यथा 4MB) अपि समर्थितानि सन्ति ।

4. हार्डवेयर-समर्थितं बहुकार्यकरणम्

   • हार्डवेयर-समर्थितं बहु-कार्य-स्विचिंग् प्रदाति, यत्र कार्य-राज्य-खण्डः (TSS) तथा कार्य-पञ्जीकरणं (कार्य-पञ्जीकरणं) च सन्ति ।
   • कार्याणां मध्ये स्विचिंग्, रक्षणं च कर्तुं कार्यद्वारं समर्थयति ।

5. व्यवधानं अपवादनियन्त्रणं च वर्धितम्

   • संरक्षितविधाने व्यत्ययवर्णनसारणी (IDT) इत्यस्य उपयोगः व्यत्ययस्य अपवादनियन्त्रणस्य च प्रबन्धनार्थं भवति ।
   • IDT गेट डिस्क्रिप्टर् (Gate Descriptor) समर्थयति, यत्र इंटरप्ट् गेट्स्, ट्रैप गेट्स्, टास्क गेट्स् च सन्ति ।

6. आभासी स्मृति

   • आभासीस्मृतेः समर्थनं करोति तथा च पेजिंग् तन्त्रेण आभासीपतेःस्थानं कार्यान्वयति, येन कार्यक्रमः वास्तविकभौतिकस्मृतेः अपेक्षया बृहत्तरं पतास्थानं उपयोक्तुं शक्नोति

संरक्षितविधानस्मृतिप्रबन्धनम्

1. खण्डचयनकर्तारः खण्डवर्णकाः च

   • प्रत्येकं खण्डचयनकर्ता एकं खण्डवर्णकं दर्शयति, यस्मिन् खण्डमूलसङ्केतः, खण्डसीमा, खण्डविशेषताः च (यथा अनुमतिः प्रकारः च) भवति ।
   • खण्डचयनकाः खण्डवर्णकाः च वैश्विकवर्णकसारणी (GDT) तथा स्थानीयवर्णकसारणी (LDT) द्वारा प्रबन्धिताः भवन्ति ।

2. पेजिंग तंत्र

   • पेजिंग् तन्त्रं आभासीपतेः पृष्ठनिर्देशिका (Page Directory), पृष्ठसारणी (Page Table) तथा पृष्ठचक्रं (Page Frame) इति विभजति ।
   • पृष्ठनिर्देशिकायाः ​​पृष्ठसारणीयाश्च माध्यमेन स्मृतिसंरक्षणं प्रबन्धनं च प्राप्तुं आभासीपतेः भौतिकपत्तनेषु मैप् भवन्ति ।

संरक्षित मोड अनुप्रयोग

आधुनिकप्रचालनतन्त्रेषु, यथा विण्डोज, लिनक्स, यूनिक्स इत्यादिषु संरक्षितविधिः बहुधा उपयुज्यते ते बहुकार्यकरणं, बहुप्रयोक्तृणां, स्मृतिसंरक्षणं च इत्यादीनां उन्नतकार्यं कार्यान्वितुं संरक्षितविधेः लक्षणानाम् उपयोगं कुर्वन्ति संरक्षितविधानस्य माध्यमेन प्रचालनतन्त्रं हार्डवेयरसंसाधनानाम् प्रभावीरूपेण प्रबन्धनं कर्तुं शक्नोति तथा च स्थिरं सुरक्षितं च संचालनवातावरणं प्रदातुं शक्नोति ।

संरक्षितविधिः आधुनिकप्रचालनप्रणालीनां अनुप्रयोगानाञ्च आधारः अस्ति, यत् प्रणालीस्थिरतां सुरक्षां च सुधारयितुम् ८०x८६ प्रोसेसरस्य उन्नतविशेषतानां पूर्णं लाभं लभते

१.३ वर्चुअल् ८०८६ मोड्

आभासी 8086 मोड अवलोकन

वर्चुअल् ८०८६ मोड् (वर्चुअल् ८०८६ मोड्) इति ८०x८६ प्रोसेसरेण सुरक्षितमोड् मध्ये प्रदत्तः विशेषः मोड् अस्ति, यत् प्रोसेसरः ८०८६ प्रोग्राम्स् वास्तविकमोड् मध्ये निष्पादितमिव चालयितुं शक्नोति एषः मोड् मुख्यतया पश्चात्तापसङ्गततायै उपयुज्यते, यत् DOS कार्यक्रमानां प्राचीनसंस्करणं संरक्षितविधिं न त्यक्त्वा विण्डोज, लिनक्स इत्यादिषु आधुनिकप्रचालनतन्त्रेषु चालयितुं शक्नोति

वर्चुअल् ८०८६ मोड् इत्यस्य विशेषताः

1. वास्तविक मोड संगतता

   • वर्चुअल् 8086 मोड् प्रोसेसरं वास्तविक मोड् मध्ये ऑपरेटिंग् वातावरणस्य अनुकरणं कर्तुं शक्नोति तथा च 8086 निर्देशसमूहस्य पतास्थानं च समर्थयति ।
   • प्रोसेसरः सुरक्षितविधाने ८०८६ कार्यक्रमान् निष्पादयितुं शक्नोति तथापि सुरक्षितविधानस्य विशेषताः लाभाः च धारयितुं शक्नोति ।

2. पेजिंग तथा संरक्षण तन्त्र

   • वर्चुअल् ८०८६ मोड् इत्यस्मिन् प्रोसेसरः अद्यापि वर्चुअल् मेमोरी तथा मेमोरी रक्षणं कार्यान्वितुं संरक्षित मोड पेजिंग् तन्त्रस्य उपयोगं कर्तुं शक्नोति ।
   • पृष्ठसारणीद्वारा वर्चुअल् ८०८६ मोड् इत्यस्मिन् पतास्थानं भौतिकस्मृतौ मैप् कर्तुं शक्यते, येन स्मृतिपृथक्करणं रक्षणं च प्राप्यते ।

3. व्यत्यय अपवादः च निबन्धनम्

   • वर्चुअल् 8086 मोड् व्यत्ययम् अपवादनियन्त्रणं च समर्थयति, यत् संरक्षितविधानव्यत्ययवर्णकसारणी (IDT) इत्यस्य माध्यमेन प्रबन्धयितुं शक्यते ।
   • व्यत्ययाः अपवादाः च वर्चुअल् 8086 मॉनिटरेन (प्रायः ऑपरेटिंग् सिस्टम् कर्नेल्) नियन्त्रयितुं शक्यन्ते, येन सिस्टम् स्थिरतां सुरक्षा च सुनिश्चिता भवति ।

4. हार्डवेयर वर्चुअलाइजेशन समर्थनम्

   • केचन आधुनिकप्रोसेसराः हार्डवेयर-समर्थितं वर्चुअलाइजेशन-प्रौद्योगिकीम् उपलभ्यन्ते यत् वर्चुअल् 8086 मोड् अधिकतया कार्यान्वितुं शक्नोति ।
   • यथा, Intel इत्यस्य VT-x तथा AMD इत्यस्य AMD-V प्रौद्योगिकी हार्डवेयर-त्वरितं वर्चुअलाइजेशन-समर्थनं प्रदातुं कार्यक्षमतां च सुधारयितुं शक्नोति ।

