18. Прерывание. Характеристики системы прерывания.

Во время выполнения текущей программы внутри ЭВМ могут возникать сторонние события. Реакция состоит в том, что ЭВМ прерывает обработку текущей программы и переходит к выполнению некоторой другой программы. Такая программа наз. прерывающей. По завершению этой программы ЭВМ переходит к выполнению прерванной программы. Данный процесс называется прерыванием команд. Моменты возникновения событий, требующих прерывание, заранее неизвестны, поэтому не могут быть учтены при программировании, а реакции на прерывания можно запрограммировать. Каждое событие, требующее прерывание, сопровождается сигналом, который называется запросом прерывания. Различают следующие виды прерываний:

1) аппаратные – вырабатываемые внешними устройствами, поступающими от датчиков технологических процессов, ЭВМ и т.д.; 2) внутренние -> программные происходят под действием команд прерываний, включенных в текст программы. Они предназначены для устройств ввода-вывода; 3) специальные – возникают в ходе выполнения основной программы под действием сигналов, вырабатываемых внутренними программными средствами. Кроме того различают маскируемые и немаскируемые прерывания.

Немаскируемое прерывание – прерывание, вызванное внешними аппаратными устройствами, они не могут быть запрещены. Они обслуживаются вне очереди. Маскируемое прерывание – прерывание, которое может быть разрешено/запрещено программным путем.

Характеристики системы прерываний

1) определенное количество входов в систему (разрядность Рг запр. прерываний). Каждый разряд подсоединяется к внешнему устройству.

2) Время реакции. Рисунок! t_p – время реакции процессора на запрос прерывания; t_c – время сохранения состояния прерываний программы и вызова обработки прерываний; t_в – время восстановления прерванной программы.

3) Издержки прерываний – затраты времени на переключение программ. Тизд = Тз+Тв

4) Глубина прерывания – max число программ, которые могут прервать друг друга. Глубина прерывания обычно совпадает с числом уровней приоритетов. Если запрос окажется необслуженным к моменту прихода прерывания?, то возникает насыщенное прерывание. В этом случае предыдущий запрос прерывания будет утрачен, что недопустимо.

В разрядной системе прерываний необходимо учитывать: 1) быстродействие ЭВМ; 2) число входов, подключенных к ЭВМ; 3) возможность возникновения запросов прерывания.

Все эти параметры должны быть согласованы т.о., чтобы насыщение системы не возникало.

5) число классов уровней прерывания. Совокупность запросов, инициирующих одну и ту же прерывающую программу, образует класс или уровень прерывания. В этом случае говорят о многоуровневой системе прерываний.

21. Программно-управляемый приоритет между прерывающими программами.

Относительная степень важности программ, частота их повторения может меняться в зависимости от выполнения вычислительного процесса. Приоритетные отношения между прерываниями программы не должны быть жестко фиксироваться, а иметь возможность изменяться.

Существует 2 типа: 1) порог прерывания; 2) маска прерывания.

Порог прерывания

Данный способ позволяет изменить уровень приоритета программы, обрабатываемой в данный момент, относительно приоритетов источника запросов прерывания. Порог прерывания – min уровень приоритета запросов, которым разрешено прервать программу выполняемым процессом. Порог прерывания задается командой программы, которая устанавливает код порога прерывания. Специальная схема выделяет наиболее приоритетный из запросов, сравнивает его с порогом прерывания, и если он оказывается выше, то вырабатывается общий сигнал прерывания и вырабатывается процедура прерываний.

Маска прерывания – двоичный код, разряды которого поставлены в соответствие с запросом регистра прерываний. Единица в разряде регистра маски разрешает прерывание, а «0» - запрещает.

Достоинства: программным путем можно изменить приоритеты.