рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Характеристики системы прерываний

Характеристики системы прерываний - раздел История, Память ЭВМ: История развития ЭВМ Для Оценки Эффективности Систем Прерываний Могут Быть Использованы Следующие ...

Для оценки эффективности систем прерываний могут быть использованы следующие характеристики:

Общее число запросов прерывания (входов в систему прерываний).

Время реакции – время между появлением запроса прерывания и моментом прерывания текущей программы.

Приведем упрощенную диаграмму процесса (см. рис. 9.1).

Для одного и того же запроса задержки в исполнении прерывающей программы зависят от того, сколько программ со старшим приоритетом ждут обслуживания, поэтому время реакции определяют для запроса с наивысшим приоритетом. Время реакции зависит от того, в какой момент допустимо прерывание. Как правило, в современных ЭВМ прерывание допускается после окончания текущей команды. В этом случае время реакции определяется в основном длительностью выполняемой команды. Оно может оказаться недопустимо большим для ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени.

Рис. 9.1. Упрощенная временная диаграмма процесса прерывания

Дело в том, что в таких машинах часто допускается выполнение прерывания после любого такта команды (микрокоманды). Однако при этом возрастает количество информации, подлежащей запоминанию и восстановлению при переключении программ.

Имеются ситуации, в которых желательно немедленное прерывание. Если аппаратура контроля обнаружила ошибку, то целесообразно сразу же прервать операцию, пока ошибка не оказала влияние на следующие такты работы программы.

Затраты времени на переключение программ (издержки прерывания) равны суммарному расходу времени на заполнение и восстановление состояния программы.

Глубина прерывания – максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга. Если после перехода к прерывающей программе и до ее окончания прием запросов прекращается, то говорят, что система имеет глубину n, равную 1. Глубина n, равна N, если допускается последовательное прерывание до N программ. Глубина прерывания обычно совпадает с числом уровней приоритетов в системе прерываний.

Вот так выглядят временные диаграммы для прерывающих программ в системах с различной глубиной прерывания (предполагаем, что приоритет каждого последующего запроса выше предыдущего).

Рис. 9.2. Процессы прерывания с различной глубиной прерывания и дисциплиной обслуживания.

Следует отметить, что система с большей глубиной прерывания обеспечивает более быструю реакцию на срочные запросы. Если запрос на прерывание от определенного источника прерывания окажется не обслуженным к моменту прихода нового запроса от того же источника, то возникает так называемое насыщение системы прерываний. В этом случае предыдущий запрос будет утерян.

Число уровней прерывания (число классов прерывания).В ЭВМ число различных запросов (причин) прерывания может достигать нескольких десятков или сотен. В таких случаях часть запросов разделяют на отдельные классы или уровни. Совокупность запросов, инициирующих одну и ту же прерывающую программу, образует класс или уровень прерывания. Разделение запросов на классы прерывания представлено на рис. 9.3.

Запросы всех источников прерывания поступают на РгЗП, устанавливая соответствующие его разряды в единицу, которая указывает на наличие запроса прерывания определенного источника. Запросы классов прерывания ЗПК формируются схемами ИЛИ, объединяющих разряды РгЗП, относящихся к соответствующим уровням прерывания. Еще одна схема ИЛИ формирует общий сигнал прерывания ОСП, поступающий в устройство управления процессора. После принятия запроса прерывания на исполнение и передачу управления прерывающий программе соответствующий триггер РгЗП сбрасывается. Следует отметить, что объединение запросов в классы прерывания позволяет уменьшить объем аппаратуры, но приводит к замедлению работы системы прерываний.

Рис. 9.3. Разделение запросов на классы прерывания.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Память ЭВМ: История развития ЭВМ

Идея автоматизации процесса обработки данных заложена в принцип действия ЭВМ которая фактически воспроизводит процесс ручного механического... ЭВМ это совокупность технических и программных средств предназначенных для... Алгоритм набор правил позволяющий решить любую конкретную задачу из определенного класса С помощью алгоритма задают...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Характеристики системы прерываний

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Технико-эксплуатационные характеристики ЭВМ
Основным техническим параметром ЭВМ является ее быстродействие.Быстродействие ЭВМ - среднестатистическое число операций (кроме операций ввода, вывода и обращения к внешним запомина

