Ответы ПУИС. 1. Понятие интерфейса и его основные параметры 3 Магистральномодульный принцип построения эвм 3

• Название: 1. Понятие интерфейса и его основные параметры 3 Магистральномодульный принцип построения эвм 3
• Анкор: Ответы ПУИС
• Дата: 25.02.2023
• Размер: 1.64 Mb.
• Имя файла: Otvety_PUIS.docx
• Тип: Документы; #954243
• страница: 2 из 10

4. Процесс взаимодействия контроллера ВУ и Процессора

На примере команды записи (или вывода данных на внешнее устройство) Процессор и контроллер должны связываться следующим образом:

1. Процессор в цикле читает информацию из Регистра состояний Контроллера ВУ и проверяет значение бита занятости.

• 
  Если бит занятости - 1, то это означает, что устройство еще не завершило предыдущую операцию, и процессор уходит на новую итерацию цикла.
  
• 
  Если бит занятости - 0, то устройство готово к выполнению новой операции, и процессор переходит на следующий шаг.
  

2. 
   Процессор записывает код команды вывода в порт Регистра управления.
   

3. 
   Процессор записывает данные в порт Регистра входных данных.
   
4. 
   Процессор устанавливает Бит готовности команды.
   

В следующих шагах процессор не задействован.

Когда контроллер замечает, что Бит готовности команды установлен,

1. он устанавливает Бит занятости.

2. Контроллер анализирует код команды в Регистре управления и обнаруживает, что это команда вывода.

Он берет данные из Регистра входных данных и инициирует выполнение команды.

3. После завершения операции контроллер обнуляет Бит готовности команды.

4. При успешном завершении операции контроллер обнуляет Бит ошибки в Регистре состояния, при неудачном завершении команды – устанавливает его.

5. Контроллер сбрасывает Бит занятости.

5. Недостатки программного обмена данными между ВУ и Процессором

Процессор ожидает освобождения устройства, непрерывно опрашивая значение Бита занятости. Такой способ взаимодействия процессора и контроллера получил название polling , в русском переводе, способа опроса устройств.

Если скорости работы процессора и устройства ввода-вывода примерно равны, то это не приводит к существенному уменьшению полезной работы, совершаемой процессором.

Если же скорость работы устройства существенно меньше скорости процессора, то указанный способ обмена резко снижает производительность системы

6. Преимущество обмена данными по прерыванию ( по сравнению с программным обменом)

Для того чтобы процессор не дожидался состояния готовности устройства ввода-вывода в цикле, а мог выполнять в это время другую работу, необходимо, чтобы устройство само умело сигнализировать процессору о своей готовности.

Технический механизм, который позволяет внешним устройствам оповещать процессор о завершении команды вывода или команды ввода, получил название механизма прерываний.

7. Механизм обмена данными по прерыванию

Для реализации механизма прерываний необходимо к имеющимся у нас шинам локальной магистрали добавить еще одну линию, соединяющую процессор и устройства ввода-вывода – линию прерываний.

По завершении выполнения операции внешнее устройство выставляет на эту линию специальный сигнал, по которому процессор после выполнения очередной команды (или после завершения очередной итерации при выполнении цепочечных команд,) изменяет свое поведение.

Вместо выполнения очередной команды из потока команд он частично сохраняет содержимое своих регистров и переходит на выполнение программы обработ-ки прерывания, расположенной по заранее оговоренному адресу.

8.Организация ввода вывода в режиме ввод-вывод по прерываниям

ЦП не тратит время на слежение за состоянием флагов готовности своих устройств ввода-вывода, а работает по своей основной программе.

При готовности к обмену ПУ формирует запрос прерывания и посылает его процессору.

ЦП, обнаружив сигнал запроса, завершает выполнение операций, которые нельзя прервать (например, чтобы избежать потери данных, заканчивает исполнение текущей команды) и выполняет следующие действия:

1. Идентифицирует источник пре-рываний

2. Запоминает информацию о сос-тоянии ЦП (содержимое счетчика команд и всех регистров)

3. Выполняет инициализацию процессора для перехода прерываемой программы к подпрограмме обработки прерываний

4. Осуществляет запуск и исполнение прерывающей программы обслуживания поступившего запроса прерывания

5. Восстанавливает состояние на момент прерывания

6. Возвращает управление прерванной программы

9. Запрос прерывания и Вектор прерывания

Запросы прерываний от ВУ формиру-ются с помощью PIC (Programmable Interruption Controller), который связан линией запроса с CPU. Запросы от PIC поступают в CPU на внешний вход INTR.

Для управления прерываниями используется маска прерываний (см. рис. ниже), представляющая собой двоичное слово M = m1 m2 … mk с чис-лом разрядов, равным числу маскиру-емых причин прерывания.