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Le principal mécanisme d'isolement entre les étapes à l'intérieur d'un microprocesseur et ceux à l'extérieur est la frontière entre le processeur Core et le Système externe . Cette frontière est essentiellement une séparation physique appliqué par la conception des puces lui-même.
Voici une ventilation du fonctionnement de cet isolement:
1. Séparation physique:
* Core du processeur: Le noyau lui-même, contenant le CPU, les registres, le cache et d'autres composants internes, est une zone physiquement distincte sur la puce.
* Système externe: Cela comprend tout ce qui est en dehors du cœur, comme la mémoire, les périphériques, les dispositifs d'entrée / sortie et le bus système.
2. Interfaces et communication:
* Bus système: Le noyau communique avec le système externe via un bus système dédié, agissant comme une voie pour le transfert de données et les signaux de contrôle.
* Contrôleurs de mémoire: Le processeur utilise des contrôleurs de mémoire dédiés pour accéder et gérer les données dans la mémoire externe.
* Contrôleurs d'entrée / sortie: Les périphériques et les dispositifs sont connectés via des contrôleurs d'E / S spécialisés, la gestion des signaux de flux de données et de contrôle.
3. Mécanismes de contrôle d'accès et de protection:
* Unités de protection de la mémoire (MPU): Les processeurs modernes utilisent des MPU qui appliquent des autorisations d'accès à différents domaines de mémoire, empêchant l'accès non autorisé du monde extérieur.
* Gestion des interruptions: Les dispositifs externes peuvent demander l'attention du processeur via des interruptions. Cependant, les contrôles du processeur qui interrompent sont acceptés et manipulés.
* Fonctionnalités de sécurité: Les microprocesseurs avancés incluent souvent des fonctionnalités de sécurité basées sur le matériel comme le chiffrement de la mémoire et les mécanismes de démarrage sécurisés pour protéger les données et les opérations sensibles.
4. Abstractions et interfaces:
* Système d'exploitation: Le système d'exploitation joue un rôle crucial dans l'isolement du noyau de processeur du monde extérieur. Il gère les ressources système, fournit des API pour accéder aux périphériques et implémente les politiques de sécurité.
* Pilotes de périphérique: Les pilotes spécifiques fournissent une interface logicielle entre le noyau du processeur et les appareils externes individuels, permettant la communication et le contrôle.
En substance, le noyau du processeur est comme une pièce blindée avec des points d'accès soigneusement contrôlés. Le système externe peut demander l'accès, mais le noyau lui-même détermine comment et quand répondre, assurant l'intégrité et la stabilité des opérations internes.
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