आभासी 8086 मोड् मध्ये स्मृतिप्रबन्धनम्

1. Segment:ऑफसेट सम्बोधन

   • वर्चुअल् 8086 मोड् इत्यस्मिन् मेमोरी एड्रेसिंग् विधिः वास्तविक मोड् इत्यस्य समाना भवति, सेगमेण्ट्: ऑफसेट् (सेगमेण्ट्) मोड् इत्यस्य उपयोगेन ।
   • सेगमेण्ट्-सङ्केतः, आफ्सेट्-सङ्केतः च मिलित्वा २०-बिट्-भौतिक-सङ्केतं निर्मान्ति, यत् १MB यावत् स्मृतिस्थानं प्राप्तुं शक्नोति ।

2. पेजिंग तंत्र

   • वर्चुअल् 8086 मोड् पेजिंग् तन्त्रस्य समर्थनं करोति, यत् 20-बिट् रियल मोड् पतां संरक्षित मोड् मध्ये वर्चुअल् एड्रेस स्पेस प्रति मैप् कर्तुं शक्नोति ।
   • पृष्ठसारणीनां माध्यमेन आभासी 8086 मोड् इत्यस्मिन् कार्यक्रमाः अन्यस्मृतिक्षेत्रेषु अवैधरूपेण प्रवेशं न कर्तुं स्मृतिसंरक्षणं पृथक्करणं च प्राप्तुं शक्यते ।

आभासी 8086 मोडस्य अनुप्रयोगः

1. प्राचीन DOS कार्यक्रमान् चालयन्तु

   • वर्चुअल् ८०८६ मोड् मुख्यतया DOS कार्यक्रमानां अनुप्रयोगानाञ्च प्राचीनसंस्करणानाम् चालनार्थं उपयुज्यते, यत् पश्चात्तापसङ्गतिं प्रदाति ।
   • आधुनिकप्रचालनतन्त्रेषु वर्चुअल् ८०८६ मोड् इत्यनेन केचन पुरातनाः कार्यक्रमाः चालयितुं शक्यन्ते ये वास्तविकमोड् इत्यत्र निष्पादिताः भवेयुः ।

2. आभासीयन्त्राणि अनुकरणकर्तारः च

   • केचन वर्चुअल् मशीन्स् एमुलेटर् च प्राचीनप्रचालनतन्त्राणां सॉफ्टवेयरस्य च समर्थनार्थं वर्चुअल् ८०८६ मोड् इत्यस्य उपयोगं कुर्वन्ति ।
   • यथा, DOSBox इत्यादयः अनुकरणकाः वर्चुअल् 8086 मोड् मार्गेण DOS वातावरणस्य अनुकरणं कुर्वन्ति, येन उपयोक्तारः क्लासिक DOS क्रीडाः अनुप्रयोगाः च चालयितुं शक्नुवन्ति ।

आभासी 8086 मोडस्य सीमाः

1. स्मृतिसङ्केतस्थानम्

   • वर्चुअल् ८०८६ मोड् इत्यस्मिन् कार्यक्रमः केवलं १MB स्मृतिसङ्केतस्थानं प्राप्तुं शक्नोति, यत् वास्तविकविधानेन प्रतिबन्धितम् अस्ति ।

2. कार्यप्रदर्शनस्य उपरि

   • वर्चुअल् 8086 मोड् इत्यस्य कार्यान्वयनार्थं संरक्षित मोड् इत्यस्य समर्थनस्य आवश्यकता भवति, यत् निश्चितं कार्यप्रदर्शनस्य उपरिभारं जनयितुं शक्नोति ।
   • व्यवधानं अपवादनियन्त्रणं च वर्चुअल् 8086 मॉनिटरस्य (ऑपरेटिंग् सिस्टम् कर्नेल्) हस्तक्षेपस्य आवश्यकता भवति, यत् प्रसंस्करणजटिलतां वर्धयति ।

3. हार्डवेयर सीमाएँ

   • सर्वाणि हार्डवेयर् वर्चुअल् 8086 मोड् पूर्णतया समर्थयन्ति न, तथा च केचन हार्डवेयर् विशेषताः वर्चुअल् 8086 मोड् मध्ये उपलब्धाः न भवेयुः ।

सारांशं कुरुत

वर्चुअल् ८०८६ मोड् ८०x८६ प्रोसेसर इत्यनेन सुरक्षितमोड् मध्ये प्रदत्तः विशेषः मोड् अस्ति, मुख्यतया DOS प्रोग्राम् इत्यस्य प्राचीनसंस्करणैः सह पश्चात्तापसङ्गततायै । वर्चुअल् ८०८६ मोड् प्रोसेसरं संरक्षितमोड् इत्यस्मिन् वास्तविक-मोड्-सञ्चालन-वातावरणस्य अनुकरणं कर्तुं शक्नोति, तथा च संरक्षित-मोड् इत्यस्य विशेषतां लाभं च धारयति एषः मोड् लीगेसी सॉफ्टवेयर, वर्चुअल् मशीन्, एमुलेटर् च चालयितुं बहुधा उपयुज्यते ।

2. विण्डोज स्मृतिप्रबन्धनम्

२.१ DOS प्रचालनतन्त्रस्य स्मृतिव्यवस्था

DOS (Disk Operating System) ऑपरेटिंग् सिस्टम् इत्यस्य स्मृतिप्रबन्धनं मुख्यतया 8086/8088 प्रोसेसरस्य वास्तविक-मोड-स्मृति-प्रतिरूपे आधारितम् अस्ति । वास्तविकविधाने स्मृतिसङ्केतस्थानं 1MB भवति, 0x00000 तः 0xFFFFF पर्यन्तं । इदं 1MB पतास्थानं अनेकेषु प्रमुखक्षेत्रेषु विभक्तम् अस्ति, प्रत्येकस्य विशिष्टप्रयोजनं भवति । DOS प्रचालनतन्त्रस्य स्मृतिव्यवस्थायाः विस्तृतपरिचयः निम्नलिखितम् अस्ति ।

वास्तविक मोड स्मृति प्रतिरूप

Real Mode इत्यस्मिन् २०-बिट् भौतिक-सङ्केते खण्ड-सङ्केतं, आफ्सेट्-सङ्केतं च संयोजयित्वा स्मृति-सङ्केतं अभिगन्तुं भवति । सेगमेण्ट् एड्रेस् 4 बिट् इत्यनेन वामभागे शिफ्ट् भवति तथा च वास्तविकं भौतिक एड्रेस् निर्मातुं ऑफसेट् एड्रेस् योजितं भवति ।

स्मृतिविन्यासः

वास्तविकविधाने 1MB स्मृतिस्थानस्य विन्यासः मोटेन निम्नलिखितरूपेण भवति ।

1. व्यत्यय सदिश तालिका (IVT): 0x00000 - 0x003FF

   • 1KB (256 सदिशः, प्रत्येकं 4 बाइट्) गृह्णाति ।
   • व्यत्ययसेवा-दिनचर्यायाः प्रविष्टि-सङ्केतं तत्सम्बद्धं च सूचनां संग्रहयन्तु ।

2. बायोस डाटा एरिया (BDA): 0x00400 - 0x004FF

   • प्रायः २५६ बाइट् ।
   • सिस्टम् तथा हार्डवेयर उपकरणमापदण्डान्, यथा हार्डडिस्क, सीरियल पोर्ट्, समानान्तरपोर्ट् इत्यादीनां सूचनानां संग्रहणं करोति ।

3. विरासत स्मृति (परम्परागत स्मृति): 0x00500 - 0x9FFFF

   • ६४०KB, मुख्यतया DOS ऑपरेटिंग् सिस्टम्स्, DOS अनुप्रयोगानाम्, रेजिडेंट मेमोरी प्रोग्राम्स् (TSR) च कृते उपयुज्यते ।
   • प्रोग्राम कोड, डाटा, स्टैक् इत्यादिरूपेण उपयोक्तुं शक्यते ।

