Прямой доступ к памяти(Direct memory Access)

Режим DMA требуется при обмене данными между ОП и высокоскоростными устройствами. В режиме DMA периферийные устройства связаны с ОП непосредственно через каналы доступа (каналы DMA), а не через внутренние регистры процессора. Для инициализации процесса DMA на системной шине используется соответствующие сигналы. Устройства, требующие прямой доступ к памяти по одному из свободных каналов DMA обращается к контроллеру, сообщая ему путь (адрес) от, куда и куда переслать данные, начальный адрес блока данных и объем данных. Инициализация обмена происходит с участием процессора, но сама передача идет под управлением контроллера DMA. Для организации прямого доступа к памяти в IBM PC/XT использовалась одна четырехканальная микросхема DMA. Канало нулевой, который был предназначен для регенерации динамической памяти. Каналы второй и третий предназначены для высокоскоростной передачи данных между дисководом гибких дисков, винчестерам и ОП доступным был только DMA1. В ПК IBM PC/AT имеются уже 8 каналов DMA, это достигается путем каскадного включения двух микросхем DMA, интегрированных в микросхему контроллера периферии. Канал DMA4, используется для подключения DMA0-DMA3 ко второму контроллеру. Из всех каналов DMA стандартно задействован только канал DMA2 (предназначен для FDD). Канал DMA1 используется звуковыми картами либо стримером.

Приостановка. Прерывание.

Это основные средства, позволяющие совместить операции ввода/вывода и обработки информации.

1 Прерывание – это процесс переключения центрального процессора с одной программы на другую по внешнему сигналу с сохранением информации для последующего возобновления прерванной программы.

Необходимость в прерывании возникает в том случае если некоторые внешние, по отношению к ЦП события требует от него немедленной реакции, которая заключается в выполнении специально предусмотренной для данного события программой. ПУ при возникновении события, требующего реакции со стороны ЦП, формирует сигнал – запрос прерывания. Этот сигнал поступает в ЦП в произвольные моменты времени асинхронно по отношению к выполнению программ, поэтому его запоминают на спец. регистре – регистре запросов прерывания. Состояния этого регистра анализируются аппаратными и программными средствами в определённые моменты выполнения программы или команды. После выполнения каждой команды схемы управления производят опрос состояния РгЗП(регистр запросов прерывания) и при наличии единицы на нем прерывания. Интервал времени ожидания между моментом поступления сигнала в регистр и моментом начала обработки прерывания называют временем реакции на прерывание. Обработка прерывания происходит в 4 этапа:

1. Запоминание состояния прерванной программы.

2. Переход к выполнению прерывающей программы.

3. Выполнение прерывающей программы.

4. Восстановление состояния прерванной программы и возврат к ее выполнению.

2 Преостановка – это процесс, при котором средства управления, работающие автономно от центрального процессора задерживают его работу на время цикла памяти, при этом ОЗУ непосредственно занято приемом или выдачей информации для другого устройства. Во время преостанвки текущее состояние процессора не меняется, но выполнение программы задерживается до освобождения ОЗУ. Максимальная длительность преостановки равна или меньше цикла памяти. Преостановки называемые также занятием цикла памяти широко применяются при организации любых систем ввода/вывода. Возможности преостановки ограничены непосредственной передачи данных при обращении к ОЗУ даже несмотря на то, что их длительность меньше, чем у прерывания.