6) Маска прерываний
Маска – это двоичный код, который загружается в регистр маски контроллера прерываний. Разряды регистра маски поставлены в соответствие запросам прерываний. Состояние единица в разряде регистра маски запрещает прерывание текущей программы, а 0 – разрешает. Регистр маски функционирует только для прерываний от внешних источников (ПФУ).
5) Прямой доступ к памяти
В системах ввода/вывода используются 2 способа обмена данными между ОП и ПФУ – PIO & DMA.
а) PIO – программно управляемый обмен идёт при непосредственном участии и под управлением ЦП, который выполняет при этом специальную подпрограмму ввода/вывода.
Данные между ОП и ПФУ пересылаются через ЦП (его регистры), а операция ввода/вывода инициируется текущей командой ввода/вывода IN или OUT или запросом на прерывание INT. ЦП на время этой операции отвлекается от выполнения основной программы, поэтому быстродействие снижается. Для каждой единицы передаваемых данных (байт, слово или DWORD) ЦП затрачивает 4 – 5 тактов CLK. Тоже ведёт к снижению быстродействия. Поэтому высокоскоростные устройства используют режим ПДП
Рисунок 12 – PIO
б) DMA – это аппаратный способ обмена данными между ПФУ и ОП без участия ЦП. При появлении запроса на ПДП от КПДП к ЦП Hold ЦП начинает инициализировать регистры контроллера ПДП. В регистр адреса загружает адрес ячейки ОП, с которой начнется обмен, а в регистр счётчик байт – количество байт для передачи. И по сигналу HLDA, выданному на КПДП отключается от шин и параллельно во времени с передачей данных в режиме ПДП может выполнять свои задачи. С передачей последнего байта КПДП устанавливает сигнал TC, по которому завершается режим ПДП.
Рисунок 13- ПДП
6) Интерфейс системной шины
См. ПФУ.
Тема 2.5 Системная память
1) Иерархическая организация памяти в эвм.
а) Общие сведения.
Память ЭВМ – это совокупность ЗУ, которые служат для записи, хранения и выдачи информации. Структура ЗУ – это совокупность ячеек памяти, состоящая из запоминающих элементов ЗЭ, каждый из которых хранит 1 бит информации. Обращение для записи или считывания в пределах 1 ячейки происходит одновременно ко всем ЗЭ этой ячейки. Разрядность ячейки, равная разрядности РОНов МП, называется словом памяти. В структуре ЗУ есть адресные и информационные шины. По адресной шине выбирается ячейка с нужным адресом. А по информационной шине передаются данные в выбранную ячейку.
б) Классификация ЗУ.
г) Иерархия ЗУ
В ЭВМ применяется иерархическая структура памяти, которая объединяет ЗУ различных типов, отличающихся по быстродействию и ёмкости.
Рисунок 14 – Иерархия ЗУ
В структурном отношении память делится на внутреннюю и внешнюю. Принадлежность ЗУ к той или иной памяти определятся способом обращения программ пользователя к этим ЗУ.
1. Внутренняя память – это совокупность ЗУ, к которым программы пользователя обращаются непосредственно: ОП служит для хранения операндов, программ, промежуточных и конечных результатов обработки информации, непосредственно используемых в процессе выполнения операций. ОЗУ выполняется на полупроводниковых элементах, ферритовых сердечников. Ёмкость ОЗУ от десятков Кб до десятков терабайт. СОЗУ.
Это согласующее звено между быстродействующем ЦП и более медленной ОП. Его быстродействие равно быстродействию ЦП, но маленькой ёмкости. СОЗУ служит для хранения данных, которые часто используются процессором. В современных ПК – это КЭШ. Ёмкость от 8 Кб до 1 Мб.
ПЗУ служит для хранения и выдачи постоянной информации: тестовые программы, таблицы, константы, стандартные подпрограммы для вычисления тригонометрических функций и так далее. Информация в ПЗУ заносится заводом-изготовителем. ПЗУ выполняется на диодах.
2. Внешняя память – это совокупность ЗУ, к которым программы пользователя обращаются через процедуры ввода/вывода.
- ВЗУ используются для энергонезависимого хранения больших массивов информации длительное время. Хотя являются быстродействующими ПФУ, но имеют сравнительно низкое быстродействие по сравнению с ОП.
- БЗУ – буферные ЗУ – служат для повышения эффективности обмена информации между ОП и ВЗУ, работающими с разной скоростью.
3. ЗУБП – ЗУ большой памяти – это третий уровень в иерархии ЗУ и введён в структуру ЭВМ 3 и 4 поколений с МП 386. Это виртуальная память. С точки зрения пользователя ОП и ЗУБП единая память, адресуемая ЦП. Но ЗУБП непосредственно не связано с ЦП. ЗУБП управляется операционной системой и организуется на ЖД. ЦП работает только с физическими адресами ОП, то есть в пределах поставленной на плате оперативной памяти.