Третье поколение (1964-1976)
Характеризуется широким применением интегральных схем (ИС) с многослойным печатным монтажом. ИС (кристалл) - это законченный функциональный блок, соответствующий сложной транзисторной схеме,

Пятое поколение (настоящее время)
Зарождается в недрах четвёртого поколения ЭВМ и в значительной мере определяется результатами работы Японского комитета по научным исследованиям в области ЭВМ. Согласно этому проекту ЭВМ пятого пок

Связь между функциональной и структурной организацией ЭВМ
Существуют два взгляда на построение и функционирование ЭВМ. Первый - взгляд пользователя, не интересующегося технической реализацией ЭВМ и озабоченного только получением некоторого набора функций

Обрабатывающая подсистема
Развитие обрабатывающей подсистемы в большей степени, чем всех остальных подсистем, идет по пути разделения функций и повышения специализации составляющих ее устройств. Создаются специальные средст

Подсистема памяти
Подсистема памяти современных компьютеров имеет иерархическую структуру, состоящую из нескольких уровней: ¨ сверхоперативный уровень (локальная память процессора, кэш-память первого и

Подсистема управления и обслуживания
Подсистема управления и обслуживания - это совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для обеспечения максимальной производительности, заданной надежности, ремонтопригодности, удоб

Архитектуры ЭВМ
Под архитектурой ЭВМ понимается функциональная и структурная организация машины, определяющая методы кодирования данных, состав, назначение, принципы взаимодействия технических сре

SISD-компьютеры
         

Компьютеры с CISC архитектурой
Компьютеры с CISC(Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операц

Компьютеры с суперскалярной обработкой
Еще одной разновидностью однопотоковой архитектуры является суперскалярная обработка. Смысл этого термина заключается в том, что в аппаратуру процессора закладываются средства, поз

SIMD-компьютеры
SIMD (Single Instruction Stream - Multiple Data Stream) или ОКМД - один поток команд и множество потоков данных. SIMD компьютеры состоят из одного командного процессора (управляюще

Матричная архитектура
Суть матричной структуры заключается в том, что имеется множество процессорных элементов, исполняющих одну и ту же команду над различными элементами вектора (потоков данных), объед

ММХ технология
Еще одним примером SIMD-архитектуры является технология ММХ, которая существенно улучшила архитектуру микропроцессоров фирмы Intel. Технология MMX представляет собой компромиссное

MISD компьютеры
        Рис.2.4. MISD

MIMD компьютеры
        Рис. 2.5. MIM

Многопроцессорные вычислительные системы
Сильно-связанные вычислительные системыили многопроцессорные вычислительные системы (МПВС) основаны на объединении процессоров на общем поле оперативной памяти. Это поле называется разделяемой памя

Многопроцессорные вычислительные системы с общей шиной.
В МПВС с общей шиной(Shared Memory Proccessing – мультипроцессоры с разделением памяти, SMP-архитектура) все функциональные модули (процессоры П1, П2, ..., ПМ, модули памяти МП1, МП2, .... МПК, уст

Многопроцессорные вычислительные системы с многовходовыми модулями ОП.
В МПВС с многовходовыми модулями ОП или симметричных МПВС взаимные соединения выполняются с помощью индивидуальных шин, подключающих каждый процессор и каждое устройство ввода-вывода к отдельному в

Многомашинные комплексы
Вычислительные системы со слабой связью или распределенные вычислительные системы, как правило, представляются многомашинными комплексами, в которых отдельные компьютеры объединяют

ММР архитектура
Другим примером реализации слабосвязанной архитектуры являются системы с массовым параллелизмом (МРР), состоящие из десятков, сотен, а иногда и тысяч процессорных узлов. Строгой гр

Структура и форматы команд ЭВМ
Обработка информации в ЭВМ осуществляется путём программного управления. Программа представляет собой алгоритм обработки информации, записанной в виде последовательности к

Форматы команд ЭВМ
В команде, как правило, содержатся не сами операнды, а информация объект адресах ячеек памяти или регистрах, в которых они находятся. Код команды можно представить состоящим из нескольких полей, ка

Способы адресации
Существует два различных принципа поиска операндов в памяти: ассоциативный и адресный. Ассоциативный поиск операнда (поиск по содержанию ячейки) предполагает просмотр соде

