Состояние процессора.
При выполнении процессором программы после каждого рабочего такта, а тем более в результате завершения программы или очередной команды изменится содержимое регистров, счетчиков, триггеров, то есть изменится состояние процессора.
Информация о состоянии процессора необходима при анализе ситуаций, отказов или сбоев, при возникновении выполнения программы после перерывов, вызванных отказами, сбоями и прерываниями.
Состояние процессора после данного такта или после выполнения данной команды считается совокупностью состояний в соответствующий момент времени всех элементов запоминающих устройств. При отказах или сбоях часть информации текущего незаполненного состояния может исказиться или обнулиться. Однако не вся информация исчезает или искажается при переходе к очередной команде или к другой программе.
Информация о состоянии процессора отбирается с элементов подверженных изменениям при переходе к другой команде (программе). Совокупность значений этих информационных элементов получило название вектора состояния или слово состояния процессора. Вектор состояния в каждый момент времени содержит информацию необходимую для продолжения выполнения программы или повторного пуска программы с точки соответствующей моменту формирования вектора состояния. При этом остальная информация, характеризующая состояние процессора, или сохраняется или восстанавливается по копии, сохраненной в памяти. Вектор состояния формируется в соответствующем регистре процессора и претерпевает изменения после выполнения каждой команды.
Рассмотрим вектор состояния 8миразрядного микропроцессора серии К580, который содержит 4 8миразрядных слова, из которых 2 последних содержат признаковые биты по состоянию процессора.
Схема
Основные типы и каналы ввода-вывода.
Способ организации взаимодействия ПУ с каналом определяется соотношением быстродействия ОП и ПУ.
В каналах ввода-вывода реализуется 2 режима: монопольный и разделение времени (мультиплексирование).
Монопольный режим: после установления связи между каналом и ПУ последнее монополизирует канал на всё время пока не завершится сеанс инициируемый ПУ и вся передаваемая информация не пройдет через канал ввода-вывода. На всё время выполнения операции передачи информации канал оказывается занятым для других устройств.
Режим разделения времени: несколько ПУ разделяют во времени канал ввода-вывода, при этом каждое из параллельно работающих с данным каналом ПУ связывается с каналом на короткие промежутки времени. Сеанс связи производится только для готового состояния ПУ. Сеансы связи различных ПУ чередуются между собой. Во время сеанса связи одного из устройств с каналом другие могут выполнять работу не требующую использование средств канала.
Для данных режимов различают каналы ввода-вывода: мультиплексный и селекторный.
Мультиплексный или байтмультиплексный канал одновременно обслуживает несколько параллельно работающих ПУ, попеременно организуя с ними сеансы связи для передачи небольших порций информации между памятью и внешним устройством. Если несколько ПУ подготовились к очередному сеансу связи и запрашивают обслуживание со стороны мультиплексного канала, то канал выбирает одну из них согласно поставленного приоритета. Остальные устройства будут ожидать своей очереди. Если в системе в очередь будет поступать запрос на связь приоритетного устройства, остальные будут ждать.
Канал предназначен для работы со сравнительно медленными устройствами способными ожидать обслуживание без потерь информаций.
Селекторный канал предназначен для монопольного обслуживания одного из ПУ.
При работе с селекторным каналом ПУ после инициализации операции связи остается связанным с каналом до окончания программы обмены данных. До завершения программы селекторный канал по отношению к микропроцессору представляется занятым устройством. Канал обладает высокой степенью готовностью к обслуживанию и предназначен для работы с быстродействующими устройствами, которые могут терять информацию вследствие задержек в обслуживании.