Тема №2 Устройства управления. Занятие №1/3 Система прерывания программ

Август 10, 2022

Главная
Информатика
Тема №2 Устройства управления. Занятие №1/3 Система прерывания программ

Содержание

2. Дисциплина «Структура компьютерных средств» Тема №2 «Устройства управления» Занятие №1/3 «Система прерывания программ»
3. Учебные вопросы: Цикл команды с учетом прерываний. Характеристики систем прерывания. Допустимые моменты прерывания программ. Цели занятия:
4. Учебный вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний» Прерыванием называется процесс, обуславливающий реакцию компьютера на некоторое
5. Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний» Основными функциями системы прерывания являются: 1. Запоминание состояния процессора,
6. Существуют два класса типов прерываний. 1. Внешние прерывания. 2. Внутренние прерывания. Внешние прерывания подразделяются на: а)
7. Немаскируемые прерывания. Запросы немаскируемых прерываний подаются на специально выделенный вход NMI. Они не могут быть запрещены.
8. Внутренние прерывания бывают двух типов: а) особые случаи или исключения; б) программные прерывания. Особые случаи или
9. К прерываниям – особым случаям (исключениям), относятся следующие ситуации: - ошибка деления (частный случай – деление
10. Под программными прерываниями понимаются прерывания, инициируемые самой выполняемой программой, а именно, командами типа INTN, где N
11. Рис. 2.25. Передача управления при прерываниях Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»
12. Рис. 2.26. Потоки информации при реализации цикла команды: а - этап выборки; б - этап косвенной
13. Учебный вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» К основным характеристикам систем прерывания относятся: а) Общее количество типов
14. Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» Рис. 2.28. Временная диаграмма процесса прерывания программ
15. Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» tр – время реакции, интервал времени, требующийся для окончания текущей команды
16. Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» Интервал времени tз + tв = tизд, т.е. время, затрачиваемое на
17. Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» Рис 2.29. Иллюстрация работы систем прерывания с различной глубиной прерывания, (во
18. Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» д) Насыщение системы прерываний – насыщением системы прерывания называется ситуация, когда
19. Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания» Классификация систем прерывания. Идентификация запросов прерывания (определение источников запросов) в системах
20. Учебный вопрос №3. «Допустимые моменты прерывания программ» Эффективность СПП во многом зависит от того, в какой
21. Вопрос №3. «Допустимые моменты прерывания программ» • В покомандном методе прерывание допускается после завершения любой текущей
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Дисциплина
«Структура компьютерных средств»
Тема №2
«Устройства управления»
Занятие №1/3
«Система прерывания программ»

Слайд 3

Учебные вопросы:
Цикл команды с учетом прерываний.
Характеристики систем прерывания.
Допустимые моменты прерывания

программ.
Цели занятия:
Изучить виды систем прерывания программы;
Обучить учитывать особенности организации систем прерывания программы.

Слайд 4

Учебный вопрос №1.
«Цикл команды с учетом прерываний»
Прерыванием называется процесс, обуславливающий реакцию

компьютера на некоторое событие, требующее немедленного его вмешательства.
Запрос прерывания – есть сигнал процессору о появлении события, требующего немедленной реакции процессора путем перехода на подпрограмму обслуживания этого события.
Системой прерывания называется комплекс аппаратных и программных средств, обеспечивающих выявление запросов прерывания и эффективное их обслуживание.

Слайд 5

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»
Основными функциями системы прерывания являются:
1.

Запоминание состояния процессора, которое определяется состоянием его основных регистров на момент прерывания текущей программы.
2. Осуществление передачи управления на процедуру обслуживания прерывания.
3. Восстановление состояния процессора после окончания выполнения процедуры обслуживания прерывания.
4. Передача управления на продолжение выполнения текущей программы.

Слайд 6

Существуют два класса типов прерываний.
1. Внешние прерывания.
2. Внутренние прерывания.
Внешние прерывания подразделяются

на:
а) маскируемые прерывания,
б) немаскируемые прерывания.
Маскируемыми называются такие прерывания, запросы которых могут быть выключены из зоны внимания процессора, путем наложения маски на возможные запросы прерываний.

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»

Слайд 7

Немаскируемые прерывания. Запросы немаскируемых прерываний подаются на специально выделенный вход NMI.

