рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Прерывания

Прерывания - раздел Архитектура, Шестнадцатеричное представление чисел 3 Поясним Понятие Прерывание Появившееся При Рассмотрении Шины...

Поясним понятие прерывание появившееся при рассмотрении шины управления. Прерывание это сигнал, сообщающий процессору о наступлении какого-либо события, иными словами, это событие, которое говорит системе, что что-то произошло, и требует вмешательства. При этом выполнение текущей последовательности команд приостанавливается, и управление передаётся обработчику прерывания, который выполняет работу по обработке события и возвращает управление в прерванный код. Прерывание используется для быстрой реакции процессора на ситуации, о которых сообщают внешние устройства.

Для того чтобы устройство могло сообщить процессору о наступлении события, на шине управления присутствуют специальные линии прерывания – IRQ (Interrupt ReQuest - запрос прерывания). Каждое устройство, которое желает иметь возможность «обращать на себя внимание» процессора, должно быть связано с одной из линий прерывания на шине.

Когда устройство собирается оповестить процессор о наступлении какого-либо события (например, нажатии клавиши, завершении операции чтения/записи на диске, поступлении сигнала от модема, и т.п.), оно выставляет на лини прерывания шины управления сигнал, называемым запросом прерывания

Когда по одной из линий IRQ поступает сигнал (см. рис. …), процессор запоминает текущее значение счетчика команд и текущее состояние регистра флагов, после этого начинает выполняться обработчик прерываний(или процедура обслуживания прерываний) – это специальная процедура, вызываемая по прерыванию для выполнения его обработки. Когда обработчик прерываний выполнит свою работу, происходит возврат из прерывания, т.е. процессор продолжит выполнять прерванную программу (с запомненного адреса и с запомненным регистром состояния).

С каждой из линий IRQ связан адрес программы обработки называемый вектор прерывания (или адрес вектор). О местоположении векторов прерывания будет рассказано в разделе посвященном памяти.

Первое поколение процессоров использовало 8 линий прерывания, а начиная со второго 15 линий. Эти линии обозначаются как IRQ – IRQ15.

Посмотреть с какой из линий IRQ связано то или иное устройство в сиcтеме Windows можно при помощи диспетчера устройств (Рис …).

Рисунок Ресурсы устройства «последовательный порт»

Несколько устройств могут использовать одно IRQ совместно. При совместном использовании несколькими устройствами одной линии возможен конфликт прерываний. Если два устройства находятся на одной линии прерываний, то операционная система может их спутать и переслать исполняемый кусок программы не тому «железке». Например, сетевая плата и звуковая карта находятся на 10 прерывании. Сетевая карта получает пакет из локальной сети с запросом на получение файла и отправляет запрос на прерывание центральному процессору.

Процессор отрабатывает прерывание, останавливает исполняемую задачу и передает управление драйверу сетевой карты, для отработки необходимых для приемки файла действий. Драйвер начинает работу с устройством, от которого пришло прерывание. Вот только работать он начинает не с сетевой платой, а со звуковой картой, находящейся на той же линии, передавая ей команды для приемки файла. Звуковая карта пытается исполнить принятые команды, что приведет к зависанию компьютера.

Чтобы избежать такого конфликта иногда приходится переназначать прерывания для устройств вручную.

Существует еще одна небольшая тонкость. Все линии прерываний имеют свой приоритет. Чем выше приоритет у линии прерывания, тем быстрее процессор ответит на запрос от устройства находящегося на этой линии. Обслуживание прерываний с учетом приоритета означает, что если во время обработки прерывания поступает более приоритетное прерывание, то текущая процедура обработки прерывания прекращается, и процессор начинает выполнять обработку вновь поступившего более приоритетного прерывания. После завершения этой процедуры процессор возвращается к выполнению приостановленной процедуры обработки прерывания. С другой стороны если во время выполнения процедуры обслуживания прерывания процессор получает новое прерывание с меньшим приоритетом, то это прерывание (менее приоритетное) будет обработано только после завершения текущей процедуры обработки прерывания.

Все что говорилось о прерывания выше, относилось к аппаратным прерываниям, еще раз напоминаем, что они используются для организации взаимодействия с внешними устройствами.