4. प्रदर्शन बफर: 0xA0000 - 0xBFFFF

   • प्रदर्शन एडाप्टरेन उपयुज्यमानं स्मृतिक्षेत्रम् ।
   • 0xA0000 - 0xAFFFF: 64KB, प्रायः EGA/VGA ग्राफिक्स् कार्ड्स् इत्यस्य ग्राफिक्स् मोड् इत्यस्मिन् उपयुज्यते ।
   • 0xB0000 - 0xB7FFF: 32KB, प्रायः एकवर्णीयप्रदर्शन एडाप्टर (MDA) कृते उपयुज्यते ।
   • 0xB8000 - 0xBFFFF: 32KB, प्रायः वर्णपाठप्रदर्शनाय (CGA, EGA, VGA पाठविधिः) उपयुज्यते ।

5. विस्तारित बायोस डाटा क्षेत्र (EBDA): 0xC0000 - 0xC7FFF

   • प्रायः 32KB, यत् केचन विस्तारिताः BIOS आँकडान् एडाप्टर BIOS कोडं च संगृह्णन्ति ।

6. बायोस विस्तार क्षेत्र: 0xC8000 - 0xEFFFF

   • मुख्यतया विस्तारकार्डस्य BIOS तथा चालकानां (यथा नेटवर्क एडाप्टर, SCSI नियन्त्रकाः इत्यादीनां) कृते उपयुज्यन्ते ।

7. सिस्टम् बायोस: 0xF0000 - 0xFFFFF

   • 64KB, सिस्टम् BIOS कोड् संगृह्णाति ।
   • मूलभूतं प्रणालीप्रारम्भीकरणं, व्यत्ययसेवादिनचर्या, हार्डवेयरनियन्त्रणम् अन्यकार्यं च प्रदाति ।

२.२ ८०३८६ स्मृतिसम्बोधनतन्त्रम्

Intel 80386 प्रोसेसर इत्यनेन अधिकं उन्नतं स्मृति-सम्बोधन-तन्त्रं प्रवर्तयितम्, यत् पूर्ववर्तीनां अपेक्षया अधिकशक्तिशालिनः स्मृति-प्रबन्धन-संरक्षण-क्षमताम् अयच्छत् । 80386 मुख्यद्वयं स्मृतिसम्बोधनविधानं समर्थयति ।वास्तविक मोडतथारक्षितविधिः . संरक्षितविधाने स्मृतिप्रबन्धनक्षमतां अधिकं वर्धयितुं पेजिंग् तन्त्रमपि प्रवर्तते । विस्तृतपरिचयः निम्नलिखितम् अस्ति ।

1. वास्तविकविधिः

वास्तविकविधाने 80386 प्रोसेसरस्य 8086/8088 इत्यस्य समाना स्मृति-सङ्केत-विधिः अस्ति, एतत् 20-बिट्-एड्रेस्-बस्-इत्यस्य उपयोगं करोति, 1MB-स्मृति-स्थानं प्राप्तुं च शक्नोति । पता खण्डपतेः, आफ्सेट् पता च गण्यते:

• खण्ड पता: 4 बिट् द्वारा वामभागे शिफ्टं कुर्वन्तु।
• ऑफसेट पता: सेगमेण्ट्-सङ्केतस्य वाम-शिफ्ट-परिणामे योजितं चेत्, २०-बिट्-भौतिक-सङ्केतं प्राप्यते ।

物理地址 = (段地址 << 4) + 偏移地址

2. संरक्षितविधिः

संरक्षितविधिः ८०३८६ प्रोसेसरस्य मुख्यः कार्यविधिः अस्ति, यः वर्धितं स्मृतिसंरक्षणं प्रबन्धनकार्यं च प्रदाति । संरक्षितविधाने स्मृतिसम्बोधने तन्त्रस्य द्वौ स्तरौ भवतः :विभाजन तन्त्रम्तथापेजिंग तंत्र。

२.१ विभाजनतन्त्रम्

संरक्षितविधाने 80386 प्रोसेसरः खण्डानां प्रबन्धनार्थं खण्डचयनकस्य, खण्डवर्णकस्य च उपयोगं करोति । खण्डवर्णकाः वैश्विकवर्णकसारणी (GDT) अथवा स्थानीयवर्णकसारणी (LDT) इत्यत्र संगृह्यन्ते ।

• खण्ड चयनकर्ता: 16 बिट्, यत्र त्रयः क्षेत्राणि सन्ति:

  • अनुक्रमणिका: 13 bits, GDT अथवा LDT इत्यस्मिन् खण्डवर्णकस्य स्थानं निर्दिशति ।
  • TI(सारणी सूचक) .: १ बिट्, GDT (0) अथवा LDT (1) इत्यस्य उपयोगः करणीयः इति सूचयति ।
  • RPL(अनुरोधित विशेषाधिकार स्तर) .: २ बिट्, अनुरोधितं विशेषाधिकारस्तरं निर्दिश्य ।

• खण्डवर्णकः: ८ बाइट्स्, यत्र निम्नलिखितक्षेत्राणि सन्ति:

  • आधार पता: ३२ बिट्, खण्डस्य आरम्भपता ।
  • खण्डसीमा (सीमा) ९.: २० बिट्, खण्डस्य आकारः ।
  • अभिगमाधिकारः सम्पत्तिः च: 12 बिट्, खण्डप्रकारस्य, विशेषाधिकारस्तरस्य इत्यादीनां वर्णनं कृत्वा ।

विभाजनतन्त्रस्य अन्तर्गतं रेखीयसङ्केतगणना निम्नलिखितरूपेण भवति ।

线性地址 = 段基址 + 偏移地址

२.२ पेजिंग् तन्त्रम्

पेजिंग् तन्त्रम् अन्यत् स्मृतिप्रबन्धनपद्धतिः अस्ति यत् ८०३८६ प्रोसेसरेण संरक्षितविधाने प्रदत्तं भवति रेखीयपतेः भौतिकपतेः परिवर्त्य स्मृतिवर्चुअलाइजेशनं रक्षणं च साक्षात्करोति पेजिंग् तन्त्रे पृष्ठनिर्देशिकाः, पृष्ठसारणीः, पृष्ठचतुष्कोणाः च सन्ति ।

• पृष्ठनिर्देशिका: पृष्ठनिर्देशिकाप्रविष्टयः (PDEs) सन्ति, प्रत्येकं PDE पृष्ठसारणीं प्रति सूचयति ।
• पृष्ठसारणी: पृष्ठसारणीप्रविष्टयः (PTEs) सन्ति, प्रत्येकं PTE पृष्ठचक्रं प्रति सूचयति ।
• पृष्ठचक्रम्: वास्तविकः भौतिकः स्मृतिखण्डः, प्रायः 4KB ।

पेजिंग् तन्त्रस्य पतानुवादः निम्नलिखितरूपेण अस्ति ।

1. रेखीयसङ्केताः त्रयः भागाः विभक्ताः सन्ति : निर्देशिका, सारणी, पृष्ठान्तर्गत-अफसेट् च ।
2. निर्देशिकाविभागः तत्सम्बद्धं PDE अन्वेष्टुं पृष्ठनिर्देशिकायाः ​​अनुक्रमणिकां करोति ।
3. सारणीविभागः तत्सम्बद्धं PTE अन्वेष्टुं पृष्ठसारणीं अनुक्रमयति ।
4. भौतिक-सङ्केतं प्राप्तुं पृष्ठ-अन्तर्-अफसेट् पृष्ठ-चक्र-आधार-सङ्केते योजितं भवति ।

物理地址 = 页帧基址 + 页内偏移

पेजिंग तन्त्रस्य योजनाबद्धचित्रम् : १.

