Прерывания. Шина современных пк

Прерывание – сигнал, сообщающий процессору о наступлении какого-либо события. При этом выполнение текущей последовательности команд приостанавливается и управление передается обработчику прерывания, котор реагирует на событие и обслужив его, после чего возвращает управление в прерванный код.

В зависимости от источника возникновения сигнала прерывания делятся на:

• асинхронные или внешние (аппаратные) – события, которые исходят от внешних источников (например, периферийных устройств) и могут произойти в любой произвольный момент: сигнал от таймера, сетевой карты или дискового накопителя, нажатие клавиш клавиатуры, движение мыши;

• внутренние – события в самом процессоре как результат нарушения каких-то условий при исполнении машинного кода: деление на ноль или переполнение, обращение к недопустимым адресам и недопустимый код операции;

• программные (частный случай внутреннего прерывания) – инициируется исполнением специальной инструкции в коде программы. Программные прерывания, как правило, используются для обращения к функциям встроенного программного обеспечения, драйверов и операционной системы.

Совокупность линий, по которым обмениваются информацией компоненты и устройства компьютера, называется шиной.

Шина предназначена для обмена информацией между двумя и более устройствами. Шина, связывающая только два устройства, называется портом.

Обычно шина имеет разъемы для подключения внешних устройств, которые в результате сами становятся частью шины и могут обмениваться информацией со всеми другими подключенными к ней устройствами.

Линии шины делятся на три группы в зависимости от типа передаваемых данных:

• Линии данных (шина данных);

• Линии адреса (шина адреса);

• Линии управления (шина управления).

Шина данных. По этой шине происходит обмен данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты, и памятью.

Чем выше разрядность шины, тем больше данных может быть передано за определенный промежуток времени и выше производительность компьютера.

Шина адреса. По шине адреса передается уникальный идентификационный код. Она служит для адресации к какому-либо устройству компьютера.

Процесс обмена данными возможен лишь в том случае, когда известен отправитель и получатель этих данных. Каждый компонент компьютера, каждый регистр ввода/вывода и ячейка памяти имеют свой адрес и входят в общее адресное пространство памяти компьютера.

Шина управления. Для успешной передачи данных недостаточно установить их на шине данных и задать адрес на шине данных. Для того чтобы данные были записаны (считаны) в регистры устройств, подключенных к шине, адреса которых указаны в шине адреса, необходим ряд служебных сигналов: записи/считывания, готовности к приему/передаче данных, подтверждения приема данных, аппаратного прерывания и т.д. Все эти сигналы передаются по шине управления.

Основные характеристики шины:

• Разрядность шины определяется количеством данных, параллельно проходящих через нее.

• Пропускная способность шины определяется количеством бит информации, передаваемых по шине за секунду.

• Интерфейс. Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса. Под интерфейсом понимается совокупность различных характеристик какого-либо периферийного устройства компьютера, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором.