Основни Елементи на кс



страница1/11
Дата18.11.2017
Размер0.63 Mb.
Размер0.63 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
  1. Основни Елементи на КС.


Основните елементи на компютърната система са:

  • Процесор;

  • Основна памет;

  • Входно-изходни модули;

  • Системна шина.

Процесорът се характеризира с контрол на операции, като извършва и обработка на данни. Притежава входно-изходен адресен регистър, както и входно-изходни буферни регистри, а освен това и два вътрешни регистъра:

  • Memory address register (MAR). В този регистър се съхраняват адресите или на данните, които ще бъдат хванати от процесора, или тези, към които ще бъдат изпратени данните. С други думи в MAR се съхранява информация за местоположението на данните, които ще се достъпват.

  • Memory buffer register (MBR). В този регистър се съхраняват данните, които се трансферират от и към паметта с директен достъп. Работи като буфер между процесора и RAM паметта, позволявайки им да работят независимо, без да се влияят от малки промени в операцията.

Основната памет се нарича още RAM (памет с произволен достъп). Характерно за нея е загуба на данните при изключване на системата. В нея се съдържат последователни номера на адреси, както и данни, и инструкции. Притежава висока скорост. Изисква регенерация през определен период.
Входно-изходните модули придвижват данните между компютъра и външната среда. Такива устройства са твърдия диск (HDD), както и различни комуникационни елементи като клавиатура, мишка, монитор и др. Определят се от входно-изходния адресен регистър.
Комуникацията между процесора, главната памет и входно-изходните модули се осъществява благодарение на системната шина.

fig01_01.gif
  1. Регистри. Видове и функционалност .

Процесорни регистри. Те са по-бързи и по-малки от основната памет. Ползват се за контролиране работата на самия процесор.


Видимите регистри могат да се използват чрез машинни езици. Дават възможност на програмиста да сведе до минимум обръщането към паметта чрез използване на регистър. Могат да съхраняват данни, адреси и регистри с условен код.

Регистрите за данни са с общо предназначение, като се прилагат някои ограничения.

Адресните регистри биват индексни, сегментен указател и указател за стек.
Регистри за контрол и статус. Регистърът за инструкции (IR) съдържа само най-скоро прочетените такива. Информацията за статуса се съхранява в регистъра за статуса (PSW). Програмният брояч (PC) сигнализира дали компютъра е в нужната последователност от инструкции. В зависимост от конкретната машина, броячът съдържа или адреса на инструкцията, изпълняваща се в момента, или този на следващата за изпълнение.
Контролни регистри. Включват регистрите с условен код. Представляват набор от единични битове, показващи специфични условия в компютъра. Стойностите на условните кодове често са определени от изхода на по-важна операция, така че основната им работа е да избират най-подходяща алтернативна последователност. Характерни за тях са флаговете. Предназначени са само за четене (read-only).

3.Прекъсвания

Представляват прекъсвания на нормалната последователност на процесора. Това е направено с цел подобрение бързодействието му.


Тъй като повечето входно-изходни устройства са далеч по-бавни от процесора, той преминава към следващата дейност. Когато устройството е приключило работата си, сигнализира на процесора и той изпълнява необходимата дейност.
Работата на процесора може да бъде спряна и заради изпълнението на програма. Това се случва когато се опитвате да делите на нула, да стартирате неразрешена инструкция и други забранени действия.
Специален таймер също предизвиква прекъсване в работата на процесора. Целта на тези прекъсвания е да се позволи на операционната система да извършва определени функции през определен интервал от време.
Неблагоприятни прекъсвания могат да бъдат предизвикани при липса на захранване или грешка в паметта.
fig01_06.gif

Прекъсванията спират нормалната последователност на изпълнение на програмата. Когато процесът на прекъсване е завършен, изпълнението продължава. Не е необходимо програмата да има допълнителен код, за да се пригоди към прекъсванията. Процесорът и операционната система отговарят за прекъсването на програмата и продължаването й след това от същото място.



fig01_07.gif

За приспособяване на прекъсванията се добавя специален етап за тях към цикъла инструкции, както е показано на фигурата отгоре. Когато достигне този етап, процесорът проверява дали е настъпило прекъсване. За целта получава сигнал. Ако няма изчакващи прекъсвания, процесорът продължава към следващата фаза за прихващане и прихваща следващата инструкция. В противен случай процесорът спира изпълнението на текущата програма и изпълнява процедурата по управление на прекъсването. Тази процедура е част от ОС. Тя определя природата на прекъсването и извършва необходимите действия. След приключване на процедурата, процесорът може да продължи изпълнението на програмата от точката на прекъсване.


Съществуват късо и дълго прекъсване. Късото е почти идеален вариант, при който се пести неимоверно много време. Дългото е по-близко до реалната ситуация. При него не се печели много, но въпреки това има подобрение в бързодействието.
Множествените прекъсвания могат да представляват малък проблем. Представляват прекъсване по време на прекъсване. Има два подхода за справяне с тях. Първият начин е да се забранят прекъсвания по време на прекъсване. Вторият начин е да се използва приоритетна схема.

В заключение: процесорът изпълнява повече от една програма едновременно. Последователността на програмите се изпълнява в зависимост от приоритета им и дали те чакат за входно-изходно устройство. След прекъсване, манипулатор не може да се върне към програмата, която е изпълнена по време на прекъсването.





Сподели с приятели:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


©zdrasti.info 2017
отнасят до администрацията

    Начална страница