Co je skutečný režim?

Reálný režim je schéma adresování paměti a provozní stav počítačových mikroprocesorů. V reálném režimu není paměť, ke které má program přístup - obvykle paměť s náhodným přístupem (RAM) - nijak spravována nebo ukládána do mezipaměti hardwarem, softwarem ani základními službami vstupu a výstupu (BIOS). To znamená, že program je schopen přistupovat ke všem dosažitelným adresám paměti, bez ohledu na to, k čemu je paměť využívána, a musí sám spravovat všechny aspekty čtení a zápisu do paměti. Při používání reálného režimu přichází několik omezení, včetně skutečnosti, že množství dostupné paměti je omezeno na 1 megabajt, protože procesor v tomto režimu umožňuje, aby adresy měly délku pouze 20 bitů. Z praktického hlediska počítačový software již nepoužívá reálný režim, protože byl nahrazen bezpečnějším, rozšiřitelnějším a flexibilnějším adresovým režimem známým jako chráněný režim.

Centrální procesorová jednotka (CPU) počítače je místo, kde lze aktivovat reálný režim, a většina aspektů režimu se skutečně zabývá problémy, které se obvykle vyskytují v aplikacích psaných v jazyce sestavení, protože jsou ve své podstatě atomové. Čipy procesorů, které jsou založeny na původní architektuře 8086, začínají v reálném režimu, když jsou zapnuty, aby mohly spouštět programy, které byly napsány pro starší hardware, i když to často vyžaduje úspěšný emulační software. Chráněný režim od roku 2011 téměř úplně nahradil skutečné adresování až do bodu, kdy je k dispozici jen velmi málo kompilátorů, které mohou dokonce sestavit program, který může používat skutečné adresování, a dokonce i méně běžných operačních systémů, které by ho mohly provozovat.

Paměť v reálném režimu je v zásadě jednoduchá lineární sekvence bajtů, ke kterým lze volně přistupovat s adresou tvořenou 16bitovou segmentovou adresou a 4bitovým posunem uvnitř segmentu, čímž se zkombinuje úplná 20bitová adresa. Program může přistupovat k libovolnému bodu v paměti a číst nebo psát cokoli, bez ohledu na to, co je v místě. To znamená, že bez řádné správy a znalostí by program používající režim reálného adresování mohl snadno přepsat operační systém a systém BIOS, vyvolat přerušení fyzického hardwaru nebo náhodně odeslat signál do periferního zařízení. To může nejen způsobit zamrznutí nebo selhání systému, ale také to může způsobit ztrátu dat nebo fyzické poškození hardwaru.

Jak architektura procesoru pokročil, chráněný režim nakonec nahradil reálný režim téměř ve všech softwarech. Postupem času se použití režimu reálného adresování stalo zbytečným, protože nebylo možné získat přístup k více než 1 megabajtu paměti RAM a nemohlo použít více než 20 bitů systémové sběrnice, což znamená, že mohl použít pouze zlomek zdrojů dostupných na většině počítače. Skutečné adresování také představuje významné bezpečnostní riziko. Jedním z mála způsobů, jak napsat program, který používá režim reálného adresování, je použití jazyka sestavení a spuštění programu pod operačním systémem speciálního disku (DOS), který se při spuštění automaticky nepřepne do chráněného režimu.