+----------------+----------------+----------------+
| 页目录（10位） | 页表（10位）   | 页内偏移（12位）|
+----------------+----------------+----------------+

3. 80386 स्मृति प्रबन्धन इकाई (MMU) .

80386 इत्यस्य MMU (Memory Management Unit) विभाजनस्य, पेजिंग् पतानुवादस्य च उत्तरदायी भवति, स्मृतिसंरक्षणं च कार्यान्वितं करोति ।

• सीआर० रजिस्टर: संरक्षितविधिं पेजिंग् च सक्षमीकरण/अक्षमीकरणाय नियन्त्रणपञ्जीकरणं।

  • PE बिट् (संरक्षण सक्षमम्) २.: संरक्षितविधिं सक्षमं कुर्वन्तु।
  • पीजी बिट् (Paging Enable) २.: पेजिंग् सक्षमं कुर्वन्तु।

• सीआर३ रजिस्टर: भण्डारणपृष्ठनिर्देशिकायाः ​​आधारसङ्केतः ।

• सीआर२ रजिस्टर: अन्तिमपृष्ठदोषस्य रेखीयपतेः संग्रहयति ।

4. रक्षणतन्त्रम्

संरक्षितविधाने 80386 प्रोसेसरः स्मृतेः प्रणाल्याः च सुरक्षां सुनिश्चित्य विविधानि रक्षणतन्त्राणि प्रदाति:

• विशेषाधिकार स्तर : ० तः ३ पर्यन्तं कुलम् चत्वारि स्तराः सन्ति, यत्र ० स्तरः सर्वोच्चः अस्ति । कोडस्य दत्तांशस्य च प्रवेशं नियन्त्रयन्तु ।
• खण्ड रक्षण: खण्डवर्णके विशेषताक्षेत्राणां माध्यमेन खण्डसीमापरीक्षां अभिगमनियन्त्रणं च कार्यान्वितं कुर्वन्तु ।
• पृष्ठ रक्षण: PTE मध्ये attribute field इत्यस्य माध्यमेन पृष्ठस्य read, write, execution permission control इत्येतत् साक्षात्कृतं भवति ।

२.३ विण्डोजस्मृतिव्यवस्था

1. आभासी स्मृति

विण्डोज-प्रचालनतन्त्रे वर्चुअल्-स्मृति-प्रबन्धनस्य उपयोगः भवति, यत् हार्डडिस्क-मध्ये भौतिक-स्मृति-(RAM) वर्चुअल्-स्मृति-सञ्चिकाः (पृष्ठ-सञ्चिकाः) च संयोजयित्वा प्रत्येकस्य प्रक्रियायाः कृते स्वतन्त्रं वर्चुअल्-सङ्केत-स्थानं प्रदाति प्रत्येकं प्रक्रियायां प्रायः ४GB वर्चुअल् एड्रेस् स्पेस (३२-बिट् सिस्टम्स्) भवति, यस्मात् २GB उपयोक्तृ-मोड् प्रोग्राम् द्वारा उपयुज्यते, २GB कर्नेल् मोड् द्वारा उपयुज्यते । ६४-बिट्-प्रणालीषु बृहत्तरं वर्चुअल्-सङ्केत-स्थानं भवति ।

2. वर्चुअल् एड्रेस स्पेस लेआउट्

आभासी-सङ्केत-स्थानं उपयोक्तृ-मोड् तथा कर्नेल्-मोड्-प्रदेशेषु विभक्तम् अस्ति :

उपयोक्तृविधा पतास्थानम्

• 0x00000000 - 0x7FFFFFFF: उपयोक्तृ-विध-सङ्केत-स्थानं, अनुप्रयोगैः उपयोगाय ।
• राशी: गतिशीलस्मृतिविनियोगक्षेत्रं, अनुप्रयोगः रनटाइम् इत्यत्र स्मृतिं आवंटयति, मुक्तं च करोति ।
• स्त्राव: प्रत्येकस्य थ्रेड् इत्यस्य फंक्शन् कॉल् तथा स्थानीय चर इत्येतयोः कृते स्वकीयः स्टैक् भवति ।
• साझा स्मृति: विभिन्नप्रक्रियाणां मध्ये साझाः आँकडाखण्डाः।

कर्नेल् मोड् पतास्थानं

• 0x80000000 - 0xFFFFFFFF: Kernel-mode address space, यस्य उपयोगः ऑपरेटिंग् सिस्टम् कर्नेल् तथा चालकानां कृते भवति ।
• कर्नेल् कोड् तथा डाटा: ऑपरेटिंग् सिस्टम् कर्नेल् इत्यस्य कोडः वैश्विकदत्तांशः च ।
• सिस्टम् कैश: सञ्चिकाप्रवेशप्रदर्शनस्य उन्नयनार्थं सञ्चिकातन्त्रसञ्चयस्य कृते उपयुज्यते ।
• यन्त्रचालकः: चालकसङ्केतः तथा आँकडा।

3. स्मृतिपृष्ठकरणम्

विण्डोज स्मृतिप्रबन्धनार्थं, वर्चुअल्-सङ्केतानां भौतिक-सङ्केतेषु परिवर्तनार्थं च पेजिंग्-तन्त्रस्य उपयोगं करोति । पेजिंग् इत्यस्य मूलभूतं एककं पृष्ठं भवति, प्रायः 4KB ।

पृष्ठ सारणी संरचना

• पृष्ठ निर्देशिका: पृष्ठनिर्देशिकाप्रविष्टिः (PDE) समाविष्टा, पृष्ठसारणीं प्रति सूचयति ।
• पृष्ठ सारणी: पृष्ठसारणीप्रविष्टयः (PTEs) सन्ति ये वास्तविकभौतिकस्मृतिपृष्ठानि सूचयन्ति ।

4. स्मृति प्रबन्धन इकाई (MMU) .

प्रोसेसरस्य स्मृतिप्रबन्धन-एककः (MMU) आभासी-सङ्केतानां भौतिक-सङ्केतेषु परिवर्तनं, पृष्ठ-प्रतिस्थापनं, स्मृति-संरक्षणं च कर्तुं उत्तरदायी भवति विण्डोज ऑपरेटिंग् सिस्टम् MMU इत्यस्य माध्यमेन निम्नलिखितकार्यं कार्यान्वितं करोति ।

• सम्बोधन अनुवाद: आभासीपतेः भौतिकपतेः प्रति नक्शाङ्कनं करोति ।
• स्मृतिसंरक्षणम्: पृष्ठप्रवेशस्य अनुमतिः (पठनं, लेखनं, निष्पादनं) नियन्त्रयन्तु ।
• पृष्ठ प्रतिस्थापन: भौतिकस्मृतिः मुक्तं कर्तुं विरलतया प्रयुक्तानि पृष्ठानि हार्डडिस्कस्य पृष्ठसञ्चिकायां स्वैप् कुर्वन्तु ।

5. स्मृतिरक्षणम्

विण्डोज-प्रचालनतन्त्रं निम्नलिखित-तन्त्रैः स्मृति-रक्षणं करोति ।

• विशेषाधिकार स्तर: सुनिश्चितं कुर्वन्तु यत् उपयोक्तृ-मोड-कार्यक्रमाः प्रत्यक्षतया कर्नेल्-मोड्-स्मृतिं प्राप्तुं न शक्नुवन्ति ।
• पृष्ठानुमति: प्रत्येकस्य पृष्ठस्य अभिगमप्रकारं (पठन्तु, लिखन्तु, निष्पादयन्तु) नियन्त्रयन्तु ।
• अभिगमननियन्त्रणम्: ऑपरेटिंग् सिस्टम् कर्नेल् अनधिकृतस्मृतिप्रवेशं निवारयितुं अभिगमस्य अनुमतिं सेट् करोति ।

