Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Арифметический конвейер



Конвейер может применяться и в устройствах обработки информации (АЛУ) – такой конвейер называется арифметическим.

Пример: операционное устройство вычисляет некоторую функцию Ф от входных данных.

если эта функция может быть разложена на ряд более простых: Ф =Ф1 -> Ф2 -> Ф3 -> Ф4 -> ...-> Фк, то может быть применен арифметический конвейер.

Арифметический конвейер может быть также синхронным и асинхронным, ориентированным как на специальные функции, так и на универсальное применение.

Если конвейер многооперационный, то он усложняется, т.к. необходимо проводить эффективное разбиение операций на этапы и осуществлять коммутацию соответствующих блоков.

12 Система прерываний программ. Функции и назначение

Прерывание - это прекращение выполнения текущей команды или текущей последовательности команд для обработки некоторого события специальной программой - обработчиком прерывания, с последующим возвратом к выполнению прерванной программы. Событие может быть вызвано особой ситуацией, сложившейся при выполнении программы, или сигналом от внешнего устройства. Прерывание используется для быстрой реакции процессора на особые ситуации, возникающие при выполнении программы и взаимодействии с внешними устройствами. Механизм прерывания обеспечивается соответствующими аппаратно-программными средствами компьютера.

Назначение: Любая особая ситуация, вызывающая прерывание, сопровождается сигналом, называемым запросом прерывания (ЗП). Запросы прерываний от внешних устройств поступают в процессор по специальным линиям, а запросы, возникающие в процессе выполнения программы, поступают непосредственно изнутри микропроцессора.

Аппаратные прерывания используются для организации взаимодействия с внешними устройствами:

· маскируемые, которые могут быть замаскированы программными средствами компьютера;

· немаскируемые, запрос от которых таким образом замаскирован быть не может.

Программные прерывания вызываются следующими ситуациями:

· (переполнение, нарушение защиты памяти, отсутствие нужной страницы в оперативной памяти и т.п.);

· специальной команды прерывания INT n, используемой обычно программистом при обращениях к специальным функциям операционной системы для ввода-вывода информации. После появления сигнала запроса прерывания ЭВМ переходит к выполнению программы - обработчика прерывания. Обработчик выполняет те действия, которые необходимы в связи с возникшей особой ситуацией. Например, такой ситуацией может быть нажатие клавиши на клавиатуре компьютера. Тогда обработчик должен передать код нажатой клавиши из контроллера клавиатуры в процессор и, возможно, проанализировать этот код. По окончании работы обработчика управление передается прерванной программе.

Функции прерываний:

1. определение наиболее приоритетного незамаскированного запроса на прерывание (если одновременно поступило несколько запросов);

2. определение типа выбранного запроса;

3. сохранение текущего состояния счетчика команд и регистра флагов;

4. определение адреса обработчика прерывания по типу прерывания и передача управления первой команде этого обработчика;

5. выполнение программы - обработчика прерывания;

6. восстановление сохраненных значений счетчика команд и регистра флагов прерванной программы;

7. продолжение выполнения прерванной программы.

13 Характеристики системы прерываний

1 общее число запросов прерывания;

2. число запросов внешних прерываний;

3. время реакции - время межу появлением запроса прерывания и началом выполнения прерывающей

Особенности:

· Т.к. время реакции в общем случае зависит от приоритета запроса (т.к. в системе могут ожидать обслуживания запросы с более высоким приоритетом), то оно определяется для запроса с самым высоким приоритетом;

· Время реакции может включать в себя t3 при аппаратной реализации запоминания состояния прерываемой программы;

· Если реакция на прерывание (обычно) возможна только между выполнением отдельных команд программы, то на время реакции оказывает влияние время выполнения команд;

· Применение МП выдвигает соответствующие требования на время реакции. Особенно высокие требования для систем, работающих в реальном режиме времени, когда обработка события должна происходить очень быстро.

Для снижения времени реакции используют:

· возможность прерывания после каждого такта команды (редко, т.к. увеличивается число запоминающей информации);

· запоминание только части информации о прерванной программе;

· наличие ортогональных состояний МП.

4. затраты времени на переключение программ (учитываются все расходы времени на запоминание и восстановление состояния программы): tизд=tз+tв

5. глубина прерывания - максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга.

Если после перехода к программе обработке прерывания и до ее окончания обработка запросов больше не возможна, то глубина равна 1. Чем больше глубина прерываний, тем быстрее реакция процессора на прерывания с более высоким приоритетом.

Если запрос прерывания окажется не обслуженным до прихода следующего запроса от того же источника, то наступает насыщение системы прерываний и запрос будет потерян. Для избегания этого необходимо согласовывать быстродействие МП с частотой запросов прерываний.

6. число уровней прерываний

Т.к. ЭВМ может иметь большое число источников прерываний, а их полная реализация в процессоре зачастую невозможна, все запросы делятся на классы (уровни).

Совокупность запросов прерывания, которые инициируют одну и туже программу обработки прерываний образуют уровень прерываний.

На этом принципе (объединения запросов в один класс) основан способ увеличения числа возможных источников запросов прерываний. В частности, например, если запросы от трех источников объединены в один уровень, то программа обработки прерывания по запросу от данного уровня должна в первую очередь определить источник прерывания и затем вызвать соответствующую подпрограмму.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.