2.4. Организация прерываний и прямого доступа к памяти в пк

Контроллер прерываний.

Процесс выполнения программы в компьютере может прерываться для выполнения операций обмена данными с внешними устройствами. При этом процессор прерывает выполнение основной программы и приступает к обслуживанию внешнего устройства, пославшего сигнал запроса.

Запрос прерывания, поступающий от внешнего устройства, принимается специальным контроллером. Контроллер определяет адрес специальной программы (подпрограммы), обслуживающей прерывание. Так происходит, например, обработка запросов на прерывание при нажатии любой клавиши, когда вы вводите данные с клавиатуры.

Особую роль получил режим прерывания выполняемой программы при переходе от однопрограммного к многопрограммному режиму работы вычислительной системы, когда процессор должен переключаться с выполнения одной программы на другую, например, работая в многооконном режиме современных операционных систем.

Прерывание выполняемой программы происходит также при выполнении непредусмотренных программой действий, например, при некорректном выполнении операции деления (деление на 0 запрещено).

Контроллер прямого доступа к памяти.

На системной плате когда-то был расположен контроллер прямого доступа к памяти, в современном компьютере прямой доступ осуществляется не совсем так, как описывается здесь, но об этом мы поговорим несколько позже, а сейчас постараемся понять сам принцип организации прямого доступа к памяти.

DMA - Direct Memory Access - прямой доступ к памяти - режим обмена данными между памятью и устройством ввода/вывода, управляемый специальным устройством (контроллером DMA, в данной конфигурации компьютера) и выполняемый без участия центрального процессора.

Использование этого режима значительно ускоряет пересылку данных, так как исключает пересылки данных между устройством ввода/вывода (например -это жесткий диск) и оперативной памятью через процессор. Обмен данными осуществляется по запросу внешнего устройства на прямой доступ к памяти. При этом процессор программирует контроллер DMA на передачу данных, освобождает системную шину (адреса и данных) и передает управление контроллеру DMA, который и осуществляет обмен.

Чем в современном компьютере отличается организация прямого доступа к памяти от описанного?

Только тем, что функции контроллера теперь распределены между устройствами. Каждое устройство, которое имеет возможность прямого доступа к памяти, является устройством мастером (master). Устройство мастер может посылать запрос на прямой доступ к памяти системному контроллеру. Теперь процессор программирует не контроллер DMA, а это периферийное устройство и разрешает ему захват шины адреса и данных. После передачи данных устройство освобождает шины и процессор вновь имеет возможность работать с оперативной памятью.

2.5 Сетевая организация современного персонального компьютера

В этой главе мы начинаем знакомство с архитектурами современных персональных компьютеров (надо сделать поправку на то, что эти архитектуры современны на 2007 год). В компьютерном мире все очень быстро меняется, но, как всегда, новое опирается на прошлое и знакомство с этими архитектурами еще долго будет полезно.

Рассмотрим архитектуры персональных компьютеров на базе процессора Pentium 4 и процессора AMD 64.