6. स्मृतिविनियोगः

विण्डोज स्मृतिविनियोगाय अनेकाः रणनीतयः दत्तांशसंरचनानि च उपयुज्यते :

• पेजिंग आवंटक: आभासीस्मृतेः पेजिंग् आवंटनं विमोचनं च प्रबन्धयन्तु।
• ढेर प्रबन्धक: अनुप्रयोगानाम् कृते कुशलं स्मृतिविनियोगं विनियोगं च प्रदाति ।
• कर्नेल स्मृति आवंटक: कर्नेल्-मोड् स्मृतिं प्रबन्धयति, यत्र पूल आवंटकः, अपृष्ठीयः पूलः च सन्ति ।

7. स्मृतिप्रबन्धन एपिआइ

विण्डोज अनुप्रयोगैः प्रणाल्याः च उपयोगाय स्मृतिप्रबन्धन-एपिआइ-समूहं प्रदाति:

• VirtualAlloc / वर्चुअलफ्री: वर्चुअल् मेमोरी आवंटयित्वा मुक्तं कुर्वन्तु।
• HeapAlloc/HeapFree इति: राशेः स्मृतिः आवंटयन्तु मुक्तं च कुर्वन्तु।
• GlobalAlloc/ग्लोबलफ्री: वैश्विकस्मृतिखण्डान् आवंटयन्तु मुक्तं च कुर्वन्तु।
• स्थानीयविवंटन/स्थानीयमुक्त: स्थानीयस्मृतिखण्डान् आवंटयन्तु मुक्तं च कुर्वन्तु।

8. पृष्ठसञ्चिका

विण्डोज पृष्ठसञ्चिकां (Pagefile.sys) आभासीस्मृतेः भागरूपेण उपयुङ्क्ते यदा भौतिकस्मृतिः अपर्याप्तं भवति तदा विरलतया प्रयुक्तानि पृष्ठानि पृष्ठसञ्चिकायां स्वैप् भवन्ति । पृष्ठसञ्चिकायाः ​​स्थानं आकारश्च उपयोक्त्रा विन्यासयोग्यः भवति ।

3. विण्डोज विशेषाधिकारसंरक्षणम्

३.१ ८०३८६ व्यत्ययान् अपवादान् च

1. व्यत्ययस्य अपवादस्य च वर्गीकरणं

व्यत्ययाः अपवादाः च निम्नलिखितवर्गेषु विभक्तुं शक्यन्ते ।

1. हार्डवेयर व्यत्ययः: बाह्ययन्त्रैः प्रेष्यते, यथा कीबोर्ड, मूषक, हार्डडिस्क इत्यादिभिः ।
2. सॉफ्टवेयर व्यत्ययः: सॉफ्टवेयरद्वारा उत्तीर्णः INT आदेशः प्रेरयति ।
3. अपवादाः: संसाधकेन ज्ञातानां दोषाणां विशेषस्थितीनां वा प्रवर्तनं भवति, यथा शून्यविभागदोषाः, पृष्ठदोषाः इत्यादयः ।

2. व्यत्यय सदिश सारणी (IVT) .

80386 प्रोसेसरः व्यत्ययस्य अपवादस्य च प्रबन्धनार्थं व्यत्ययसदिशसारणीयाः उपयोगं करोति । IVT 256 प्रविष्टीनां सारणी अस्ति, प्रत्येकं 4 बाइट् व्याप्य, व्यत्ययस्य अपवादस्य वा नियन्त्रकस्य पतां संग्रहयति । IVT इत्यस्य आधारपतेः IDTR (Interrupt Descriptor Table Register) इत्यस्मिन् संगृहीतः भवति ।

3. व्यत्ययवर्णकसारणी (IDT) .

संरक्षितविधाने 80386 प्रोसेसरः व्यत्ययविवरणसारणी (IDT) इत्यस्य उपयोगं करोति व्यत्ययस्य अपवादस्य च नियन्त्रकाणां संग्रहणार्थम् । IDT इत्यत्र interrupt gate, trap gate तथा task gate descriptors सन्ति, प्रत्येकं descriptor 8 bytes व्याप्तं भवति ।

• व्यत्ययद्वारम्: हार्डवेयर तथा सॉफ्टवेयर व्यत्ययानां कृते उपयुज्यते, स्वयमेव IF (interrupt flag) स्वच्छं करोति ।
• जालद्वारम्: अपवादनियन्त्रणार्थं उपयुज्यते, IF स्वच्छं न भवति ।
• कार्यद्वारम्: कार्याणि परिवर्तयितुं प्रयुक्तम्।

IDT इत्यस्य आधारसङ्केतः सीमाः च IDTR मध्ये संगृहीताः भवन्ति ।

4. प्रसंस्करणप्रवाहं बाधितुं

यदा व्यत्ययः अपवादः वा भवति तदा 80386 प्रोसेसरः निम्नलिखितपदार्थान् करोति ।

1. सन्दर्भं रक्षतु: वर्तमान CS (Code Segment Register), EIP (Instruction Pointer Register) तथा EFLAGS (Flags Register) इत्येतयोः स्टैक् मध्ये रक्षन्तु ।
2. IDT इति ज्ञातव्यम्: व्यत्ययसङ्ख्यायाः अपवादसङ्ख्यायाः आधारेण IDT तः तत्सम्बद्धं वर्णकं ज्ञातव्यम् ।
3. अनुमतिः पश्यन्तु: कानूनी अनुमतिरूपान्तरणं सुनिश्चित्य वर्तमानविशेषाधिकारस्तरं (CPL) लक्ष्यविशेषाधिकारस्तरं (DPL) च जाँचयन्तु ।
4. jump to handler इति: नूतनं CS तथा EIP लोड् कुर्वन्तु, interrupt अथवा exception handler प्रति कूदन्तु।
5. व्यत्ययान् अपवादान् वा सम्पादयन्तु:हन्डलर कोड निष्पादयन्तु।
6. सन्दर्भं पुनः स्थापयतु:उत्तीर्णः IRET निर्देशः CS, EIP तथा EFLAGS इत्येतयोः पुनर्स्थापनं करोति तथा च व्यत्ययस्य अपवादस्य वा भवितुं पूर्वं अवस्थां प्रति आगच्छति ।

5. अपवादप्रकारः

80386 प्रोसेसरः बहुविध अपवादानाम् समर्थनं करोति, प्रत्येकस्य अपवादस्य भिन्नाः त्रुटिसङ्केताः, नियन्त्रणविधयः च सन्ति:

1. दोषाः: पुनर्प्राप्तियोग्यः अपवादः यदा हन्डलरः आगच्छति तदा अपवादस्य कारणभूतः निर्देशः पुनः निष्पादितः भविष्यति ।
2. जालम्: अपवादस्य त्रुटिनिवारणाय अथवा अनुसन्धानार्थं प्रयुक्तः अपवादः यदा अपवादस्य घटनस्य अनन्तरं नियन्त्रकः पुनः आगच्छति तदा अग्रिमनिर्देशः निष्पादितः भवति ।
3. गर्भपातं करोति: गम्भीरदोषः, प्रायः अपुनर्प्राप्तिः।

सामान्य अपवादाः अन्तर्भवन्ति : १.

