28.Микропроцессор и память компа. Основной алг. Работы проца. Система прерываний.

Микропроцессор – функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обрабатывать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры семейства х86 были 16-разрядными. Современные процессоры семейства Intel Pentium являются 32 и 64-разрядными.

Тактовая частота показывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду. Она измеряется в мегагерцах (МГц). Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не более 4,7 МГц, а сегодня тактовые частоты уже превосходят 500 миллионов тактов в секунду (500 МГц).

Модель определяется фирмой изготовителем. Известные модели: Intel80386, 486, Intel Pentium, Intel Pentium Pro, Intel Celeron, Intel Xeon, а также микропроцессоры фирм AMD, Cyrix.

Кеш память- Кэш-память используется для ускорения выполнения операций за счет запоминания на некоторое время полученных ранее данных, которые будут использоваться процессором в ближайшее время. Введение в компьютер кэш-памяти позволяет сэкономить время, которое без нее тратилось на пересылку данных и команд из процессора в оперативную память (и обратно). Работа кэш-памяти строится так, чтобы до минимума сократить время непроизводительного простоя процессора (время ожидав новых данных и команд).

Этот вид памяти уменьшает противоречие между быстрым процессором и относительно медленной оперативной памятью.

Система команд микропроца (RISC-сокращенный набор команд; CISC-полный набор команд)

Система прерываний. Прерывание-это приостановка выполнения в проце проги с целью выполнения какой либо более важной или нужный в данный момент другой проги или процедуры, после завершения кот-й продолжается выполнение прерванной проги с момента прерывания.

Последовательность действий проца при прерывании.

При появлении запроса на прерывание проц сигнализирует допустимость данного вида прерывания и производит следующее:

1.запоминает в стековой памяти текущее сост. прерыв. проги.

2.посылает ист. Запроса на прерыв-е запрос о причине (коде) прерыва.

3.ананлизирует код запрошенного прерыв-я и формирует адрес (вектор) ячейки хранящей адрес проги обработки прерыв-я (прога обработки для возникшей ситуации)

4.считывает из ОП и записывает в регистры МПП вектор прерыв-я и его атрибуты

5.сбрасывает (0) флаги прерыв-я и трассировки

6.выполняет прогу обработки прерыв-я

7.после выполнения проги обраб. прерыв. возвращает из стековой памяти параметры прерванной проги в регистры МПП и восстанавливает процесс вып-я прерв-й проги

Виды прерыв-я: Прикладные - временно устанавлив. пользоват.при многопрограммной раб. Псевдопрерывание- служат для запоминания важных фиксированных адресов, кот м.б. исполь. в прогах Аппаратные –инициируются при обращениях к МП со стороны внешних устройств с требованием выполнять те или иные прцедуры. Программные – обычные процедуры кот вызывает текущая прога для выполнения предусмотренных в ней подпрограмм. Технические –возникают при появлении отказов в работе технич. средств ПК. Логические –при появлении ошибок в выполнении проги.

У микропроцессоров (МП) имеется возможность многозадачной работы (многопрограммность) и сопутствующая ей защита памяти. Современные микропроцессоры имеют два режима работы.

∆ реальный (однозначный, Real Address Mode), в котором возможно выполнение только одной программы и непосредственно адресоваться могут только 1024+64 Кбайт основной памяти компа, а остальная память (расширенная) доступна лишь при подключении специальных драйверов, поддерживается операционной системой DOS;

∆ защищённый (многозначный, Protected Virtual Address Mode), обеспечивающий выполнение сразу нескольких программ, непосредственную адресацию и прямой доступ (без дополнительных драйверов) к расширенной основной памяти. Предоставляется непосредственный доступ к памяти ёмкостью 16 Мбайт для МП 286; 4 Гбайт для процессоров 386, 486, Celeron; 100 Гбайт для МП Pentium Xeon и 64 Гбайт для остальных процессоров Pentium, а при страничной организации памяти – к 16 Тбайт виртуальной памяти каждой задаче. В этом режиме осуществляется автоматическое распределение памяти между выполняемыми программами и соответствующая её защита от обращений со стороны чужих программ. Защищённый режим поддерживается операционными системами Windows, OS/2, Unix и т д;

В МП встроена поддержка системы виртуальных машин. Система виртуальных машин является дальнейшим развитием режима многозадачной работы, при котором каждая задача может выполняться под управлением своей операционной системы, т е практически в одном МП моделируется как бы несколько компьютеров, работающих параллельно и имеющих разные операционные системы.