Они не могут быть запрещены. Источниками запросов таких прерываний являются, например, устройства контроля пропадания напряжения питания или контроля повреждения каких-либо особо важных систем обработки.

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»

Слайд 8

Внутренние прерывания бывают двух типов:
а) особые случаи или исключения;
б) программные прерывания.
Особые

случаи или исключения – это прерывания, которые возникают при аномальной ситуации, сложившейся при выполнении конкретной команды и препятствующей нормальному продолжению программы.

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»

Слайд 9

К прерываниям – особым случаям (исключениям), относятся следующие ситуации:
- ошибка деления

(частный случай – деление на 0);
- переполнение разрядной сетки после выполнения очередной команды;
- неразрешенный код команды;
- пошаговое прерывание, которое включается при установке в состояние 1 флага TFв регистре флагов Flags.

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»

Слайд 10

Под программными прерываниями понимаются прерывания, инициируемые самой выполняемой программой, а именно,

командами типа INTN, где N – номер прерывания в некотором заданном диапазоне.
Программные прерывания отличаются от других тем, что они задаются заранее и определены в программе, а не являются случайными по отношению к работе компьютера. Они широко используются при вызове системных функций DOS и BIOS.

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»

Слайд 11

Рис. 2.25. Передача управления при прерываниях
Вопрос №1. «Цикл команды с учетом

прерываний»

Слайд 12

Рис. 2.26. Потоки информации при реализации цикла команды: а - этап

выборки; б - этап косвенной адресации;
в - этап прерывания

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»

Слайд 13

Учебный вопрос №2.
«Характеристики систем прерывания»
К основным характеристикам систем прерывания относятся:
а)

Общее количество типов запросов прерывания (входов в систему прерывания).
б) Время реакции – интервал времени между появлением запроса прерывания и началом выполнения действий по обслуживанию прерывания.
в) Издержки прерывания – затраты времени на переключение программ (см. рис. 2.28).

Слайд 14

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Рис. 2.28. Временная диаграмма процесса прерывания программ

Слайд 15

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
tр – время реакции, интервал времени, требующийся

для окончания текущей команды или такта.
tз – время запоминания, интервал времени, требующийся для запоминания состояния прерванной программы, т.е. запоминания состояния регистров CS, IP, Flags.
tпроц – время выполнения процедуры обслуживания прерывания.
tв – время восстановления состояния прерванной программы, интервал, требующийся для выборки из стека и восстановления в исходное состояние регистров CS, IP и Flags.

Слайд 16

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Интервал времени tз + tв = tизд,

т.е. время, затрачиваемое на переключение программ, обычно называют издержками прерывания.
tобсл – время обслуживания, интервал времени, требующийся для полного обслуживания данного запроса прерывания.
г) Глубина прерывания – максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга (см. рис. 2.29).

Слайд 17

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Рис 2.29. Иллюстрация работы систем прерывания с

различной глубиной прерывания, (во втором случае наивысший приоритет – у запроса прерывания 3, низший – у запроса прерывания 1).

Слайд 18

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
д) Насыщение системы прерываний – насыщением системы

прерывания называется ситуация, когда запрос прерывания окажется не обслуженным к моменту прихода нового запроса от того же источника. В этом случае, предыдущий запрос прерывания от того же источника будет утрачен, что недопустимо. Поэтому быстродействие компьютера, характеристики системы прерывания, число источников прерывания и частота возникновения запросов должны быть согласованы таким образом, чтобы насыщение было невозможным.

Слайд 19

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Классификация систем прерывания.
Идентификация запросов прерывания (определение источников

запросов) в системах прерывания может осуществляться двумя основными способами: способом опроса (Polling) и векторным способом.
В связи с этим и системы прерывания могут быть реализованы двух типов:
1. Системы прерывания с опросом источников прерывания (Polling).
2. Векторные системы прерывания.

Слайд 20

Учебный вопрос №3.
«Допустимые моменты прерывания программ»
Эффективность СПП во многом зависит

от того, в какой момент допускается прерывание выполняемой программы. В известных ВМ этот момент определяется одним из трех методов.
• Метод помеченного оператора, известный также как метод опорных точек, предполагает наличие в коде команд специального бита, единичное значение которого означает разрешение прерывания по завершении данной команды, а нулевое - запрет.