• विभाजन त्रुटिः: यदा भाजकः शून्यः भवति तदा उत्थापितः।
• एकल सोपान: त्रुटिनिवारणाय उपयुज्यते, एकपदं निष्पादयन्ते सति उत्थापितम् ।
• भङ्गबिन्दु: ब्रेकपॉइंट् डिबग् करणसमये उत्थापितम्।
• अतिप्रवाहः:उपयुञ्जताम्‌ INTO यदा निर्देशः अतिप्रवाहं पश्यति तदा उत्थापितः।
• BOUND Range अतिक्रान्त: यदा सरणी-प्रवेशः सीमातः बहिः गच्छति तदा उत्थापितः ।
• अमान्य ओप्कोड: अवैधनिर्देशस्य निष्पादनकाले उत्थापितः।
• यन्त्रं उपलब्धं नास्ति: यदा सहसंसाधकः अनुपलब्धः भवति तदा उत्थापितः।
• द्विगुणदोषः: अपवादं नियन्त्रयन् पुनः अपवादः भवति ।
• सहसंसाधकखण्डः अतिक्रमणम्: सहसंसाधकक्रियाभिः उत्थापितः।
• अमान्य टी.एस.एस: यदा कार्यस्थितिखण्डः अवैधः भवति तदा उत्थापितः।
• खण्डः नास्ति: यदा अस्तित्वहीनः खण्डः अभिगम्यते तदा उत्थापितः।
• ढेर दोष: यदा स्टैक-सञ्चालन-दोषः भवति तदा उत्थापितः ।
• सामान्य संरक्षण दोष: संरक्षणनियमानाम् उल्लङ्घनेन प्रवर्तते।
• पृष्ठ दोष: यदा पेजिंग्-सञ्चालनं असामान्यं भवति तदा उत्थापितं भवति ।

6. व्यत्यय अपवादः च नियन्त्रकाः

व्यत्यय अपवादसञ्चालकाः विशिष्टानि व्यत्ययानि अपवादं वा नियन्त्रयितुं प्रयुक्तानि विशेषाणि दिनचर्यानि सन्ति । ते प्रायः प्रचालनतन्त्रेण प्रदत्ताः भवन्ति तथा च प्रणालीस्थितेः पुनर्स्थापनं, त्रुटिसूचनायाः अभिलेखनं, आवश्यकपुनर्प्राप्तिक्रियाः, अथवा व्यत्ययप्रतिसादः वा कर्तुं उत्तरदायी भवन्ति

7. प्राथमिकतायां बाधितं मास्किंग् च

80386 प्रोसेसरः व्यत्ययप्राथमिकताम् मास्किंग् तन्त्राणि च समर्थयति, तथा च PIC (Programmable Interrupt Controller) इत्यस्य माध्यमेन हार्डवेयर व्यत्ययस्य प्राथमिकताम् मास्किंग् च प्रबन्धयति उच्चस्तरीयव्यत्ययाः निम्नस्तरीयव्यत्ययस्य संसाधनं बाधितुं शक्नुवन्ति येन महत्त्वपूर्णघटनानां समये प्रतिक्रिया सुनिश्चिता भवति ।

३.२ ८०३८६ इत्यस्य संरक्षणतन्त्रम्

1. विभाजनसंरक्षणम्

८०३८६ प्रोसेसरः स्मृतिप्रबन्धनार्थं विभाजनतन्त्रस्य उपयोगं करोति । प्रत्येकं खण्डे एकः वर्णकः भवति यस्मिन् खण्डस्य आधारसङ्केतः, सीमाः, अभिगमन-अधिकारः च सन्ति । विभाजनसंरक्षणं सुनिश्चितं करोति यत् प्रक्रियाः केवलं तेषु स्मृतिक्षेत्रेषु प्रवेशं कर्तुं शक्नुवन्ति येषु ते अधिकृताः सन्ति ।

खण्डवर्णकः

खण्डवर्णकाः वैश्विकवर्णकसारणी (GDT) तथा स्थानीयवर्णकसारणी (LDT) इत्यत्र संगृह्यन्ते । प्रत्येकं वर्णके निम्नलिखितसूचनाः सन्ति ।

• आधार पता: खण्डस्य आरम्भसङ्केतः।
• सीमा: खण्डस्य आकारः, खण्डस्य अन्त्यसङ्केतः सूचयति ।
• प्रकारः (प्रकारः) विशेषाधिकारस्तरः (DPL) च ।: खण्डस्य प्रकारः (कोडखण्डः, आँकडाखण्डः, प्रणालीखण्डः) अभिगमस्य अधिकारः च ।
• खण्ड उपस्थिति बिट् (P) .: खण्डः स्मृतौ अस्ति वा।

विभाजनसंरक्षणस्य कार्यान्वयनम्

स्मृति-प्रवेशं कुर्वन् प्रोसेसरः खण्ड-चयनकस्य आधारेण खण्ड-वर्णकं अन्विष्य निम्नलिखित-परीक्षां करोति ।

1. आधार पता तथा सीमा जाँच: प्रवेशसङ्केतः खण्डस्य परिधिमध्ये अस्ति इति सुनिश्चितं कुर्वन्तु।
2. अनुमतिपरीक्षा: सुनिश्चितं कुर्वन्तु यत् अभिगम-अधिकारः वर्णक-प्रकारस्य विशेषाधिकार-स्तरस्य च मेलनं करोति ।

2. पेजिंग रक्षणम्

पेजिंग्-तन्त्रं स्मृति-प्रबन्धनं अधिकं परिष्कृतं करोति, यत्र प्रत्येकस्य पृष्ठस्य स्वकीयः अभिगम-अधिकारः भवति । पृष्ठनिर्देशकानां पृष्ठसारणीनां च माध्यमेन पृष्ठीकरणसंरक्षणतन्त्रं कार्यान्वितं भवति ।

पृष्ठनिर्देशिकाः पृष्ठसारणीः च

• पृष्ठ निर्देशिका: पृष्ठनिर्देशिकाप्रविष्टिः (PDE) समाविष्टा, पृष्ठसारणीं प्रति सूचयति ।
• पृष्ठ सारणी: पृष्ठसारणीप्रविष्टयः (PTEs) सन्ति ये वास्तविकभौतिकस्मृतिपृष्ठानि सूचयन्ति ।

प्रत्येकं पृष्ठसारणीप्रविष्टौ निम्नलिखितसूचनाः सन्ति ।

• पृष्ठ आधार पता: भौतिकस्मृतिपृष्ठस्य आरम्भसङ्केतः ।
• उपस्थिति बिट् (P) .: पृष्ठं स्मृतौ अस्ति वा।
• पठन/लेखन बिट् (R/W) .: पृष्ठं लेखनीयं वा।
• उपयोक्ता/सुपररुजर बिट् (U/S): पृष्ठस्य अभिगमनस्य अनुमतिः।

पेजिंग संरक्षणस्य कार्यान्वयनम्

स्मृति-प्रवेशं कुर्वन् प्रोसेसरः निम्नलिखित-परीक्षणं करोति ।

1. पृष्ठ अस्तित्व जाँच: पृष्ठं स्मृतौ अस्ति वा इति पश्यन्तु, यदि नास्ति तर्हि पृष्ठदोषं (Page Fault) प्रेरयन्तु ।
2. पठन/लेखन जाँच: पृष्ठं लेखनीयं वा इति पश्यन्तु यदि भवान् अलेखनीयपृष्ठे लिखितुं प्रयतते तर्हि Protection Fault प्रवर्तते ।
3. उपयोक्ता/सुपररुजर जाँच: उपयोक्तृ-मोड्-सङ्केतः कर्नेल्-मोड्-पृष्ठानि अभिगन्तुं न शक्नोति इति सुनिश्चित्य अभिगमन-अनुमति-परीक्षां कुर्वन्तु ।

