13. Характеристики системы прерываний.

1. общее число запросов прерывания;

2. число запросов внешних прерываний;

3. время реакции - время межу появлением запроса прерывания и началом выполнения прерывающей;

Особенности:

• Т.к. время реакции в общем случае зависит от приоритета запроса (т.к. в системе могут ожидать обслуживания запросы с более высоким приоритетом), то оно определяется для запроса с самым высоким приоритетом;

• Время реакции может включать в себя t₃ при аппаратной реализации запоминания состояния прерываемой программы;

• Если реакция на прерывание (обычно) возможна только между выполнением отдельных команд программы, то на время реакции оказывает влияние время выполнения команд;

• Применение МП выдвигает соответствующие требования на время реакции. Особенно высокие требования для систем, работающих в реальном режиме времени, когда обработка события должна происходить очень быстро.

Для снижения времени реакции используют:

• возможность прерывания после каждого такта команды (редко, т.к. увеличивается число запоминающей информации);

• запоминание только части информации о прерванной программе;

• наличие ортогональных состояний МП.

4. затраты времени на переключение программ (учитываются все расходы времени на запоминание и восстановление состояния программы): tизд=tз+tв

5. глубина прерывания - максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга.

Если после перехода к программе обработке прерывания и до ее окончания обработка запросов больше не возможна, то глубина равна 1. Чем больше глубина прерываний, тем быстрее реакция процессора на прерывания с более высоким приоритетом.

Если запрос прерывания окажется не обслуженным до прихода следующего запроса от того же источника, то наступает насыщение системы прерываний и запрос будет потерян. Для избегания этого необходимо согласовывать быстродействие МП с частотой запросов прерываний.

6. число уровней прерываний

Т.к. ЭВМ может иметь большое число источников прерываний, а их полная реализация в процессоре зачастую невозможна, все запросы делятся на классы (уровни).

Совокупность запросов прерывания, которые инициируют одну и туже программу обработки прерываний образуют уровень прерываний.

На этом принципе (объединения запросов в один класс) основан способ увеличения числа возможных источников запросов прерываний. В частности, например, если запросы от трех источников объединены в один уровень, то программа обработки прерывания по запросу от данного уровня должна в первую очередь определить источник прерывания и затем вызвать соответствующую подпрограмму.

14. Особенности суперскалярных микропроцессоров. Суперскалярные мп:

Данная архитектура обеспечивает одновременное выполнение двух и более команд. Для этой цели в МП реализовано несколько специальных или универсальных обрабатывающих устройств (конвейеров), которые могут работать параллельно. Управляющее устройство МП обеспечивает просмотр очереди команд на возможность одновременного выполнения нескольких команд и если такие команды найдены, обеспечивает загрузку ими исполнительных устройств. Т.о. функцию распараллеливания потока команд берет на себя аппаратура процессора (без вмешательства программиста).

При этом для увеличения загрузки исполнительных устройств необходимо:

• устранение зависимостей по управлению (предсказание переходов)

• устранение зависимостей по данным (переименование регистров)

Особенности архитектуры:

Достоинство:

• программист не заботится о распараллеливании.

Недостатки:

• распараллеливание происходит динамически (затрачивается процессорное. время);

• распараллеливается только ограниченная часть программного кода (т.е. далеко расположенные друг от друга не связанные между собой команды одновременно не могут быть выполнены);

• высокая сложность УУ.