Относительная адресация
Базирование способом суммирования.В команде адресный код Ак разделяется на две составляющие: Аб - адрес регистра в регистровой памяти , в котором хранится баз

Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные
Одним из эффективных средств совершенствования архитектуры современных ЭВМ является теговая организация памяти, при которой каждое хранящееся в памяти (или регистре) слово снабжается указателем - т

Логическая структура ЦП
Организация центрального процессора (ЦП) определяется архитектурой и принципами работы ЭВМ (состав и форматы команд, представление чисел, способы адресации, общая организация машины и её основные э

Характеристики процессора
Говоря о внутренней архитектуре процессора, не следует забывать и о его характеристиках, главная из которых – производительность, то есть число итераций, выполняемых за одну секунд

Регистровые структуры центрального процессора
Набор регистров и их структуры рассмотрим на примере процессоров Intel с CISC-архитектурой. Можно выделить следующие группы регистров: 1. Основные функциональные регистры (

Основные функциональные регистры
Содержимое этих регистров определяется текущей задачей, т.е. в эти регистры автоматически загружается новое значение при переключении задач. Регистры общего назначения.Вос

ЦУУ с жесткой логикой.
Управляющее устройство с жесткой логикой (аппаратный тип) – представляет собой логическую схему, вернее совокупность логических схем, вырабатывающих распределенные во времени функциональные управля

ЦУУ с микропрограммной логикой
В управляющих автоматах с микропрограммной логикой каждой выполняемой машинной операции ставится в соответствие совокупность хранимых в памяти слов – микрокоманд. Последов

Процедура выполнения команд
Стандартные фазы работы ЦП включают в себя: ¨ выборку команды, вычисление адреса и выборку операндов, ¨ выполнение команды и запись результатов, ¨ обработку п

ЯЗЫК МИКРООПЕРАЦИЙ
Микрокоманда – совокупность микроопераций, выполняемых параллельно во времени. Микрооперация - элементарная функциональная операция, производящая какое-либо элементарное д

Описание слов, регистров и шин
Описание n-разрядного слова на языке микроопераций содержит его название - идентификатор и разрядный указатель. Разрядный указатель состоит из номеров старшего и младшего разрядов слова, разделенны

Описание микроопераций
Микрооперация осуществляет некоторое элементарное преобразование над данными. Это преобразование может быть логическим (выполняется над операндом поразрядно), арифметическим или функциональным.

АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
АЛУ – одна из основных функциональных частей процессора, осуществляющая непосредственное преобразование информации. Все операции, выполняемые в АЛУ, можно разделить на сле

Структура алу
Обобщенная структурная схема АЛУ (рис. 7.1) включает: - блок регистров для приема и размещения операндов и результатов; - операционный блок, в котором осуществляется преобразовани

Сумматоры
Сумматоры АЛУ делятся: ¨ по типу использования для суммирования базовых элементов (комбинационные и накапливающие); ¨ по способу осуществления операции суммирования (после

Методы повышения быстродействия АЛУ
Одним из таких методов является реализация принципа локального параллелизма. Суть этого принципа – в распараллеливании во времени алгоритма выполняемой отдельно команды на ряд неза

ПАМЯТЬ ЭВМ
Память – один из блоков ЭВМ, состоящий из ЗУ и предназначенный для запоминания, хранения и выдачи информации (алгоритма обработки данных и самих данных). Основными характе

Организация внутренней памяти процессора.
В архитектуре современных ЭВМ стал стандартным прием организации регистров общего назначения в виде СОЗУ с прямой адресацией (адреса регистров размещаются в команде). В машинах с коротким словом, в

Оперативная память и методы управления ОП
Оперативная память (system memory) - имеет относительно небольшую емкость - от 8 до 128 Мбайт (в некоторых машинах - больше). Количество и быстродействие оперативной памяти оказыва

Организация виртуальной памяти.
Виртуальная память возникла как средство решения проблемы размещения в ОП программ, размер которых значительно превышает имеющуюся в наличии свободную память. Виртуальным

Страничное распределение.
Рис. 8.9. Страничное распределение памяти Виртуальное адресное пространство каждого процесса (пр.1 и пр.2, см. рис. 8.9)