3. विशेषाधिकार स्तर

80386 प्रोसेसरः 4 विशेषाधिकारस्तराः (विशेषाधिकारस्तराः) समर्थयति, 0 तः 3 पर्यन्तं स्तरः यथा न्यूनः भवति तथा विशेषाधिकारः अधिकः भवति ।

• विशेषाधिकारस्तरः ० (रिंग ०) २.: उच्चतमः विशेषाधिकारस्तरः, प्रायः प्रचालनतन्त्रस्य कर्नेल् मध्ये उपयुज्यते ।
• विशेषाधिकारस्तरः १ (रिंग १) २.तथाविशेषाधिकारस्तरः २ (रिंग २) २.: मध्यवर्ती विशेषाधिकारस्तरः, दुर्लभतया प्रयुक्तः।
• विशेषाधिकारस्तरः ३ (रिंग ३) २.: न्यूनतमः विशेषाधिकारस्तरः, यः सामान्यतया उपयोक्तृ-विधा-अनुप्रयोगैः उपयुज्यते ।

विशेषाधिकारस्तरस्य कार्यान्वयनम्

विशेषाधिकारस्तराः निम्नलिखिततन्त्रैः कार्यान्विताः भवन्ति ।

1. कोड खण्ड विशेषाधिकार स्तर (CPL) 1.1.: वर्तमानकाले निष्पादितस्य कोडस्य विशेषाधिकारस्तरः ।
2. आँकडा खण्ड विशेषाधिकार स्तर (DPL) 1.1.: दत्तांशखण्डस्य विशेषाधिकारस्तरः, यः निर्धारयति यत् के CPL खण्डं प्राप्तुं शक्नुवन्ति ।
3. अनुरोध विशेषाधिकार स्तर (RPL) 1.1.: खण्डचयनकस्य विशेषाधिकारस्तरः, अनुरोधितप्रवेशस्य अनुमतिं सूचयति ।

अभिगमक्रियां कुर्वन्, प्रोसेसरः विशेषाधिकारस्तरस्य नियमानाम् अनुपालनं सुनिश्चित्य CPL, DPL, RPL च परीक्षते । यदि न मेलति तर्हि General Protection Fault इति प्रवर्तते ।

4. सिस्टम् सेगमेण्ट् तथा गेट डिस्क्रिप्टर्

80386 प्रोसेसरः कार्यस्विचिंग् तथा इंटरप्ट् हैंडलिंग् इत्येतयोः कृते सिस्टम् सेग्मेण्ट् तथा गेट् डिस्क्रिप्टर् समर्थयति ।

प्रणाली खण्ड

• कार्यस्थितिखण्डः (TSS) २.: कार्यस्य सन्दर्भसूचनाः सन्ति, कार्यस्य परिवर्तनार्थं च उपयुज्यते ।
• स्थानीयवर्णकसारणी (LDT) .: कार्यविशिष्टखण्डवर्णकाः समाविष्टाः सन्ति ।

द्वारवर्णकः

• व्यत्ययद्वारम्: व्यत्ययसंसाधनार्थं उपयुज्यते, व्यत्ययनियंत्रकं प्रति कूर्दति ।
• जालद्वारम्: अपवादनियन्त्रणार्थं उपयुज्यते तथा च व्यत्ययान् न मास्कं करोति ।
• कार्यद्वारम्: कार्यस्विचिंग्, TSS मार्गेण कार्याणि स्विचिंग् कृते उपयुज्यते ।

5. कार्यपरिवर्तनम्

80386 प्रोसेसरः हार्डवेयर टास्क स्विचिंग् समर्थयति, यत् कार्यस्थितिखण्डस्य (TSS) माध्यमेन कार्यान्वितं भवति । कार्यपरिवर्तनं व्यत्ययैः, अपवादैः, कार्यद्वारैः वा प्रवर्तयितुं शक्यते ।

कार्यस्थितिखण्डः (TSS) २.

TSS इत्यस्मिन् कार्यस्य रजिस्टर् अवस्था, सेगमेण्ट् रजिस्टर्, स्टैक् पॉइंटर्, कार्यलिङ्क् च सन्ति । कार्यस्विचिंग् करणसमये प्रोसेसरः वर्तमानकार्यस्य स्थितिं TSS मध्ये रक्षति तथा च नूतनकार्यस्य स्थितिं लोड् करोति ।

कार्य परिवर्तन प्रक्रिया

1. वर्तमानकार्यस्थितिं रक्षन्तु: वर्तमानकार्यस्य रजिस्टर्स् तथा सेगमेण्ट् रजिस्टर् च TSS मध्ये रक्षन्तु ।
2. नूतनं कार्यस्थितिं लोड् कुर्वन्तु: नूतनकार्यस्य TSS तः रजिस्टर्स् तथा सेगमेण्ट् रजिस्टर्स् लोड् कुर्वन्तु।
3. कार्यपञ्जिका (TR) अद्यतनं कुर्वन्तु ।: नूतनकार्यस्य TSS -इत्यत्र सूचयति ।

6. व्यत्यय अपवादनिबन्धनम्

व्यत्ययः अपवादनियन्त्रणं च ८०३८६ प्रोसेसरसंरक्षणतन्त्रस्य महत्त्वपूर्णाः भागाः सन्ति । व्यत्ययाः अपवादाः च व्यत्ययवर्णकसारणी (IDT) इत्यस्य माध्यमेन प्रबन्धिताः भवन्ति, तथा च प्रक्रियायाः समये अनुमतिपरीक्षाः सन्दर्भस्विचः च क्रियन्ते ।

व्यत्यय अपवादनिबन्धनप्रक्रियाः

1. सन्दर्भं रक्षतु: वर्तमानं CS, EIP, EFLAGS च स्टैक् मध्ये रक्षन्तु ।
2. IDT इति ज्ञातव्यम्: व्यत्ययसङ्ख्यायाः अपवादसङ्ख्यायाः आधारेण IDT तः तत्सम्बद्धं वर्णकं ज्ञातव्यम् ।
3. अनुमतिपरीक्षा: कानूनी अनुमतिरूपान्तरणं सुनिश्चित्य CPL तथा DPL पश्यन्तु।
4. jump to handler इति: नूतनं CS तथा EIP लोड् कृत्वा हैण्डलरं निष्पादयन्तु।
5. सन्दर्भं पुनः स्थापयतु:उत्तीर्णः IRET CS, EIP तथा EFLAGS पुनःस्थापयन्तु तथा च व्यत्ययस्य अपवादस्य वा भवितुं पूर्वं अवस्थां प्रति प्रत्यागच्छन्तु।

३.३ विण्डोज-संरक्षण-तन्त्रम्

1. उपयोक्तृविधिः कर्नेल् मोडः च

विण्डोज ऑपरेटिंग् सिस्टम् प्रोसेसरस्य निष्पादनविधिं उपयोक्तृविधिं (User Mode) तथा कर्नेल् मोड् (Kernel Mode) इति विभजति:

• उपयोक्तृविधिः: प्रतिबन्धितप्रवेशयुक्तं अनुप्रयोगं चालयति तथा च हार्डवेयर अथवा कर्नेल् आँकडासंरचनानां प्रत्यक्षप्रवेशः नास्ति ।
• कर्नेल् मोड्: पूर्णप्रवेशेन सह कोर ऑपरेटिंग् सिस्टम् घटकान् डिवाइस चालकान् च चालयति तथा च विशेषाधिकारयुक्तनिर्देशान् निष्पादयितुं शक्नोति।

