10. Режимы работы МПС.
МПС обеспечивает большую гибкость работы, т.е. способна настраиваться на выполнение разных задач. Гибкость обусловлена тем, что функции, выполняемые системой определяются программным обеспечением выполняемым процессором. Аппаратура остается неизменной при любой задаче. Шинная организация МПС позволяет заменять аппаратные модули, добавлять или модернизировать устройства, заменять процессор на более мощный.
Это позволяет увеличить гибкость системы. МПС поддерживает три основных режима обмена по магистрали:
1. программный обмен информацией
2. обмен по прерываниям
3. обмен с использованием прямого доступа к памяти (ПДП)
Программный обмен информацией является основным в МПС. В этом режиме процессор является задатчиком системной магистрали. Все операции инициируются процессором и выполняются в порядке, предписанным программой.
Процессор читает из памяти коды команд и исполняет их, читая данные из памяти или устройств ввода-вывода, обрабатывая их и записывая в память или устройства ввода-вывода.
Путь процессора по программе непрерывен, на внешние события, не связанные с программой, процессор не реагирует.
Обмен по прерываниям применяется, когда необходима реакция системы на приход внешнего сигнала.
Реакцию на внешние события можно организовать следующими способами:
- с помощью постоянного контроля факта наступления события: реализуется чтением информации процессором из устройств ввода-вывода, связанного с тем внешним устройством, на поведение которого нужно реагировать;
- с помощью прерывания, т.е. насильственного перевода процессора с выполнения текущей программы на выполнение необходимой программы: процессор, получив запрос на вход прерывания от внешнего устройства, заканчивает выполнение текущей команды и переходит к программе обработки прерывания, затем возвращается к прерванной программе с точки прерывания; работа осуществляется процессором; реакция на внешнее событие по прерыванию медленнее, чем при программном режиме; для обслуживания прерываний в систему иногда вводится специальный модуль-контроллер прерываний, его задача – упростить работу процессора с внешними запросами прерываний;
Прямой доступ к памяти отличается от первого и второго тем, что обмен по системной шине идет без участия процессора. Внешние устройства, требующие обслуживания, сигнализируют процессору, что необходим режим ПДП. Процессор прерывает текущую программу, и вводит шину в состояние высокого сопротивления – высоко-импедансное состояние, сигнализируя запросившему устройству, что можно начинать режим ПДП.
Операция ПДП сводится к пересылке информации из устройства ввода-вывода в память или наоборот.
Когда пересылка информации будет закончена процессор возвращается к прерванной программе.
Как и в случае прерываний реакция на внешнее событие по ПДП медленнее, чем при программном режиме.
В систему вводится контроллер ПДП (специализированная микро схема), который не участвует в обмене, но осуществляет полноценный обмен по системной магистрали без участия процессора.