Бағдарламалардағы үзулер жүйесін ұйымдастыру және x86 процессорларында жүзеге асыру

Жоспар I Кіріспе II Негізгі бөлім 1.1 Бағдарламаларда үзу жүйесінің принциптерін ұйымдастыру технологиясы 1.1.1 Үзу сигналдарының классы 1.1.2 Үзілулер приоритеттері 1.1.3 Аппарттық үзілулердің орналасуы 1.1.4 Үзу кестесі 1.1.5 Үзулерді үлестіру 1.1.6 Үзілулерден қорғау 1.1.7 Программалық үзу 2.1 х86 процессорларының 2.1.1 Жүйенің аппаратық қоры 2.1.2 Құрылғылар жанжалдары 3.1 Үзулерді үлестіруге мысалдар III Қорытынды IV Қолданылған әдебиеттер тізімі Кіріспе Мен бұл курстық жұмысымда үзулер туралы, оның түрлері Бағдарламаларды үзу-процессордың жүріп жаткан бағдарламаны үзу және Үзу сигналдарының пайда болу шарттарына байланысты оны төмендегідей Басқару схемасынан үзу немесе машиналық үзу Бағдарламаның үзілуі немесе бағдарламаның қандай да бір қателік Енгізу-шығару құрылғыларынан пайда болған үзілулер Басқарушы бағдарламалар диспетчерине арналған үзілулер Үзілу сұранысына дейін жұмыс істейтін бағдарламаларды, үзілуші бағдарламалар х86 процессорларының базасында құрылған барлық ДК-лер 1. микропроцессорларда үзу; 2. аппараттық; 3. программалық; 4. операциялық жүйе; 5. BASIC; 6. адрестік және ортақ мақсат үшін. Ешқандай артық ережелерге сүйенбей-ақ жанжал дегенімізді былай түсіндіруге Бағдарламаларда үзу жүйесінің принциптерін ұйымдастыру Үзілу сигналдарының классы Бір бағдарламадан екінші бір мультибағдарламаға өтуді қамтамасыз ету Бағдарламаларды үзу-процессордың жүріп жаткан бағдарламаны үзу және Үзу сигналдарының пайда болу шарттарына байланысты оны төмендегідей 1. Басқару схемасынан үзу немесе машиналық үзу, 2. Бағдарламаның үзілуі немесе бағдарламаның қандай да Ішкі үзілу ішкі объектілерден сигнал келген кезде туындайды: 3. Енгізу-шығару құрылғыларынан пайда болған үзілулер процессордың 4.Басқарушы бағдарламалар диспетчерине арналған үзілулер мынадай жағдайда ғана х86 процессорларының базасында ДК-лерде үзілулерді үлестіру х86 процессорларының базасында құрылған барлық ДК-лер - микропроцессорларда үзу; - аппараттық; - программалық; - операциялық жүйе; - BASIC; - адрестік және ортақ мақсат үшін. Микропроцессорлық үзілу және аппараттық үзулулер процессорда орнатылған және Аппарттық үзілулердің орналасуы 5.1. Кесте Үзілу реті Мақсаты 0 Системалық таймер 1 Пернетақта басқарушысы 2 Кадрды қайта айналдырып әкелу сигналы (видео), 9 3 СОМ2/СОМ4 4 СОМ1/СОМ3 5 Бос 6 Басқарғыш FDD 7 LPT1 8 Автономдық ток көзімен нақты уақыт сағаты 9 2-ге параллельді 10 Бос 11 Бос 12 Тышқан басқарғышы PS/2 13 Математикалық сопроцесс 14 Басқарғыш IDE HDD (бірінші канал) 15 Басқарғыш IDE HDD (екінші канал) 65 Программалық үзілу ROM-BIOS-тың бағдарламасының бір бөлігі болып табылады. Операциялық жүйені үзу (ОЖ) Операциялық Жүйеде қолданылады. Көптеген BASIC үзілуі BASIC-тің өзімен байланыстырылады және Адрестік үзілу векторлық үзілу кестенің белгілі бір Ортақ мақсаттағы үзілулерді өзіміздің бағдарламалармен орнатып увақытша пайдалануға Үзілулер приоритеттері Үзілу сұранысына дейін жұмыс істейтін бағдарламаларды, үзілуші