उपयोक्तृविधिः कर्नेल् मोड् च मध्ये परिवर्तनम्

उपयोक्तृविधिः कर्नेल् मोड् च मध्ये स्विचिंग् प्रायः सिस्टम् आह्वानद्वारा कार्यान्वितं भवति । अनुप्रयोगः सिस्टम् एपिआइ आह्वयित्वा कर्नेल् सेवानां अनुरोधं करोति, तथा च ऑपरेटिंग् सिस्टम् प्रसंस्करणार्थं अनुरोधं कर्नेल् मोड् प्रति परिवर्तयति ।

2. स्मृतिरक्षणम्

आभासी स्मृति

विण्डोजः प्रत्येकं प्रक्रियां स्वतन्त्रं पतास्थानं प्रदातुं वर्चुअल् मेमोरी तन्त्रस्य उपयोगं करोति । एतत् तन्त्रं प्रक्रियाणां परस्परं स्मृतिं प्रत्यक्षतया न प्राप्तुं निवारयति, तस्मात् प्रणाल्याः सुरक्षां स्थिरतां च सुधरति ।

• पृष्ठसारणी: प्रत्येकं प्रक्रियायां स्वतन्त्रं पृष्ठसारणीं भवति यत् आभासीपतेः भौतिकपतेः सह मैप् करोति ।
• पृष्ठ आदान-प्रदान: यदा भौतिकस्मृतिः न्यूना भवति तदा प्रचालनतन्त्रं विरलतया प्रयुक्तानि पृष्ठानि हार्डडिस्कमध्ये पृष्ठसञ्चिकायां स्वैपं करोति ।

स्मृतिखण्डः

विण्डोज भिन्नप्रकारस्य दत्तांशस्य, कोडस्य च विभाजनार्थं स्मृतिखण्डानां उपयोगं करोति, प्रत्येकस्य खण्डस्य भिन्नाः अभिगमाधिकाराः, रक्षणतन्त्राणि च सन्ति । यथा, कोडखण्डः केवलं पठनीयः अस्ति, यदा तु दत्तांशखण्डः पठनीयः अस्ति ।

3. अभिगमननियन्त्रणम्

विण्डोज-प्रचालनतन्त्रं संसाधनानाम् अभिगम-अधिकारस्य उपयोक्तृ-प्रक्रियायै च अभिगम-नियन्त्रण-सूचिकायाः ​​(ACL) उपयोगं करोति ।

सुरक्षापरिचयः (SID) ९.

प्रत्येकस्य उपयोक्तुः, समूहस्य, सङ्गणकस्य च एकः अद्वितीयः सुरक्षापरिचयः (SID) भवति यः तान् परिचययति ।

अभिगमननियन्त्रणसूची (ACL) २.

प्रत्येकं वस्तु (यथा सञ्चिका, निर्देशिका, रजिस्ट्री कुञ्जी इत्यादीनि) अभिगमनियन्त्रणसूची भवति, यस्मिन् अभिगमनियन्त्रणवस्तूनाम् (ACEs) समुच्चयः भवति, ये वस्तुनः प्रति भिन्नप्रयोक्तृणां समूहानां च अभिगमनाधिकारं परिभाषयन्ति

4. विशेषाधिकार प्रबन्धन

विण्डोज इत्येतत् नियन्त्रयति यत् प्रक्रियाः उपयोक्तारश्च विशेषाधिकारप्रबन्धनद्वारा किं कर्तुं शक्नुवन्ति । केचन विशेषाधिकाराः केवलं विशिष्टप्रयोक्तृसमूहेभ्यः (यथा प्रशासकाः) प्रदत्ताः भवन्ति, यथा चालकस्थापनम्, प्रणालीवृत्तलेखानां अभिगमनम् इत्यादयः ।

सुरक्षा रणनीति

विण्डोज सुरक्षानीतीनां श्रृङ्खलां प्रदाति यत् प्रणालीसुरक्षां वर्धयितुं उपयोक्तृलेखनियन्त्रणं (UAC), गुप्तशब्दनीतयः, लेखापरीक्षानीतयः इत्यादीनि विन्यस्तुं शक्नोति ।

5. व्यत्यय अपवादनिबन्धनम्

विण्डोज-प्रचालन-प्रणाल्याः हार्डवेयर-व्यत्ययस्य, सॉफ्टवेयर-व्यत्ययस्य, प्रोसेसर-अपवादस्य च प्रबन्धनार्थं व्यत्यय-अपवाद-नियन्त्रण-तन्त्रस्य उपयोगं करोति ।

व्यत्यय निबन्धनम्

व्यत्यय-सञ्चालकः (Interrupt Service Routine, ISR) हार्डवेयर-व्यत्यय-नियन्त्रणस्य उत्तरदायी भवति तथा च बाह्य-यन्त्राणि समये प्रतिक्रियां दातुं शक्नुवन्ति इति सुनिश्चितं करोति ।

अपवादनियन्त्रणम्

अपवादसञ्चालकाः प्रोसेसर-अपवादं, यथा शून्य-विभाजन-दोषाः, पृष्ठ-दोषाः इत्यादयः, सम्पादयन्ति, येन एतत् सुनिश्चितं भवति यत् अपवादाः भवन्ति चेत् प्रणाली समुचित-पुनर्प्राप्ति-उपायान् कर्तुं शक्नोति

6. बहुकार्यकरणम्

विण्डोज बहुकार्यतन्त्रेण बहुविधप्रक्रियाः, धागाः च एकस्मिन् समये चालयितुं शक्नुवन्ति । प्रचालनतन्त्रं प्रक्रियाणां सूत्राणां च निष्पादनं प्रबन्धयितुं तथा च प्रणालीसंसाधनानाम् आवंटनं न्यायपूर्णं भवति इति सुनिश्चित्य शेड्यूलरस्य उपयोगं करोति ।

धागा समयनिर्धारणम्

विण्डोजः थ्रेड् इत्यस्य प्राथमिकतायाः स्थितिः च (यथा सज्जः, प्रतीक्षमाणः, चालितः इत्यादयः) आधारेण CPU समयस्लाइस् आवंटयितुं प्राथमिकतानिर्धारण एल्गोरिदम् इत्यस्य उपयोगं करोति

प्रक्रिया पृथक्करणम्

प्रत्येकं प्रक्रियायां स्वतन्त्रं आभासीपतेः स्थानं संसाधनं च भवति, यत् एकस्याः प्रक्रियायाः अन्यस्य प्रक्रियायाः संचालनं प्रभावितं कर्तुं न शक्नोति तथा च प्रणालीस्थिरतां सुधारयति

7. सुरक्षाविशेषताः

विण्डोजः प्रणाल्याः संरक्षणक्षमतां वर्धयितुं सुरक्षाविशेषतानां श्रृङ्खलां प्रदाति, यथा Data Execution Prevention (DEP), Address Space Layout Randomization (ASLR) इत्यादीनि

आँकडा निष्पादन निवारण (DEP) 1.1.

DEP हार्डवेयर-सॉफ्टवेयरयोः संयोजनेन कतिपयान् स्मृतिक्षेत्रान् अ-निष्पादनीयत्वेन चिह्नयित्वा दत्तांशखण्डे कोडनिष्पादनं निवारयति ।

पता स्थानविन्यास यादृच्छिकीकरण (ASLR) 1.1.

ASLR प्रक्रियायाः स्मृति-सङ्केत-स्थानं यादृच्छिकं करोति, येन आक्रमणकारिणां कृते दुर्बलतायाः शोषणं अधिकं कठिनं भवति ।