Популярные услуги

Все письменные КМ под ключ за 7 суток! (КМ-1 + КМ-2 + КМ-3 + КМ-4 + КМ-5)
Все 4 контрольные точки за 7 суток
Оба семинара по программированию под ключ! КМ-2. Разработка циклических алгоритмов + КМ-3. Функции и многофайловые программы в Си
КМ-3. Основы J⁣a⁣v⁣a⁣S⁣c⁣r⁣i⁣p⁣t - обработка событий, проверка ввода данных в форму
Сделаю ваше задание: Лабораторная работа на Pascal / Lazarus
Повышение уникальности твоей работе
Одно любое задание в mYsql
Все письменные КМ под ключ за 3 суток! (КМ-6 + КМ-7 + КМ-8 + КМ-9 + КМ-10)
Любой реферат по информатике
КМ-6. Передача параметров между сценариями (скриптами) PHP. Отправка данных на сервер с помощью форм. - Выполню за вас.

Система прерывания программ

2021-03-09СтудИзба

Система прерывания программ. Основные функции системы прерывания программ. Вложение прерываний.

Во время выполнения ЭВМ текущей программы внутри машины и в свя­занной с ней внешней среде (технологический процесс, управляемый ЭВМ) могут возникать события, требующие немедленной реакции на них со сторо­ны машины.

Реакция состоит в том, что машина прерывает обработку текущей про­граммы и переходит к выполнению некоторой другой программы, специаль­но предназначенной для данного события. По завершению этой программы ЭВМ возвращается к выполнению прерванной программы.

Принципиально важным является то, что моменты возникновения собы­тий, требующих прерывания программ, заранее не известны и поэтому не мо­гут быть учтены при программировании.

Каждое событие, требующее прерывания, сопровождается сигналом, ко­торый называют запросом прерывания.

Программу, затребованную запросом прерывания, называют преры­вающей программой, противопоставляя ее прерываемой программе, вы­полнявшейся в ЭВМ до появления запроса.

Запросы на прерывания могут возникать внутри самой ЭВМ и в ее внешней среде. К первым относятся, например, запросы при возникновении в ЭВМ таких событий, как появление ошибки в работе ее аппаратуры, пере­полнение разрядной сетки, попытка деления на 0, выход из установленной для данной программы области памяти, затребование периферийным устрой­ством операции ввода-вывода, завершение операции ввода-вывода перифе­рийным устройством или возникновение при этой операции особой ситуации и др. Хотя некоторые из указанных событий порождаются самой програм­мой, моменты их появления, как правило, невозможно предусмотреть. Запросы во внешней среде могут возникать от других ЭВМ, от аварийных и неко­торых других датчиков технологического процесса и т.п.

Таким образом, запросы прерывания генерируются несколькими разви­вающимися параллельно во времени процессами, которые в некоторые мо­менты требуют вмешательства процессора.

К этим процессам, в частности, относится процесс выполнения самой программы, процесс контроля правильности работы ЭВМ, операции ввода-вывода, технологический процесс в управляемом машиной объекте и др.

Рекомендуемые материалы

Возможность прерывания программ - важное архитектурное свойство ЭВМ, позволяющее эффективно использовать производительность процессо­ра при наличии нескольких, протекающих параллельно во времени, процес­сов, требующих в произвольные моменты времени управления и обслужива­ния со стороны процессора. В первую очередь это относится к организации параллельной во времени работы процессора и периферийных устройств ма­шины, а также к использованию ЭВМ для управления в реальном времени технологическими процессами,

Чтобы ЭВМ могла, не требуя больших усилий от программиста, реали­зовывать с высоким быстродействием прерывания программ, машине необ­ходимо придать соответствующие аппаратурные и программные средства, совокупность которых получила название системы прерывания программ. В качестве аппаратных средств используется контроллер прерывания (блок прерывания).

Основными функциями системы прерывания являются:

- запоминание состояния прерываемой программы и осуществление перехода к прерывающей программе;

- восстановление состояния прерванной программы и возврат к ней. При наличии нескольких источников запросов прерывания между ними должны быть установлены приоритетные соотношения, определяющие, ка­кой из нескольких поступивших запросов подлежит обработке в первую оче­редь, и устанавливающие: имеет право или нет данный запрос (прерывающая программа) прерывать ту или иную программу.

Характеристики системы прерывания

Для оценки эффективности систем прерывания могут быть использова­ны следующие характеристики.

1. Общее число запросов прерывания (входов в систему прерывания).

2. Время реакции — время между появлением запроса прерывания и моментом прерывания текущей программы. На рис. 3.11 приведена упро­щенная временная диаграмма процесса прерывания.

Рис.3.11. Упрощенная временная диаграмма процесса прерывания

Для одного и того же запроса задержки в исполнении прерывающей программы зависят от того, сколько программ со старшим приоритетом ждут обслуживания, поэтому время реакции определяют для запроса с наивысшим приоритетом (tр).