Слайд 21

Вопрос №3. «Допустимые моменты прерывания программ»
• В покомандном методе прерывание допускается после

завершения любой текущей команды. Метод обеспечивает уменьшение времени реакции ТР, но при этом возрастает время обслуживания прерывания ТОБС.
• Метод быстрого реагирования допускает прерывание после любого такта выполнения команды. Для метода характерно минимальное время реакции ТР → min, но, с другой стороны, возрастает объем запоминаемого контекста программы (количества информации, подлежащей запоминанию и восстановлению при переключении программ) и, соответственно, время обслуживания прерывания ТОБС.

Тема №2 Устройства управления. Занятие №1/3 Система прерывания программ

Содержание

Дисциплина «Структура компьютерных средств»Тема №2 «Устройства управления»Занятие №1/3 «Система прерывания программ»

Учебные вопросы:Цикл команды с учетом прерываний. Характеристики систем прерывания.Допустимые моменты прерывания

Учебный вопрос №1.«Цикл команды с учетом прерываний»Прерыванием называется процесс, обуславливающий реакцию

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»Основными функциями системы прерывания являются:1.

Существуют два класса типов прерываний.1. Внешние прерывания.2. Внутренние прерывания.Внешние прерывания подразделяются

Немаскируемые прерывания. Запросы немаскируемых прерываний подаются на специально выделенный вход NMI.

Внутренние прерывания бывают двух типов:а) особые случаи или исключения;б) программные прерывания.Особые

К прерываниям – особым случаям (исключениям), относятся следующие ситуации:- ошибка деления

Под программными прерываниями понимаются прерывания, инициируемые самой выполняемой программой, а именно,

Рис. 2.25. Передача управления при прерыванияхВопрос №1. «Цикл команды с учетом

Рис. 2.26. Потоки информации при реализации цикла команды: а - этап

Учебный вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»К основным характеристикам систем прерывания относятся:а)

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»Рис. 2.28. Временная диаграмма процесса прерывания программ

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»tр – время реакции, интервал времени, требующийся

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»Интервал времени tз + tв = tизд,

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»Рис 2.29. Иллюстрация работы систем прерывания с

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»д) Насыщение системы прерываний – насыщением системы

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»Классификация систем прерывания.Идентификация запросов прерывания (определение источников

Учебный вопрос №3. «Допустимые моменты прерывания программ»Эффективность СПП во многом зависит

Вопрос №3. «Допустимые моменты прерывания программ»• В покомандном методе прерывание допускается после

Похожие презентации

Дисциплина
«Структура компьютерных средств»
Тема №2
«Устройства управления»
Занятие №1/3
«Система прерывания программ»

Учебные вопросы:
Цикл команды с учетом прерываний.
Характеристики систем прерывания.
Допустимые моменты прерывания

Учебный вопрос №1.
«Цикл команды с учетом прерываний»
Прерыванием называется процесс, обуславливающий реакцию

Вопрос №1. «Цикл команды с учетом прерываний»
Основными функциями системы прерывания являются:
1.

Существуют два класса типов прерываний.
1. Внешние прерывания.
2. Внутренние прерывания.
Внешние прерывания подразделяются

Внутренние прерывания бывают двух типов:
а) особые случаи или исключения;
б) программные прерывания.
Особые

К прерываниям – особым случаям (исключениям), относятся следующие ситуации:
- ошибка деления

Рис. 2.25. Передача управления при прерываниях
Вопрос №1. «Цикл команды с учетом

Учебный вопрос №2.
«Характеристики систем прерывания»
К основным характеристикам систем прерывания относятся:
а)

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Рис. 2.28. Временная диаграмма процесса прерывания программ

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
tр – время реакции, интервал времени, требующийся

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Интервал времени tз + tв = tизд,

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Рис 2.29. Иллюстрация работы систем прерывания с

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
д) Насыщение системы прерываний – насыщением системы

Вопрос №2. «Характеристики систем прерывания»
Классификация систем прерывания.
Идентификация запросов прерывания (определение источников

Учебный вопрос №3.
«Допустимые моменты прерывания программ»
Эффективность СПП во многом зависит

Вопрос №3. «Допустимые моменты прерывания программ»
• В покомандном методе прерывание допускается после