12. Опишите функционирование механизма обработки прерываний.

Обработка прерываний при участии супервизора ОС:

1. Отключение прерываний. Производится в соответствующих модулях ОС. Сохранение контекста прерванной задачи. Установка режима системы прерываний.

2. Определение адреса программного модуля. который обслуживает запрос на прерывание и передача управления на него.

3. Включение подпрограммы обработки прерываний.

4. Далее вступает в действие диспетчер задач: выбор готовой к выполнению задачи на основе принятой дисциплины обслуживания.

5. Восстановление контекста прерванной задачи. Установление прежнего режима работы системы прерываний и передача управления этой задаче.

13. Охарактеризуйте функции механизма прерываний.

Прерывания представляют собой механизм, позволяющий согласовывать параллельную работу отдельных устройств вычислительной системы и реагировать на особые состояния (аппаратные, внешние, внутренние – деление на ноль, нарушение адресации и т.д.), возникающие при работе процессора.

Главные функции механизма прерывания:

1. распознавание или классификация прерываний.

2. передача управления соответственно обработчику прерываний.

3. корректное возвращение к прерванной программе (перед передачей управления обработчику прерываний содержимое регистров процессора запоминается либо в памяти с прямым доступом, либо в системном стеке).

14. Назовите события, которые вызывают внутренние и внешние прерывания, прерывания при обращении к супервизору ос, программные прерывания.

Внешние прерывания вызываются асинхронными событиями, кото­рые происходят вне прерываемого процесса, например:

прерывания от таймера;

прерывания от внешних устройств (прерывания по вводу/выводу);

прерывания по нарушению питания;

прерывания с пульта оператора вычислительной системы;

прерывания от другого процессора или другой вычислительной сис­темы.

Внутренние прерывания вызываются событиями, которые связаны с ра­ботой процессора и являются синхронными с его операциями. Примерами яв­ляются следующие запросы на прерывания:

при нарушении адресации (в адресной части выполняемой команды ука­зан запрещенный или несуществующий адрес, обращение к отсутствующему сегменту или странице при организации механизмов виртуальной памяти);

при наличии в поле кода операции незадействованной двоичной ком­бинации;

при делении на нуль;

при переполнении или исчезновении порядка;

при обнаружении ошибок четности, ошибок в работе различных уст­ройств аппаратуры средствами контроля.

Могут существовать прерывания при обращении к супервизору ОС -в некоторых компьютерах часть команд может использовать только ОС, а не пользователи. Соответственно в аппаратуре предусмотрены различные режи­мы работы, и пользовательские программы выполняются в режиме, в котором эти привилегированные команды не исполняются. При попытке использовать команду, запрещенную в данном режиме, происходит внутреннее прерывание, и управление передается супервизору ОС. К привилегированным командам относятся и команды переключения режима работа центрального процессора.

Наконец, существуют собственно программные прерывания. Эти пре­рывания происходят по соответствующей команде прерывания, то есть по этой команде процессор осуществляет практически те же действия, что и при обычных внутренних прерываниях. Данный механизм был специально вве­ден для того, чтобы переключение на системные программные модули про­исходило не просто как переход в подпрограмму, а точно таким же образом, как и обычное прерывание. Этим обеспечивается автоматическое переключе­ние процессора в привилегированный режим с возможностью исполнения любых команд.