- •Тема 2 1
- •Литература* Базовая
- •Дополнительная
- •Перечень умений
- •Тематический обзор
- •1. Процессор
- •1.1. Арифметико-логическое устройство
- •1.2. Устройство управления
- •1.3. Основные принципы работы современных процессоров
- •1.4. Регистры процессора
- •1.4.1. Регистры общего назначения
- •1.4.2.Указатель команд
- •1.4.3. Сегментные регистры
- •1.4.4. Регистр состояния микропроцессора Intel 8086
- •1.4.5. Управляющие регистры
- •1.5. Представление команд в эвм
- •1.6. Основные стадии выполнения команд
- •2. СисТемная шина
- •2.1. Шины
- •2.2. Шина данных. Разрядность шины
- •2.3. Адресная шина. Разрядность шины
- •2.4. Шина управления
- •2.5. Цикл шины
- •2.6. Системные и локальные шины
- •2.7. Стандарты шин
- •3. Многоуровневая организация памяти
- •3.1. Регистровая память
- •3.2.1. Кэширование памяти
- •3.2.2. Принципы кэширования
- •3.2.3. Кэш прямого отображения
- •3.2.4. Наборно-ассоциативный кэш
- •3.2.5. Ассоциативный кэш
- •3.3. Оперативная память
- •3.3.1. Логическое распределение оперативной памяти
- •3.3.2. Стандартная оперативная память
- •3.4. Страничная и сегментная организация памяти. Виртуальная память
- •3.4.1. Режимы процессора
- •3.4.2. Организация памяти
- •3.4.3. Концепция виртуальной памяти
- •3.4.4. Страничная организация памяти
- •3.4.5. Сегментация памяти
- •3.4.6. Механизм замены (своппирования) страниц
- •3.5. Защита информации и памяти
- •3.6. Внешняя память
- •3.6.1. Классификация накопителей
- •3.6.2. Логическая структура дисков
- •3.6.3. Флоппи-диски
- •3.6.4. Сменные диски
- •3.6.5. Стриммер
- •3.6.6. Магнитооптические накопители
- •3.6.7. Накопители на гибких магнитных дисках Бернулли
- •3.6.8. Накопители на гибких магнитных дисках Zip
- •4. Система ввода-вывода
- •4.1. Принципы организации обменов данными
- •4.1.1. Структура с одним общим интерфейсом
- •4.1.2. Структура с каналами ввода-вывода
- •4.1.3. Основные параметры интерфейсов
- •4.1.4. Параллельная и последовательная передача данных
- •4.1.5. Методы передачи информации между устройствами эвм
- •4.2. Индивидуальные каналы
- •4.2.1. Основные типы каналов ввода-вывода
- •4.3. Ввод-вывод с отображением на память
- •4.4. Порты ввода-вывода
- •4.4.1. Параллельный порт
- •4.4.2. Последовательный порт
- •Адреса и прерывания последовательных портов
- •Общие сведения об интерфейсе rs–232c
- •4.4.3. Развитие параллельного и последовательного интерфейсов
- •5. Организация прерываний
- •5.1 Механизм прерываний
- •5.1.1. Назначение системы прерываний
- •5.1.2. Порядок обработки прерывания
- •5.1.3. Характеристики системы прерывания
- •5.1.4. Приоритетное обслуживание запросов прерывания
- •5.1.5. Программное управление приоритетом
- •5.2. Организация системы прерываний микропроцессора х86
- •5.2.1. Аппаратные прерывания. Контроллер прерываний
- •5.2.2. Особенности обработки аппаратных прерываний
- •5.2.3. Внутренние прерывания
- •5.2.4. Таблица векторов прерываний
- •5.2.5. Процедуры прерываний
- •Задания для самостоятельной работы
- •Тренинг умений
- •1. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 1
- •2. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 2
- •3. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 3
- •4. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 4
- •5. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 5
- •6. Пример выполнения упражнения тренинга на умение № 6
- •Глоссарий
5.1.4. Приоритетное обслуживание запросов прерывания
Вектором прерывания называют вектор начального состояния прерывающей программы. Вектор прерывания содержит всю необходимую информацию для перехода к прерывающей программе, в том числе ее начальный адрес. Каждому уровню прерывания, а в микроЭВМ - каждому запросу, соответствует свой вектор прерывания. Векторы прерывания обычно находятся в специально выделенных фиксированных ячейках памяти.
Процедура организации перехода к прерывающей программе выделяет из всех выставленных запросов тот, который имеет наибольший приоритет, выполняет передачу текущего состояния прерываемой программы из регистров процессора в стек, загружает в регистры процессора вектор прерывания и передает управление прерывающей программе.
В простейшем случае вектор прерывания состоит лишь из начального адреса прерывающей программы.
Различают абсолютный и относительный приоритеты. Запрос, имеющий абсолютный приоритет, прерывает выполняемую программу и инициирует выполнение соответствующей прерывающей программы. Запрос с относительным приоритетом является первым кандидатом на обслуживание после завершения выполнения текущей программы.
Если наиболее приоритетный из выставленных запросов прерывания не превосходит по уровню приоритета выполняемую процессором программу, то запрос прерывания игнорируется или его обслуживание откладывается до завершения выполнения текущей программы.
Простейший способ установления приоритетных соотношений между запросами состоит в том, что приоритет определяется порядком присоединения линий сигналов запросов к входам системы прерывания. При появлении нескольких запросов прерывания первым воспринимается запрос, поступивший на вход с меньшим номером. В этом случае приоритет является жестко фиксированным.
Процедура прерывания с опросом источников прерывания
В системе с фиксированными приоритетами каждому источнику запросов соответствует отдельный разряд в регистре запросов прерывания.
При наличии запроса или нескольких запросов формируется общий сигнал прерывания, инициирующий выполняемую специальной программой или аппаратурой процедуру опроса регистра прерывания или просто линий сигналов прерывания для определения источника, выставившего запрос с наибольшим приоритетом.
Программный опрос источников прерываний занимает сравнительно много времени. Для ускорения опроса его выполняют аппаратными средствами. Время реакции при аппаратном циклическом опросе в некоторых случаях может оказаться недопустимо большим, поэтому может потребоваться схема, позволяющая определить номер запроса за один такт.
Векторное прерывание
Процедура опроса источников прерывания, даже если она выполняется аппаратными средствами, требует больших затрат времени.
Более гибким и динамичным является векторное прерывание, при котором исключается опрос источников прерывания.
Прерывание называется векторным, если источник прерывания, выставляя запрос, посылает в процессор код адреса в памяти своего вектора прерывания.
Прерывание на основе опроса источников прерываний всегда сопровождается переходом по одному и тому же адресу и инициирует одну и ту же прерывающую подпрограмму, которая после идентификации источника запроса и формирования адреса соответствующей программы прерывания передает ей управление. При векторном прерывании каждому запросу прерывания соответствует переход к программе, расположенной по адресу, задаваемому вектором прерывания.