бағдарламалар 5.1 суретте жүріп жатқан П1 бағдарламасының уақытылы Бағдарламаның үзілу процессінің уақытша мүмкін диаграммасы 5.1. Сурет Қайта-қайта ұсыныстар арқылы туындайтын бірін бірі үзуші Бiрiншi деңгей енгiзу шығару құрылымдарынан үзулерге тағайындайды ,ал Бірінші деңгейдің үзілулері екінші және үшінші деңгейдің бағдарламаларын Үзу сұраныстарының деңгейін есепке алғандағы жүйедегі бағдарламалардың орындалуының Рис. 5.2. Деңгейлерді енгізуге байланысты жекелеген сұраныстар үшін реакция уақыты Үзілулерден қорғау Үзу сұраныстарына процессор мынадай қадам жасау керек, яғни Үзілу себептеріне байланысты жасырын сұраныстар екі жақты болып Қазiргi таңдағы ЭЕМ-дердегi үзулерді iске асыру аппараттық және Үзуді өңдеудің екі әдісін қарастырады: сұраныс бойынша және 1. Сұраныс бойынша үзу. Аппараттық және 2. Векторық үзу. Сұраныс сәйкес бағыныңқы бағдарламаға Үзу жүйесінің ерекшелігі мұнда, яғни үзуді қамтамасыз ету Үзу (ағыл. interrupt) — процессорға келетін Пайда болу көзіне байланысты үзілу сигналдары мынадай түрлерге Асинхронды және ішкі (аппараттық) — сыртқы құрылғылардан шығатын синхронды немесе ішкі — машиналық кодтың орындалуы кезіндегі программалық (ішкі үзілудің жекелеген жағдайы) — программа кодындағы «Ловушка» термині (ағыл. trap) «үзу» терминіне синоним Тыйым салудың мүмкіндіктеріне байланысты сыртқы үзілулер мынадай түрлерге маскировка жасалатыны — сәйкес келетін биттерді регистрге үзуге маскировка жасалынбайтыны (ағыл. Non maskable interrupt, NMI) Үзілулерді өңдеушілер қарапайым жағдайда мына түрде жазады, яғни Үзілу өңделіп бітем дегенше қарапайым жағдайда осы типтағы Үзілуге қатысты қызмет жасау мынадай мағына береді, яғни Абсолюттік қатысты қызмет көрсету дегеніміз ол егер Үзу кестесі Үзу кестесі — құрылғыға бекітілген номер, ол үзуді Программалық үзу Программалық үзу — бұл синхрондық үзу яғни бұл x86 архитектуралы процессорларда синхронды үзуді шақыру үшін MS-DOS өздерінің модульдарымен және қолданбалы бағдарламаларымен Жүйенің аппаратық қоры Компоненттер өзінің жұмыс үшін үш негізгі әр түрлі Анағұрлым сирек жағдайларда жадыға тікелей каналды пайдаланады (DMA Ресурстардың үшінші түріне аппараттық үзу жатады.Олар жүйенің сыртқы процессор үзу сигналын және номерін алады; арнайы кесте көмегімен бағдарлама адресі ізделінеді, сол үзуді процессор болып жатқан тапсырманы уақытша тоқтата тұрады, және процессор құрылғыға рұқсат алады және үзілудің қайдан пайда сұралған іс әрекеттер жұмысқа кіріседі, инициализация жүреді, құрвлғв барлық керекті процессор операциялары орындалып болғаннан кейін процессор Қолданбалық бағдарламалық арқылы шақырылатын бағдарламалық үзуге қарағанда аппараттық Үзулерді үлестіру Стандарттық компьютерлерде үзулерді қалай ұйымдастыратынын қарастырайық. Кейбір номерлер IRQ 0 – жүйелік таймердің үзілуі.