Примерный алгоритм использования
Центральному процессору требуется для выполнения машинная команда, размещенная по физическому адресу ОЗУ Aисп.
1. Поиск по таблице строки, содержащей Aисп. Если такой не то на п. 3.
2. Обновление поля «Код старения», чтение поля «Значение» и передача его процессору для исполнения.
3. Поиск наименее интенсивно используемой строки. Чтение машинного слова из ОЗУ по адресу Aисп и заполнение всех полей строки. Передача процессору значения для исполнения.
Конкретные реализация и алгоритмы зависят от архитектуры ЭВМ. Возможно, например, использование одного буфера.
Некоторые итоги решения проблемы оптимизации доступа к ОЗУ:
Сглаживание разницы в производительности ОЗУ и ЦП->->: Минимизация часла реальных обращений в ОЗУ->(Использование РОН, Аппаратная буферизация), Распараллеливание работы с ОЗУ->(Расслоение ОЗУ).
Билет. Аппарат прерываний
Аппарат прерываний ЭВМ - возможность аппаратуры ЭВМ стандартным образом обрабатывать возникающие в вычислительной системе события. Данные события будем называть прерываниями.
Прерывание - одно из событий в вычислительной системе, на возникновение которого предусмотрена стандартная реакция аппаратуры ЭВМ. Количество различных типов прерываний ограничено и определяется при разработке аппаратуры ЭВМ.
Прерывания можно разделить на две группы внутренние и внешние.
Внутренние прерывания инициируются схемами контроля работы процессора. Это может быть реакция ЦП на программную ошибку. Например, деление на ноль.
|
|
|
Внешние прерывания – это средство, позволяющее ЭВМ корректно взаимодействовать с внешними устройствами. Это может быть событие, связанное с поступлением новой информации от ВУ или возникновение ошибки во ВУ.
Аппарат прерываний ЦП обеспечивает стандартную реакцию аппаратуры при возникновении прерывания. Тем самым обеспечивается возможность корректной обработки прерываний в ВС.
Рассмотрим обобщенную (и упрощенную) модель последовательности действий, происходящих в ВС при возникновении прерывания.
При обработке события, связанного с возникновением прерывания на первом этапе работает аппаратура ВС. При этом аппаратно (без участия программы) выполняются следующие действия:
1. Включается режим блокировки прерываний.
2. Обработка прерывания предполагает сохранение возможности корректного продолжения прерванной программы (процесса) с точки прерывания.
3. Следующим шагом является переход на программный режим обработки прерываний.
Второй этап. Программная обработка прерывания. Управление передано на точку ОС, занимающуюся обработкой прерывания. При входе в эту точку часть ресурсов ЦП, используемых программами освобождена (результат малого упрятывания). Поэтому будет запущена программа ОС, которая может использовать только освобожденные малым упрятыванием ресурсы ЦП (перечень доступных в этот момент ресурсов – характеристика аппаратуры). Выполняется следующая последовательность действий:
|
|
|
1. Анализ и предварительная обработка прерывания.
2. “Полное упрятывание” осуществляется полное упрятывание состояния всех ресурсов ЦП, использовавшихся прерванной программой (все регистры, настройки, режимы и т.д.) в специальную программную таблицу (в контекст процесса или программы – о нем позже).
3. До данного момента времени все действия происходили в режиме блокировки прерываний. После полного упрятывания разблокируются прерывания (то есть включается стандартный режим при котором возможно появление прерываний).
4. Заключительный этап – завершение обработки прерывания.
Билет. Внешние устройства. Организация потоков данных при обмене с внешними устройствами
Если посмотреть на взаимодействие ЦП, ОП и внешнего устройства, то это взаимодействие логически разделяется на два компонента:
Поток управляющей информации. Т.е. каким-то образом программно задается информация о том, что необходимо прочесть или записать или переместить данные из одного места в другое.
|
|
|
Поток данных. Т.е. непосредственно ответ на управляющее воздействие и связанное с этим ответом перемещение данных от внешнего устройства в ОП или в ЦП.
Организация потока данных между устройствами может осуществляться 2-мя способами. Организация потока данных между ОП и внешним устройством через ЦП. Это означает, что программе нужно считать или записать какую-то порцию данных процессор выполняет соответствующую последовательность команд. При этом выполняются либо специальные команды ввода- вывода либо процессор специальным образом размещает информацию на специальных регистрах. После это если есть команда чтения информации, то с устройства поступают данные опять-таки на специальные регистры, ЦП ловит (т.е. здесь могут появляться прерывания) эти данные и размещает их в нужную часть ОП, т.е. туда, куда эти данные должны быть размещены. Т.е. это схема обмена через ЦП.
Использование устройств прямого доступа к памяти(direct memory access – DMA). – это означает, что поток данных, т.е. поток управления идет через ЦП, т.е. ЦП выдает управляющую информацию и отслеживает окончательное выполнение, а поток данных идет не через процессор, а через некоторый контроллер, который называется DMA-контроллер. Т.о. обмен может осуществляться без участия ЦП. Т.е. при подаче информации на ЦП о том, что необходимо произвести обмен, DMA-контроллер производит соответствующие необходимые действия и начинается обмен. Когда обмен прошел, то происходит прерывание и ЦП получает информацию о том, что обмен прошел или не прошел.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 295; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!