プロテクトモードと物理アドレス拡張

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

プロテクトモードと物理アドレス拡張の違い

プロテクトモード vs. 物理アドレス拡張

プロテクトモードとは、80286以降のx86アーキテクチャのCPUモードの一つ。正式名称は Protected Virtual Address Mode（保護仮想アドレスモード）である。メモリやI/Oの保護を行うと共に、アドレス空間の拡張を行ったモードである。このモードでは仮想記憶、ページング、安全なマルチタスクといった機能をシステムソフトウェアが使えるようになり、アプリケーションソフトウェアへのオペレーティングシステム (OS) の制御能力が向上するよう設計されている。. 物理アドレス拡張（ぶつりあどれすかくちょう、Physical Address Extension）、略称、PAEはインテル社のIA-32アーキテクチャで4GiB以上のメモリを扱う技術。 P6マイクロアーキテクチャで追加されたアドレス空間の拡張機能であり、Pentium Pro以降およびその同世代の互換プロセッサで利用できる。ただし、一部のPentium MやVIA C3などのプロセッサにおいてはPAEに対応しない製品もある。.

主記憶装置

主記憶装置（しゅきおくそうち）は、記憶装置の分類で、「補助記憶装置」が一般に外部バスなど比較的CPUから離れていて大容量だが遅い記憶装置を指すのに対し、コンピュータのメインバスなどに直接接続されている記憶装置で、レイテンシやスループットは速いが比較すると小容量である。特に、CPUが入出力命令によって外部のインタフェースを操作するのではなく、「ロード・ストア命令」や、さらには通常の加算などの命令において直接読み書きできる対象であるものを指す。メインメモリ、一次記憶装置とも。.

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仮想記憶

仮想記憶（かそうきおく、Virtual Memory、バーチャルメモリ）とは、コンピュータ分野におけるメモリ管理の仮想化技法の一種であり、オペレーティングシステムなどが物理的なメモリを、アプリケーション・ソフトウェア（プロセスなど）に対して、専用の連続した主記憶装置に見えるように提供する。 この技術により、物理的な主記憶装置に加えてハードディスク装置等の補助記憶装置を併用すれば、物理的な主記憶装置よりも大きな仮想メモリを提供する事ができる。またアプリケーション・プログラム側は、物理メモリ上のアドレスを意識しなくて良いため、マルチタスクの実現が容易である。このため現代のオペレーティングシステムの多くが仮想記憶をサポートしている。 仮想的に与えられたアドレスを仮想アドレス (virtual address) または論理アドレス (logical address)、実記憶上で有効なアドレスを物理アドレス (physical address) または実アドレス (real address) という。仮想アドレスの範囲を仮想アドレス空間、物理アドレスの範囲を物理アドレス空間という。.

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ページング方式

ページング方式 (Paging) とは、コンピュータのオペレーティングシステムにおいて記憶装置をページと呼ばれる小さな単位に分割して割り当てを行うアルゴリズム群である。仮想記憶のベースとなる設計の一つ。 物理メモリ空間および論理メモリ空間を、基本的に一定サイズのページと呼ばれる単位に分割して管理を行う。論理メモリから物理メモリ空間への対応づけはページテーブルと呼ばれる構造体で実現され、この構造体はオペレーティングシステム (OS) によって管理される。物理メモリ空間に対応づけられていない論理メモリを参照した時にはページフォルトという例外によってOS側の例外処理ルーチンに制御が移行し、OS側の管理によって適宜対応したページを二次記憶等から読み込み、テーブルを更新してその参照した命令の実行に戻る。 これを実現するハードウエアであるメモリ管理ユニット (MMU) の中にはトランスレーション・ルックアサイド・バッファ (Translation Lookaside Buffer:TLB) と呼ばれる一種のキャッシュがあり、ユニット内部ではこの対応表に基づいてメモリアドレスの対応づけを行っている。このテーブルから参照出来なかったときをTLBミスと呼ぶ。このときの処理はMMUの設計によって異なり、MMU内にはTLBのみを持ちTLBミスが即例外を起こし、OSがページテーブルを引いてTLBに追加することによってTLBミスを解決するアーキテクチャや、ページテーブル自体のフォーマットがOSが使えるビットを含めた形でMMUによって定義されていて、TLBミス時にMMU自身が与えられた物理アドレスにあるページテーブルを参照するアーキテクチャもある。.

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ページテーブル

ページテーブル(page table)とは、コンピュータのオペレーティングシステムの中の仮想記憶(virtual memory)システムで仮想アドレスと物理アドレスを対応付けるために使われるデータ構造である。仮想アドレスはそれにアクセスするプロセスによって実行されるプログラムによって使われ、実際には物理アドレスはRAMサブシステム等のハードウェアによって使われる。.

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インテル

インテル（英:Intel Corporation）は、アメリカ合衆国カリフォルニア州に本社を置く半導体素子メーカーである。 社名の由来はIntegrated Electronics（集積されたエレクトロニクス）の意味である。.

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IA-32

IA-32（アイエー32、Intel Architecture 32）は80386の開発の際に定義された、16ビットx86を32ビットに拡張した命令セットアーキテクチャである。.

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NXビット

NXビット (No eXecute bit) は、ノイマン型アーキテクチャのコンピュータにおいて特定のメモリ領域（に置かれたデータ）に付与する実行不可属性、またはその属性付与機能を指す。.

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Pentium Pro

Pentium Pro（ペンティアム プロ）は、インテルが1995年11月に発売したx86アーキテクチャのマイクロプロセッサ(CPU)である。P6マイクロアーキテクチャを採用した最初の製品であり、x86プロセッサとしては初めてRISCプロセッサに迫る性能を実現した。主な用途はローエンドサーバ、ワークステーション、ハイエンドデスクトップパソコンなど高度な処理を必要とする環境下で利用された。.

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X64

x64またはx86-64とは、x86アーキテクチャを64ビットに拡張した命令セットアーキテクチャ。 実際には、AMDが発表したAMD64命令セット、続けてインテルが採用したIntel 64命令セット（かつてIA-32eまたはEM64Tと呼ばれていた）などを含む、各社のAMD64互換命令セットの総称である。x86命令セットと互換性を持っていることから、広義にはx86にx64を含む場合がある。 なお、インテルはIntel 64の他にIA-64の名前で64ビット命令セットアーキテクチャを開発・展開しているが、これはx64命令セット、x86命令セットのいずれとも互換性がない。.

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