Секундына 18,2 рет IRQ 1 – клавиатураның үзілуі. Әрбір пернені басқан IRQ 2 ХТ классты компьютерлерде тек қана сегіз IRQ 3 – асинхронды COM 2 портындағы үзулер. IRQ 4 алдындағыға ұқсайды, бұл үзу СОМ 1/COM IRQ 5 ең бірінші істеліп шығарда екінші параллельді IRQ 6, ең бірінші PC-лардан бастап флоппи контроллерлерді IRQ 7 – бастапқы қалпы бойынша LPT 1 IRQ 8 – нақты уақыт сағатының үзілу, ең IRQ 9 және IRQ 10 бос; IRQ 11 USB шинасы үшін резервталады, бірақ басқа IRQ 12 тышқандардың PS/2 деген түрі үшін қолданылады, IRQ 13 ең басынан бастап арифметикалық сопроцессорлар үшін IRQ 14 және IRQ 15 бірінші және екінші Нақты уақыт мезетінде үзу номерлері қалай бөлінгені туралы Немесе егер сіз әлі уақытқа дейін Windows 9x Осылардың ішіндегі ең танымалы ешқандай күмәнсіз келтірмейтіні ол Құрылғылар жанжалдары Ешқандай артық ережелерге сүйенбей-ақ жанжал дегенімізді былай түсіндіруге Өздеріңіз білетіндей дербес компьютерлерде IBM PC ХТ бастау Шыққан уақытынан бастап IBM PC AT компьютерлерінде бір IRQ жүйе номерінде физикалық линиялар екі реттен үлестіріледі.Бірінші Әрбір PCI слот төрт үзуді іске қоса алады, AGP слот екі үзуді іске қоса алады, олар INT A түрінде берілген слот дұрыс деп саналады.Ал AGP слот және PCI слот 1 бірдей үзулерді PCI слоттары 4 және 5 оларда бірдей USB PIRQ_4 пайдаланады . Төменде PIRQ (Programmable Interrupt Request – бағдарламаланған үзу Сигнал AGP Slot PCI Slot 1 PCI Slot 2 PCI Slot PCI Slot 5 PIRQ_0 INT A INT D INT C INT PIRQ_1 INT B INT A INT D INT PIRQ_2 INT C INT B INT A INT PIRQ_3 INT D INT C INT B INT Үзу Үзу сұраныстарының каналдары (IRQ), немесе аппараттық үзулерді қандайда Өзу каналдары жүйелік платадағы тасымалдаушылар ретінде болады және Кестедегі вектор нұсқағыштары жады адресін анықтайды.Онда сұраныс жіберген Сұраныс жіберген құрылғыға барлық негізгі қызмет көрсету істерінен Үзулердің арқасында компьютер сыртқы оқиғаларға уақытылы жауап қайтарады. Аппарттық үзулердің өздерінің иерархиялық деңгейлері болады: үзу номері Саны көп үзулер генерацияланғанда стек толып кетуі мүмкін ISA шинасы арқылы үзу сұраныстары логикалық деңгейлердің құлаулары Үзулерді бірігіп пайдалану технологиясы PCI адаптерлері үшін- PCI Сыртқы аппараттық үзулерді көп жағдайда маскировка жасалған үзулер Қортынды Мен бұл курстық жұмысымда үзулер туралы, оның түрлері Стандарттық компьютерлерде үзулерді қалай ұйымдастыратынын қарастырайық. Кейбір номерлер IRQ 0 IRQ 1 IRQ 2 IRQ 3 IRQ 4 IRQ 5 IRQ 6 IRQ 7 IRQ 8 IRQ 9 IRQ 10 IRQ 11 IRQ 11 IRQ 12 IRQ 13 Дәл сол BIOS Setup бағыныңқы менюінде "Slot X 1. Әрбір PCI слот төрт үзуді іске қоса AGP слот екі үзуді іске қоса алады, олар INT A түрінде берілген слот дұрыс деп саналады.Ал AGP слот және PCI слот 1 бірдей үзулерді PCI слоттары 4 және 5 оларда бірдей USB PIRQ_4 пайдаланады . Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1. МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ. Кафедра “Персональные ЭВМ” Халабия Р.Ф. Организация вычислительных систем и сетей. 2. Погорелый С. Д., Слободанюк Т. Ф. Глава 3. Справочник — К.Тэхника, 1989. — С. 4. Нешумова К.А. Электронные вычислительные машины и системы. 5. Морозевич А.Н. МикроЭВМ, микропроцессоры и основы микропрограммирования. Сілтемелер: www.google.kz www.google.ru www.wikipedia.kz www.malimetter.kz