Лекция "Назначение и характеристики системы прерываний. "

Назначение и характеристики системы прерываний. Порядок обработки прерывания Прерывание – реакция на входной сигнал запроса прерывания или команду прерывания. Принципиально   важным   является   то,   что   моменты   возникновения   событий,   требующих прерывания   программ,   заранее   неизвестны   и   поэтому   не   могут   быть   учтены   при программировании. Прерывание   работы   МП   по   запросу   внешних   устройств   устраняет   необходимость выполнения МП неэффективных операций по проверке готовности внешних устройств к обмену   данными   и   снижает   затраты   времени   на   ожидание   готовности   периферийного устройства к обмену. Прерывания необходимы при обмене данными с большим числом асинхронно работающих внешних устройств. Каждое   событие,   требующее   прерывания,   сопровождается   сигналом,   оповещающим   об этом   событии   ЭВМ,   который   называется  запросом   прерывания.   Программу, затребованную запросом прерывания, называют  прерывающей программой, а программу, выполнявшуюся до появления запроса, ­ прерываемой программой. В сущности, запросы прерывания поступают от нескольких параллельно развивающихся во времени   процессов,   требующих   в   произвольные   моменты   времени   обслуживания   со стороны   процессора.   К   этим   процессам   относится   выполнение   основной   программы, контроль правильности работы ЭВМ, операции ввода­вывода и т.п. Система   прерываний   позволяет   значительно   эффективнее   использовать   процессор   при наличии нескольких протекающих параллельно во времени процессов. Для эффективной реализации системы прерываний ЭВМ снабжается соответствующими аппаратными   и   программными   средствами,   совокупность   которых   называется контроллером прерываний. Порядок обработки прерывания Основными функциями системы прерываний являются: • • • • При   наличии   нескольких   источников   запросов   прерываний   должен   быть   установлен определенный   порядок   в   обслуживании   поступающих   запросов,   т.е.   должны   быть установлены приоритетные соотношения между запросами. Приоритетные   соотношения   определяют,   какой   из   нескольких   поступивших   запросов подлежит обработке в первую очередь, и устанавливают, имеет или не имеет право данный запрос прерывать ту или иную программу. Прерывающая программа, как правило, состоит из трех частей: 1. Подготовительной, обеспечивающей сохранение состояния прерванной программы. 2. Основной, выполняющей затребованную запросом работу. 3. Завершающей, обеспечивающей продолжение работы прерванной программы. Характеристики системы прерывания Характеристики системы прерывания следующие: 1. Общее количество типов запросов прерываний (число входов в систему прерывания). 2. Время реакции  ­ время между появлением запроса прерывания и началом выполнения прерывающей программы. Время реакции на запрос прерывания зависит от того, сколько программ со старшим приоритетом ждет обслуживания. Поэтому в документации обычно указывают время реакции на запрос с наивысшим приоритетом. 3.  Затраты времени на переключение программ, которые равны суммарному расходу времени на запоминание и восстановление состояния программы. 4.  Глубина прерывания  ­ это максимальное число программ, которые могут прерывать друг друга. Если после перехода к прерывающей программе и вплоть до ее окончания запоминание состояния прерываемой программы; осуществление перехода к прерывающей программе; восстановление состояния прерванной программы; возврат к прерванной программе.прием других запросов запрещается, то говорят, что система имеет глубину прерывания, равную 1. Глубина равна n, если допускается последовательное прерывание до n программ. Системы с большим значением глубины прерывания обеспечивают более быструю реакцию на срочные запросы