Помимо аппаратных существуют программные прерывания, которые вызываются следующими ситуациями:

- особый случай, возникший при выполнении команды и препятствующий нормальному продолжению программы (деление на ноль, переполнение, нарушение защиты памяти, отсутствие нужной страницы в оперативной памяти и т.п.);

- наличие в программе специальной команды прерывания, используемой обычно программистом при обращениях к специальным функциям операционной системы для ввода-вывода информации.

Прямой доступ к памяти (DMA)

До сих пор мы рассматривали шину как магистраль, обеспечивающую связь процессора со всеми остальными устройствами компьютера. Однако, возможен режим при котором обмен по шине идет без участия процессора. Такой режим обмена данными между устройствами или же между устройством и памятью (RAM), без участия процессора называется прямой доступ к памяти (Direct Memory Access, DMA). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не пересылаются в процессор и обратно.

В упрощенном виде использование этого режима выглядит так: Внешнее устройство, требующее обслуживания, сигнализирует процессору (для этого используется специальная линия в шине управления), что режим прямого доступа к памяти необходим, в ответ на это процессор заканчивает выполнение текущей команды и отключается от шины, сигнализируя запросившему устройству, что обмен в режиме DMA можно начинать. (Говорят, что устройство осуществило захват шины - bus mastering) Устройство, успешно осуществившее захват шины, самостоятельно выставляет на шину сигналы адреса и управления, и исполняет в течение какого-то времени ту же ведущую роль на шине, что и процессор. Доступ процессора к шине при этом кратковременно блокируется.

Когда пересылка информации будет закончена, процессор вновь возвращается к прерванной программе, продолжая ее с той точки, где его прервали.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Шестнадцатеричное представление чисел 3

Системы счисления.. двоичное представление чисел.. шестнадцатеричное представление чисел..

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

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:

Двоичное представление чисел
Все компьютеры используют для хранения информации двоичную систему. Это значит, что каждый элемент хранимой информации может иметь только два состояния. Эти состояния обозначаются как «включен» и «

Шестнадцатеричное представление чисел
Шестнадцатеричное представление чисел – это система исчисления по основанию 16. Каждая цифра в числе может иметь значение от 0 до 15. Каждый разряд в числе является степенью 16. Шестнадцатеричное п

Перевод в десятичную систему из двоичной или шестнадцатеричной
Перевод в десятичную систему числа x, записанного в q-ичной cистеме счисления (q = 2 или 16) сводится к вычислению значения многочлена x = an*qn + an-1*q

Перевод целых чисел из десятичной системы в двоичную или шестнадцатеричную
Для перевода целого десятичного числа N в систему счисления с основанием q необходимо N разделить с остатком (нацело) на q, записанное в той же десятичной системе. Затем неполное частное, полученно

Перевод чисел из двоичной системы в шестнадцатеричную и из шестнадцатеричной системы в двоичную
Чтобы перевести число из двоичной системы в шестнадцатеричную, его нужно разбить на тетрады и каждую такую группу заменить соответствующей шестнадцатеричной цифрой. Покажем это преобразование на пр

Представление целых чисел со знаком
Для представления как положительных так и отрицательных чисел используется так называемый дополнительный код –наиболее распространенный способ представления отрицательных целых чис

Представление целых чисел
Целые числа могут представляться в компьютере со знаком или без знака. Целые числа без знака обычно занимают в памяти один или два байта и принимают в однобайтовом формате значения от 0000

Представление вещественных чисел
Вещественные числа в компьютерах различных типов записываются по-разному. При этом компьютер обычно предоставляет программисту возможность выбора из нескольких числовых форматов наиболее подходящег

Архитектура компьютера и принципы его работы, сведения общего характера
Термин «архитектура» используется для описания принципа действия, конфигурации и взаимного соединения основных логических узлов ЭВМ. Архитектура – это многоуровневая иерархия аппаратно-программных

Принципы фон Неймана
В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом еще в 1945 г. 1. Принцип программного управления

Упрощенная архитектура компьютера
В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип подразумевает организацию компьютера на основе функциональных мо

Система команд
Система команд (язык) это конкретной вычислительной машины (машинный язык), который интерпретируется непосредственно микропроцессором. «Слова» машинного языка называются машинными

For ia := 0 to 4 do
ib := ib + ia; end;      

Упрощенная внутренняя структура процессора
Упрощенно структуру микропроцессора можно представить в следующем виде (Рис. …).  

