Стековая память

Характерной чертой современных МКЭВМ является наличие у них так называемой стековой памяти. Доступ к ней осуществляется по принципу Лефо («первым пришел – последним вышел/Last input – first output»). Для организации стековой памяти выделяется специальный регистр, который является указателем стека (SP). С точки зрения реализации механизма доступа к стековой памяти выделяют внутренний (аппаратный) стек или внешний (аппаратно-программный) стек. Перемещение данных при записи и считывании информации в стековой памяти подобно тому, как это происходит в сдвигающих регистрах. Внутренний стек представляет собой совокупность регистров, связи между которыми организованы т.о, что при записи или считывании информации содержимое стека автоматически сдвигается. Обычно емкость внутреннего стека ограничена диапазоном от нескольких регистров до нескольких десятков регистров, поэтому в большинстве ЭВМ такой стек используется для хранения содержимого программного счетчика (СТК) и его называют стеком команд. Основное достоинство внутреннего стека – высокое быстродействие, а недостатком является ограниченная емкость.

В современных компьютерах наиболее широкое распространение получил внешний стек, который организуется в ОП. В этом случае стек представляет собой область памяти, ячейки которой заполняются последовательно, начиная с ячейки со старшим адресом (дно стека) в сторону младших адресов. Считывание происходит в обратном порядке, т.е. слово, записанное последним (вершина стека) считывается первым, а первое записанное слово – последним. Стековая память удобна при записи массивов информации, например, для запоминания состояния узлов МП в момент прерывания, к которым необходимо вернуться после завершения обмена информацией с внешним устройством, запросившим прерывание.

Основные команды: PUSH, POP (для записи в стек и восстановления содержимого).

Чтобы устройства, входящие в компьютер, могли взаимодействовать с МП, предусмотрена система прерываний. Без прерываний было бы очень трудно обеспечить эффективную работу компьютера, т.к. необходимо, с одной стороны, чтобы ПК выполнял возложенные на него функции, а с другой стороны, необходима его мгновенная реакция на любой требующий внимания запрос.

Запрос на прерывание – это специальный сигнал, вырабатываемый блоком прерывания в каждом случае возникновения прерывания. Моменты возникновения прерываний заранее не известны. Прерывание обеспечивает моментальную реакцию вычислительной системы, в результате чего изменяется ход выполнения программы.

Запросы на прерывание могут поступать от внешних и внутренних источников.

Основные функции системы прерываний:

1. запоминание состояния прерванной программы

2. передача управления программам обработки прерываний

3. восстановление состояния прерванной программы и возврат к ней.

Int (interrupt) – прерывание

Ivt – таблица векторов прерываний

Вектор – это начальный адрес подпрограммы прерываний

4 байта выделяется на начальный адрес, 256 таких адресов(256 прерываний)

Isr (Interrupt service routines) подпрограмма обработки прерываний

Таблица векторов прерываний находится в ОП и занимает первые 1024 ячейки 1-го Мб

Программы обработки прерываний – в ROM-BIOS

Iret – команда возврата из прерывания (для МП эта команда означает «продолжай делать то, что делал до этого»)

Intr – вход в МП, на который поступают прерывания (маскируемые или нормальные Normal interrupt)

NMI – вход МП, на который поступают немаскируемые прерывания Nomascable Interrupt

IRQ – линия запросов на прерывание (Interrupt request line)