Вопрос 74

Практически во всех Вычислительных Машинах предусмотрены средства, благодаря которым модули вв/выв и другие любые важные программы могут прерывать выполнение текущей программы для внеочередного выполнения другой программы с последующим возвратом к прерванной. Пример: обращения ЦП к HDD. ЦП вынужден прервать операции вв/выв и обратить свой миллион тактов на другую задачу. В упрощенном виде прерывание можно описать так: Объект, требующий внеочередного обслуживания выставляет на входе ЦП сигнал запроса (ЗП). Пример:

1. Ошибки в работе ВМ

2. Переполнение разрядной сетки

3. Попытка делить на 0

4. Выход программы за пределы выделенного участка ОП

5. Обращение по вв/выв от периферийного устройства

6. Перед переходом к очередному циклу команда ЦП проверяет входы на наличие запросов. Обнаружив запрос, ЦП запоминает информацию, необходимую для продолжения нормальной работы после возврата и переходит к выполнению прерывающей программы. По завершению обработки прерывания ЦП переходит к выполнения прерванного процесса, используя запомненную информацию.

7. Передача управления при прерываниях

Вопрос 75.

• Существуют 3 типа прерываний:

• Асинхронные или внешние (аппаратные) — события, которые исходят от внешних источников (например, периферийных устройств) и могут произойти в любой произвольный момент: сигнал от таймера, сетевой карты или дискового накопителя, нажатие клавиш клавиатуры, движение мыши. Факт возникновения в системе такого прерывания трактуется как запрос на прерывание(англ. Interrupt request, IRQ);

• Синхронные или внутренние — события в самом процессоре как результат нарушения каких-то условий при исполнении машинного кода: деление на ноль или переполнение, обращение к недопустимым адресам или недопустимый код операции;

• Программные (частный случай внутреннего прерывания) — инициируются исполнением специальной инструкции в коде программы. Программные прерывания как правило используются для обращения к функциям встроенного программного обеспечения (firmware), драйверов и операционной системы.

Вопрос 76

Когда в реальном режиме выполняется команда INT, управление передается по адресу, который считывается из специального массива, таблицы векторов прерываний, начинающегося в памяти по адресу 0000h:0000h. Каждый элемент этого массива представляет собой дальний адрес обработчика прерывания в формате сегмент:смещение или 4 нулевых байта, если обработчик не установлен. Команда INT помещает в стек регистр флагов и дальний адрес возврата, поэтому, чтобы завершить обработчик, надо выполнить команды popf и retf или одну команду iret, которая в реальном режиме полностью им аналогична.

Вопрос 77

CISC (англ. Complex instruction set computing, или англ. complex instruction set computer — компьютер с комплексным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:

• нефиксированное значение длины команды;

• арифметические действия кодируются в одной команде;

• небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

RISC (англ. restricted (reduced) instruction set computer^[1][2] — компьютер с сокращённым набором команд) — архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощенияинструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения — короче. Первые RISC-процессоры даже не имели инструкций умножения и деления. Это также облегчает повышение тактовой частоты и делает более эффективной суперскалярность (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками).

MISC (англ. minimal instruction set computer — «минимальный набор команд компьютера») — процессорная архитектура.

Увеличение разрядности процессоров привело к идее укладки нескольких команд в одно большое слово (связку, bound). Это позволило использовать возросшую производительность компьютера и его возможность обрабатывать одновременно несколько потоков данных. Кроме этого MISC использует стековую модель вычислительного устройства и основные команды работы со стеком языка Forth. MISC-принцип может лежать в основе микропрограммы выполнения Java- и .Net- программ, хотя по количеству используемых команд они нарушают принцип MISC.

VLIW (англ. very long instruction word — «очень длинная машинная команда») — архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами. Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно. Фактически это «видимое программисту» микропрограммное управление, когда машинный код представляет собой лишь немного свёрнутый микрокод для непосредственного управления аппаратурой.

N78-80