Предварительные сведенья о шинах
Еще раз остановимся на магистрали связывающей в нашей упрощенной схеме процессор и память. Это необходимо, так как характеристики этой шины во многом определяются характеристиками процессора, котор

Процессоры x86
Несмотря на то, что общие принципы работы характерны для всех процессоров, мы будем в дальнейшем иметь в виду наиболее распространенную и, самое главное, наиболее востребованную при проектировании

Математические сопроцессоры
Арифметико-логические устройства, рассмотренные в предыдущем разделе могут работать только с целыми числами. Так, например, в результате деления 3 на 2 мы получим 1. Для проведения математических р

Краткие сведенья о технологии производства процессоров
Производство большинства процессоров основано на технологии фотолитографии. В этом процессе на обработанную кремниевую подложку помещается «маска», повторяющая изображения элементов и проводников,

Параметры, характеризующие процессор
Для каждого поколения процессоров будем указывать следующие параметры: - Разрядность шины адреса –определяет адресное пространство процессора, -

Краткое описание процессоров
Краткая информация по процессорам в сведена в таблицу 1. Таблица 2 Эволюция процессоров х86. Поколение Наименование Год выпуска

For ia := 0 to 4 do
ib := ib + ia; end; При компиляции этого цикла в машинный код он преобразуется в такую последовательность команд: 004D998 mov word ptr [ia

Последовательные и параллельные шины
По способу передачи сигнала все шины можно разделить на последовательные и параллельные. Основным отличием параллельных шин от последовательных является с

Процессорная шина
Любой процессор обязательно оснащён процессорной шиной, которую для архитектуры x86 принято называть FSB (Front Side Bus). По этой шине передаются данные между процессором и оперативной памятью, а

Шины расширения
Сначала покажем место шин расширения в общей архитектуре компьютера. В самом примитивном виде архитектура компьютера была показана на рис … (Упрощенная архитектура компьютера), покажем теперь архит

Интерфейс устройства
Разберем, как именно устройства подключаются к шине. Большинство адаптеров персонального компьютера, выполненных в виде отдельных плат расширения, используют как минимум один из следующих системных

Эволюция и разновидности шин
Теперь рассмотрим эволюцию и характеристики шин расширения, через которые подключаются разнообразные устройства, расширяющие возможности компьютера (сетевая карта, звуковая карта и пр.). Д

ISA -16
В 1984 году шина была усовершенствована — стала способной передавать 16-бит данных за такт, увеличена тактовая частота до 8 МГц, пропускная способность выросла до 5.3 Мб/сек, размер адресуемой памя

PCI Express
Интерфейс PCI Express (PCI-E) использует концепцию PCI, однако физическая их реализация кардинально отличается. На физическом уровне PCI Express представляет собой не шину, а некое подобие сетевого

Интерфейс RS-232
Стандарт на последовательный интерфейс RS-232 был опубликован в 1969 г. До недавнего времени последовательный интерфейс использовался для широкого спектра периферийных устройств (плоттеры, принтеры

Интерфейс IEEE 1284
Также используются синонимы: параллельный порт, порт принтера, LPT (англ. Line Print Terminal). В основном используется для подключения к компьютеру принтера, сканера и других внешних устр

Интерфейс IEEE 1394
Последовательная высокоскоростная шина (используются синонимы FireWire, i-Link). Используется в основном для: - Подключения видео мультимедийных устройств (используется как средство копиро

Интерфейс USB
Спецификация периферийной шины USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) была разработана для подключения компьютерной периферии вне корпуса компьютера с автоматическим авток

Интерфейсы накопителей
Интерфейсы накопителей (жестких дисков и DVD/CD приводов) связывают сам накопитель с контроллером, подключенным к какой-либо внутренней шине, т.е. они занимают некоторое промежуточное положение меж

Компоненты на материнской плате
Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard). А контроллеры и адаптеры

Архитектура материнской платы для процессора Core i7 и перспективы
Так как процессор Core i7 имеет встроенный контроллер памяти конфигурация материнской платы для него будет отличаться. Отличия заключаются в следующем: - Модули памяти подключаются непосре

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