Comprendre les Interruptions et le Contrôle du Processeur

Programme de Lutte Contre (PC)

Contient l'adresse de l'instruction pour être lue d'interruption. Le registre d'instruction (IR) contient la déclaration dernière: lire. Interrompre l'exécution normale du processeur. Apparaissent surtout comme un moyen d'améliorer l'efficacité du traitement (logiciel, horloge, I/S, par une défaillance matérielle).

Interruption Désactivée

Lorsque les interruptions sont désactivées, cela signifie que le processeur va ignorer le signal d'interruption. Pendant ce temps, si une interruption se produit, elle restera généralement en suspens et devra être vérifiée par le processeur après avoir activé les interruptions.

Catégories d'Actions du Processeur

Lorsque le processeur interprète les instructions et exécute l'action, l'action peut être classée dans les 4 catégories suivantes :

• Processeur - Mémoire: Les données sont transférées à partir du processeur à la mémoire ou vice versa.
• Processeur - E/S: Transfert de données vers ou à partir d'un appareil à un périphérique, effectuant le transfert entre le processeur et les modules I/O.
• Traitement des Données: Le processeur effectue une opération arithmétique ou logique sur les données.
• Contrôle: La déclaration appelle à modifier la séquence d'exécution.

Interruption de Routine

Lorsqu'un périphérique E/S est disponible, c'est-à-dire lorsque vous êtes prêt à accepter davantage de données du processeur, le module E/S de l'appareil envoie une demande d'interruption au processeur. Le processeur suspend l'application du programme en cours et saute à un programme qui sert le dispositif d'E/S, connu sous le nom d'interruption de traitement de routine, puis revient à la performance originale après avoir assisté à l'appareil.

Multiprogrammation

La multiprogrammation, même avec l'utilisation d'un processeur, peut ne pas être très efficace. Par exemple, si le temps nécessaire pour terminer une opération E/S est beaucoup plus grand que le code d'utilisateur entre les appels E/S, alors le processeur n'est pas utilisé pendant beaucoup de temps. Une solution à ce problème est de permettre à plusieurs programmes d'être actifs en même temps.

Instructions E/S

Le processeur envoie une instruction à l'I/S. Il génère une commande au module E/S approprié. Le processeur joue un rôle actif tout en répondant aux instructions E/S et vérifie périodiquement l'état de mise en œuvre du module E/S jusqu'à ce qu'il vérifie qu'il a terminé.

Problème de Temps d'Attente

Le processeur passe beaucoup de temps à attendre l'achèvement du module E/S, et le système est sérieusement dégradé.

Solution

Alors qu'il assiste le module E/S, le processeur peut continuer un travail utile.

Interruptions Pilotées par E/S

Un événement qui perturbe le flux normal d'exécution est causé par un élément extérieur au processeur. Il s'agit d'un événement asynchrone.

Problème de Transfert de Mémoire

De larges transferts de mémoire de l'appareil ou vice versa conduisent à une utilisation excessive du processeur.

Solution: Accès Direct à la Mémoire (DMA)

En une seule commande, cela génère tout le nécessaire pour le transfert d'informations de la mémoire de l'appareil ou vice versa. Cela est joué par un module distinct connecté au bus système ou inclus dans un module I/O. C'est utile lorsque le processeur veut lire ou écrire un bloc de données.

Définition d'Exception

Un événement inattendu généré par une condition qui survient pendant l'exécution d'une instruction (par exemple, un débordement arithmétique, une adresse invalide, une instruction privilégiée, etc.). C'est un événement synchrone.

Mode de Fonctionnement Dual

Qu'advient-il si un programme accède à la mémoire d'accueil où se trouvent les vecteurs d'interruption ? Qu'advient-il si vous modifiez ?

Solution

Le processeur dispose de plusieurs modes d'exécution des instructions :

• Instructions Privilégiées (en tant que superviseur/kernel): Celles dont l'exécution peut interférer avec l'exécution de tout programme ou d'un programme de l'OS (par exemple, écrire sur le port d'un dispositif).
• Instructions Non-Privilégiées (mode utilisateur): Celles dont les performances ne présentent pas un problème de sécurité pour d'autres programmes (par exemple, incrémenter un compteur).

Pile

Utilisée pour contrôler les appels de procédure et les retours. Le sommet est le point à partir duquel on peut consulter la pile.

Procédure d'Appels et Retours

Une technique commune pour le traitement des appels de procédure et les rendements est fondée sur l'utilisation d'une pile. Lorsque le processeur exécute un appel, il place l'adresse de retour sur la pile. Lorsque vous exécutez un retour, utilisez l'adresse au sommet de la pile.