Сегментное распределение.
При страничной организации памяти ВА – пространство процесса делится на механически равные части. Это не позволяет дифференцировать способы доступа к разным частям программы (сегментам), а это свой

Странично - сегментное распределение.
Данный метод сочетает в себе достоинства обоих подходов, представляя собой их комбинацию. Всё виртуальное адресное пространство процесса делится на сегменты, а каждый сегмент – на страницы. ОП при

Свопинг
Разновидностью виртуальной памяти является свопинг. Для того, чтобы задача могла начать выполняться, она должна быть загружена в ОП, объем которой ограничен. На рис. 8.14 показан

Выборка широким словом.
Прямой способ сокращения числа обращений к ОП состоит в организации. выборки широким словом. При выборке широким словом за одно обращение к ОП производится одновременное считывание (или запись) нес

Расслоение сообщений.
Другой способ повышения пропускной способности ОП связан с построением памяти, состоящей на физическом уровне из нескольких модулей (банков) с автономными схемами адресации, записи и чтения. При эт

Типовая структура кэш-памяти
Рассмотрим типовую структуру кэш-памяти (рис. 8.18), включающую основные блоки, которые обеспечивают её взаимодействие с ОП и центральным процессором.  

Прямое распределение.
При прямом распределении место хранения строк в кэш-памяти однозначно определяется по адресу строки. Структура кэш-памяти с прямым распределением показана на рис. 8.19.

Полностью ассоциативное распределение.
При таком способе размещения данных каждая строка основной памяти может быть размещена на месте любой строки кэш-памяти. Структура кэш-памяти с полностью ассоциативным распределением выглядит как п

Частично ассоциативное распределение.
При данном способе размещения, несколько соседних строк (фиксированное число, не менее двух) из 128 строк кэш-памяти образуют структуру называемую группой. Структура кэш-памяти, основанная на испол

Распределение секторов.
По этому способу основная память разбивается на секторы, состоящие из фиксированного числа строк, кэш-память также разбивается на секторы, состоящие из такого же числа строк. Допустим, в секторе 16

Методы обновления строк в основной памяти
В таблице 8.1. приведены условия сохранения и обновления информации в ячейках кэш-памяти и основной памяти. Если процессору требуется информация из некоторой ячейки основной памяти, а копи

Системы внешней памяти
Системы внешней памяти - это hard disc, то есть жесткий диск, floppy disc, то есть гибкий диск или дискета, CD-ROM и некоторые другие. Жесткий диск, или винчестер (

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ПРЕРЫВАНИЯ ПРОГРАММ
Во время работы ЭВМ внутри нее самой или во внешней среде (в объекте, управляемом ЭВМ) могут возникнуть события, требующие немедленных ответных действий. Прерывание программы

Программно-управляемый приоритет прерывающих программ
Относительная степень важности программ, их частота повторения, относительная степень срочности в ходе вычислительного процесса могут меняться, требуя установления новых приоритетных соотношений. П

Организация перехода к прерывающей программе
Вектор начального состояния прерывающей программы называют вектором прерывания.Он содержит всю необходимую информацию для перехода к прерывающей программе, в том числе ее начальный

Каналы ввода-вывода
Для разделения функций управления центральным процессором и периферийными устройствами в состав ЭВМ включаются дополнительные устройства - каналы ввода-вывода (КВВ), задачей которых является обеспе

ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТНЫХ ШИН
Типы и характеристики стандартных шин, используемых в настоящее время, приведены в таблице 10.1. Табл. 10.1 Характеристики стандартных шин. Тип/

Общие положения
Вычислительные системы относятся к категории сложных систем. При рассмотрении вопросов, связанных с их построением и функционированием, выделяют элементы системы и подсистемы как составные части ст

Понятие открытой системы
Широкое распространение информационно-вычислительных систем в самых разных областях современной жизни: промышленности, финансах, образовании и культуре, - делает актуальным вопрос о создании некото

Кластерные структуры
Кластерные структуры или просто кластеры являются самым дешевым способом наращивания производительности уже инсталлированных компьютеров. Кластер представляет собой набор

Библиографический список
1. Большая Советская энциклопедия 2. Головкин Б.А. Параллельные вычислительные системы.-М.:Наука.- 1980. 3. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы.-М.:Энергия.-199

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги