Программный этап обработки прерываний

Происходит идентификация типа прерывания:

- Прерывание может быть «короткое», которое не требует больших ресурсов и значительного времени обработки. Пример: прерывание, связанное с таймером. В этом случае происходит обработка и осуществляется выход из прерывания. Т.е. восстановление состояние процессора в точке прерывания (за счет буфера), возврат в точку прерывания и одновременное снятие блокировки прерывания.

- Если это прерывание не «короткое», то возможны две ситуации: либо оно фатальное, т.е. после которого выполнять программу невозможно, либо не фатальное, когда программа будет выполняться после его обработки. Если прерывание фатальное, например, отказ блока оперативной памяти, с которой работает программа, или отказ внешнего устройства, к которому обращались за данными. Происходит снятие блокировки прерываний и ОС завершает выполнение программы, т.е. выполняет те действия, которые освобождают ресурсы. Если прерывание не фатальное, то нужно сохранить полную информацию о прерванной программе. В этом случае ОС, копирует в аппаратный буфер, в который она уже скинула то подмножество регистров, которые скидываются в случае короткого прерывания, а также копирует оставшиеся регистры, после этого происходит снятие блокировки и завершение обработки прерывания уже в открытом режиме (когда работает программа). Эта часть ОС использует, только те регистры, которые аппаратно сохраняются, до тех пор, пока не произошло полное сохранение регистров, соответственно после завершения прерывания, все восстанавливается, чтобы можно было продолжить программу, но это уже функция операционной системы.

-

Идентификация прерывания может осуществляться разными моделями.

Модель организации прерываний с использованием «регистра прерываний»

Каждый разряд этого регистра отвечает за появление того или иного прерывания или группы прерываний. Т.е. каким-то регистрам может соответствовать прерывание определенного типа, а в каком-то регистре возможна индикация о том, что есть еще один периферийный регистр прерываний, в котором появилось прерывание. Когда ОС получает управление, то специальными командами, которые доступны только ОС, может прочесть регистр прерываний и определить причину прерывания, а после этого, в зависимости от причины, передать управление на ту или иную программу обработки прерывания.

Модель организации прерываний с использованием «вектора прерываний»

. Здесь аппаратно предполагается, что в определенном фрагменте ОП размещается вектор прерываний. Это таблица, каждая строка которой соответствует определенному прерыванию, соответственно код строки есть адрес программы-обработчика соответствующего прерывания, также в этой строке могут находиться дополнительная информация, например, о том в какой режим нужно включить процессор при переходе, приоритет операций и т.д. и т.п. Соответственно при возникновении прерывания аппаратно, управление передается не на одну точку, а уже на точку, которая соответствует конкретному прерыванию, т.е. уже сразу идет попадание на обработчик прерываний.

Модель организации прерываний с использованием регистра «слово состояние процессора»

Код прерывания аппаратно помещается в регистр «слово состояние процессора», после этого программа-обработчик прерывания выбрав этот код принимает решение о дальнейшей последовательности действий, которые необходимо осуществить для обработки прерывания, стоящего под этим кодом.

Внешние устройства

Внешние устройства на сегодняшний день во многом определяют эксплуатационные характеристики компьютера. Система внешних устройств компьютера достаточно широкая. Но есть некоторый типовой набор внешних устройств. Традиционно внешние устройства можно разделить на следующие классы:

Внешние запоминающие устройства – устройства, предназначенные для хранения данных и программ

Устройства ввода и отображения информации – осуществляют ввод из вне некоторой информации и отображение ее в виде некоторых результирующих данных. Традиционно – это печатающие устройства, устройство дисплея и устройство ввода изображения и текста.

Устройства приема и передачи данных используются для получения данных с других компьютеров, «из вне». (модем, факс…)

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ).

Обмен данными:

• записями фиксированного размера – блоками

•записями произвольного размера

Доступ к данным:

• операции чтения и записи (жесткий диск, CDRW).

• только операции чтения (CDROM, DVDROM, …).

ВЗУ является устройством последовательного доступа если для чтения i-й записи необходимо прочесть («просмотреть») предыдущие i-1 запись. Устройства последовательного доступа являются простейшими ВЗУ. Они обычно используются для архивирования данных. Скорость обработки запросов чтения/записи самая низкая (большой объем механических действий, таких как перемотка лент вперед-назад при выполнении обмена).

Устройство прямого доступа характеризуется возможностью чтения любой записи без предварительного просмотра каких-либо других записей, размещенных на данном устройстве. ВЗУ прямого доступа классифицируются по производительности

Последовательного доступа:

•Магнитная лента

Прямого доступа:

• Магнитные диски

• Магнитный барабан

• Магнито - электронные ВЗУ прямого доступа