Організація переривань і прямого доступу до пам"яті в обчислювальних системах - Курсовая работа

Відмінності між перериваннями і виключеннями полягають у тому, що переривання призначені для обробки запитів від зовнішніх пристроїв, а винятки для обробки помилок, що виникають при виконанні команд. За допомогою команди INT n (де n - номер переривання) можна виконати переривання з будь-яким номером у діапазоні від 0 до 255.Номери 0 ... Переривання, вироблені обладнанням, виконуються після виконання поточної команди і відбуваються в результаті якихось зовнішніх асинхронних (не повязаних з поточним процесом) подій, натискання клавіші, наприклад. Післятого, як програма обробки переривань закінчує обслуговування переривання, виконання перерваної програми триває з команди, яка йде відразу за командою, після якої відбулося переривання. У таблиці кожному переривання або виключення зіставляється вектор переривання-це покажчик на відповіднупрограму обслуговування (вектор дозволяє знайти адресу програми, обробній переривання).Переривання у виконуваній програмі, що виникають при зверненні до системи BIOS. Міжпроцесорних переривання в мультипроцесорних системах, коли один процесор перериває роботу іншого, організовуючи обробку програми переривання. Реалізація режиму переривання включає наступні кроки: Ідентифікація джерела переривання; Контролер переривань формує сигнал запиту, що поступає на вхід замаскованого переривання процесора.Якщо у процесора Масковані переривання дозволені, то він запитає у контролера номер вектора переривання, відповідного даному джерелу переривання. Переривання використовують і для перемикання завдань в багатозадачних системах.Нехай, наприклад, є два процеси (дві прикладні програми), які повинні виконуватися як би одночасно (по-справжньому одночасно один фон-неймановскої процесор їх виконати не може).Можна запустити один процес, а через деякий час його роботи по апаратному переривання (від таймера) зберегти в памяті поточний стан процесу (всі регістри, програмно-доступні цьому процесу) і запустити інший процес.ISR - регістр обслуговуються переривань; зберігає запити переривань, що знаходяться на обслуговуванні контролера переривань. RGM - регістр маскування переривань; забезпечує заборону однієї або кількох ліній запитів переривання. Структура контролера переривань 8259А І так, один контролер 8259A здатний обслуговувати переривання від 8 джерел і цього було достатньо для компютерів IBM PC Xt. Контролер допускає маскування окремих запитів переривань, що дозволяє пристроям з більш низьким пріоритетом отримати можливість генерувати переривання. У таблиці 1. наведені джерела переривань, відповідні їм лінії запиту, розташовані за спаданням пріоритету - P, вектор1 - значення вектора в таблиці векторів реального режиму (реального адреси), вектор2 - значення вектора, який використовує операційна система (у захищеному режимі). переривання системний контролер памятьУ цьому режимі введення і виведення даних здійснює процесор, використовуючи для пересилання свої внутрішні регістри.Процесор читає дані з порту (регістру) зовнішнього пристрою і записує його в потрібну область памяті, або навпаки, читає дані з памяті і передає їх зовнішнього пристрою (дисковий накопичувач, наприклад). Режим PIO визначає, з якою швидкістю дані передаються від диска до памяті і від памяті до диску. Для реалізації режиму прямого доступу до памяті, зовнішній пристрій має відправити процесору запит (тому такому пристрою повинна бути виділена спеціальна лінія запиту переривання). Процесор, в цей час, може продовжити виконання перерваної програми, але доступу до памяті він не має і не може втрутитися в процес обміну, поки контролер не закінчить передачу даних і не видасть відповідного повідомлення.Режими контролера DMA дозволяють передавати дані як по одному слову (Single Word), так і по кілька відразу (Multi Word). При роботі в режимі прямого доступу до памяті контролер DMA виконує наступні функції: приймає запит на прямий доступ до памяті від зовнішнього пристрою;Технологія Plug and Play (включай і працюй) була розроблена найвідомішими компаніями Intel, Compag Computer, Microsoft і Phoenix Technologies в 1993 році для вирішення проблем зміни конфігурації IBM PC-сумісних компютерів. Плати розширення використовують такі ресурси ЕОМ як порти введення-виведення, лінії запитів переривання IRQ, канали прямого доступу до памяті DMA. Приблизне розподілення апаратних ресурсів для деяких пристроїв наведено в таблиці 1. Першою системною шиною, що підтримує технологію Plag and Play, була шина EISA, в даний час її підтримують практично всі сучасні шини (PCI, WIREFIRE і т.д.). Якщо пристрій не використовує технологію Plag and Play, інформація про нього зчитується зі спеціальної бази даних, наприклад, у Windows 9х є база даних, в якій зберігається інформація про декілька тисяч пристроїв.

Зміст

1. Переривання і виключення

2. Основні принципи організації системи переривань

3. Апаратні засоби системи переривань Системний контролер PIC (Programmable Interrupt Controller)

4. Обробка переривань на основі контролера 8259A 5. Контролер переривань APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller)

6. Режим прямого доступу до памяті

7. Розподіл ресурсів, технологія Plug and Play

Список літератури

1. Переривання і виключення