Время реакции зависит от того, в какой момент допустимо прерывание. Большей частью прерывание допускается после окончания текущей команды. В этом случае время реакции определяется в основном длительностью вы­полнения команды.

Это время реакции может оказаться недопустимо большим для ЭВМ, предназначенных для работы в реальном масштабе времени. В таких маши­нах часто допускается прерывание после любого такта выполнения команды (микрокоманды). Однако при этом возрастает количество информации, под­лежащей запоминанию и восстановлению при переключении программ, так как в этом случае необходимо сохранять также и состояние в момент преры­вания счетчика тактов, регистра кода операции и некоторых других узлов, поэтому такая организация прерывания возможна только в машинах с быст­родействующей сверхоперативной памятью.

Имеются ситуации, в которых желательно немедленное прерывание. Ес­ли аппаратура контроля обнаружила ошибку, то целесообразно сразу же пре­рвать операцию, пока ошибка не оказала влияние на следующие такты рабо­ты программы.

3. Затраты времени на переключение программ (издержки прерыва­ния) равны суммарному расходу времени на запоминание и восстановление состояния программы

4. Глубина прерывания - максимальное число программ, которые мо­гут прерывать друг друга. Если после перехода к прерывающей программе и вплоть до ее окончания прием запросов прекращается, то говорят, что систе­ма имеет глубину прерывания, равную 1. Глубина равна n, если допускается последовательное прерывание до n программ.

Если запрос окажется не обслуженным к моменту прихода нового за­проса от того же источника, то возникает так называемое насыщение систе­мы прерывания.

В этом случае предыдущий запрос от данного источника будет маши­нально утерян, что недопустимо.

Рис.3.12. Процессы прерывания с различной глубиной прерывания и дисциплиной обслуживания

5. Число классов (уровней) прерывания. В ЭВМ число различных за­просов (причин) прерывания может достигать нескольких десятков или со­тен. В таких случаях часть запросов разделяют на отдельные классы или уровни.

Совокупность запросов, инициирующих одну и ту же прерывающую программу, образует класс или уровень прерывания (рис. 3.13).

Рис.3.13. Разделение запросов на классы прерывания

Запросы всех источников прерывания поступают на регистр запросов прерывания РгЗП, устанавливая соответствующие его разряды в состояние 1, указывающее на наличие запроса прерывания определенного источника. За­просы классов прерывания ЗПК1-ЗПКk формируются элементами ИЛИ, объ­единяющими разряды РгЗП, относящиеся к соответствующим классам (уров­ням). Еще одна схема ИЛИ формирует общий сигнал прерывания ОСП, по­ступающий в устройство управления процессора.

Информация о действительной причине прерывания, породившей запрос данного класса, содержится в коде прерывания, который отражает состояние разрядов РгЗП, относящихся к данному классу прерывания.

После принятия запроса прерывания на исполнение и передачу управле­ния прерывающей программе соответствующий триггер РгЗП сбрасывается. Объединение запросов в классы прерывания позволяет уменьшить объем ап­паратуры. но приводит к замедлению работы системы прерывания.

Программно-управляемый приоритет прерывающих программ

Относительная степень важности программ, их частота повторения, от­носительная степень срочности в ходе вычислительного процесса могут ме­няться, требуя установления новых приоритетных отношений. Поэтому во многих случаях приоритет между прерывающими программами не может быть зафиксирован раз и навсегда. Необходимо иметь возможность изменять по мере необходимости приоритетные соотношения программным путем. Приоритет между прерывающими программами должен быть динамичным, т.е. программно управляемым.

В ЭВМ широко применяются два способа программно-управляемого приоритета прерывающих программ:

Люди также интересуются этой лекцией: 4 - Гидроцилиндры.

- использование порога прерывания;

- использование маски прерывания.

Порог прерывания. Этот способ позволяет в ходе вычислительного процесса программным путем изменить уровень приоритета процессора (а следовательно, и обрабатываемой в данный момент на процессоре програм­мы) относительно приоритетов запросов источников прерывания (перифе­рийных устройств), другими словами, задавать порог прерывания, т. е. мини­мальный уровень приоритета запросов, которым разрешается прерывать про­грамму, идущую на процессоре.

Порог прерывания задается командой программы, устанавливающей в регистре порога прерывания код порога прерывания. Специальная схема вы­деляет наиболее приоритетный запрос, сравнивает его приоритет с порогом прерывания и, если он оказывается выше порога, вырабатывает общий сигнал прерывания, и начинается процедура прерывания.

Маска прерывания представляет собой двоичный код, разряды которо­го поставлены в соответствие запросам или классам (уровням) прерываний. Маска загружается командой программы в регистр маски (рис. 3.14).


Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее