4. Архитектура программируемого контроллера прерываний.

Программируемый контроллер прерываний (Programmable Interrupt Controller, PIC) отвечает за приём запросов прерываний от различных устройств, их хранение в ожидании обработки, выделение наиболее приоритетного из одновременно присутствующих запросов и выдачу его вектора в процессор, когда последний пожелает обработать прерывание. Слово «программируемый» в названии контроллера означает, что режимы его работы устанавливаются программно, а не являются жёстко «зашитыми».

Основные функции контроллера:

• фиксация запросов на прерывания от восьми внешних источников;

• программное маскирование поступающих запросов;

• присвоение фиксированных или циклически изменяемых приоритетов входам контроллера, на которые поступают запросы;

• инициация вызова процедуры обработки поступившего аппаратного прерывания.

Количество обслуживаемых внешних источников прерываний может быть увеличено путем каскадирования нескольких контроллеров.

В состав контроллера входят:

• - схема управления чтением/записью;

• - схема управления;

• - схема каскадирования;

• - регистр запросов на прерывания;

• - схема обработки приоритетов;

• - регистр состояния;

• - регистр маскирования запросов на прерывания.

5. Компоненты компьютерных систем. Архитектура сумматора, арифметическо-логического устройства (алу), шифратора, дешифратора, мультиплексора.

Современный PC одновременно и прост и сложен. Он стал проще, так как за минувшие годы многие компоненты, используемые для сборки инфраструктуры, были интегрированы с другими компонентами и поэтому количество элементов уменьшилось. Он стал сложнее, так как каждая часть современной инфраструктуры выполняет намного больше функций, чем в более старых системах. Ниже перечислены все компоненты, которые должен содержать современный PC.

Компоненты, важные для сборки современной инфраструктуры PC:

• ■ системная плата;

• ■ процессор;

• ■ память (оперативная память)

• ■ корпус;

• ■ блок питания;

• ■ дисковод для гибких дисков;

• ■ жесткий диск;

• ■ накопитель CD-ROM, CD-RW или DVD-ROM;

• ■ клавиатура;

• ■ мышь;

• ■ видеоадаптер;

• ■ монитор (дисплей);

• ■ звуковая плата;

• ■ акустические инфраструктуры;

• ■ модем.

Сумматор — устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов.

Архитектура:

• четвертьсумматоры — бинарные сумматоры по модулю без разряда переноса, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются два одноразрядных числа, и одним выходом, на котором реализуется их арифметическая сумма по модулю.

• полусумматоры — бинарные сумматоры по модулю с разрядом переноса, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноимённые разряды двух чисел, и двух выходов: на одном реализуется арифметическая сумма по модулю в данном разряде, а на другом — перенос в следующий (старший разряд);

• полные сумматоры — тринарные сумматоры по модулю с разрядом переноса, характеризующиеся наличием трёх входов, на которые подаются одноимённые разряды двух складываемых чисел и перенос из предыдущего (более младшего) разряда, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма по модулю в данном разряде, а на другом — перенос в следующий (более старший разряд). Такие сумматоры изначально ориентированы только на показательные позиционные системы счисления.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)— блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, представляемыми в виде машинных слов, называемыми в этом случае операндами.

Шифратор (кодер) — логическое устройство, выполняющее логическую функцию (операцию) — преобразование позиционного n-разрядного кода в m-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код. Двоичный шифратор выполняет логическую функцию преобразования унитарного n-ичного однозначного кода в двоичный. При подаче сигнала на один из n входов (обязательно на один, не более) на выходе появляется двоичный код номера активного входа.

Дешифратор (декодер) — комбинационное устройство, преобразующее n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в -ичный одноединичный код, где — основание системы счисления. Логический сигнал появляется на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду.

Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов. Аналоговые и цифровые мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом сопротивление между ними невелико — порядка единиц/десятков ом). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень ('0' или '1') с выбранного входа. Аналоговые мультиплексоры иногда называют ключами или коммутаторами.