HTML, Excel, Word, SEOЖелезо ПК ⇒ Блок прерываний и КМОП-память

Железо ПК

Что внутри ПК
· Человек и математика
· Какие бывают компьютеры
· Как появился персональный компьютер
· Что такое "открытая архитектура" IBM
· IBM-архитектура
· Закрытая архитектура Apple
· Как работает компьютер
· Системный блок (корпус)
· Блок питания
· Что такое адаптеры
· Как работает клавиатура
· Как появился микропроцессор
· Процессоры i80286 (386) (486)
· Процессоры Pentium 2, Pentium 3
· Процессоры Pentium 4
· Процессоры Celeron
· Процессоры AMD
· Процессоры Athlon
· 64-разрядные Athlon
· Процессоры Duron, Sempron
· Материнская плата
· Разновидности системных плат
· Блок прерываний и CMOS-память
· Чипсет
· Оперативная память
· Как работает динамическая память
· Что такое кэш-память
· Что такое "винчестер"
· Технология SMART
· Какие бывают винчестеры
· Что такое FAT-таблица и кластер

 
Сабмит сайта в каталоги

Как работает блок аппаратных прерываний


Современная компьютерная система - это сложная электронно-программная система, ориентированная на одновременное выполнение нескольких задач, что способствует производительности ПК. На заре компьютеризации исполнение программ велось последовательным способом - следующая программа начинала выполняться только тогда, когда заканчивалось выполнение текущей программы. В современных системах параллельно выполняются сразу несколько задач. Компьютер определяет, какая из задач является наиболее важной и выполняет ее в первую очередь. Поступление сигнала о необходимости перехода к исполнению "внеочередной" задачи подает блок аппаратных прерываний, который указывает процессору, к какой программе и по какому адресу тот должен обратиться. При этом обмен информацией может происходить "побайтно" через центральный процессор, а может в "пакетном режиме" напрямую между двумя устройствами, минуя центральный процессор. Второй вариант обмена данными организуется блоком прямого доступа к памяти.

Физически линия прерывания - это проводник, соединяющий микросхему контроллера прерываний и устройство. Количество линий прерываний (устройств, использующих эти линии) не может быть больше 16.


Контроллер прерываний (PIC - Programmable Interupt Controller) - это микросхема, которая в компьютерах IBM PC XT имела 8 входов, а, значит, могла обслуживать 8 прерываний. Этого оказалось недостаточно, и, начиная с IBM PC AT стали использовать еще один контроллер прерываний, который подключался к линии IRQ2 уже существующего контроллера (подключение каскадом).


Хотя линий аппаратных прерываний (IRQ - Interupt Re Quest) физически 16, но фактически их значительно меньше, т.к. существуют уже "назначенные" прерывания встроенных устройств, а некоторые прерывания имеют статус "системных" и изменить их невозможно.


Все линии прерываний имеют свой приоритет - процессор обслуживает в первую очередь прерывание с наивысшим приоритетом.


Прерывание Устройство Приоритет Состояние
IRQ 0 Системный таймер 15 Системное
IRQ 1 Клавиатура 14 Системное
IRQ 2 Контроллер прерываний 13 Системное
IRQ 8 Часы реального времени 12 Системное
IRQ 9 Не занято 11 Свободное
IRQ 10 Не занято 10 Свободное
IRQ 11 Не занято 9 Свободное
IRQ 12 мышь PS/2 8 Свободное
IRQ 13 Сопроцессор 7 Системное
IRQ 14 Первичный EIDE-контроллер 6 -
IRQ 15 Вторичный EIDE-контроллер 5 -
IRQ 3 COM 2 (COM 4) 4 -
IRQ 4 COM 1 (COM 3) 3 -
IRQ 5 Не занято 2 Свободное
IRQ 6 FDD-дисковод 1 Системное
IRQ 7 LPT 1 0 -

Получив сигнал на прерывание, процессор прерывает исполнение текущей задачи и переходит на обработку подпрограммы обслуживания прерывания, которая выполняет действия устройства подавшего запрос на прерывание. Только обработав прерывание, процессор возвращается к выполнению текущей задачи, которая была прервана. Контроллеры прерываний программируются в процессе начальной загрузки системы.

CMOS-память

Как уже говорилось ранее, IBM-компьютеры построены по принципу открытой архитектуры. Открытость архитектуры подразумевает тот факт, что пользователь может по своему усмотрению настраивать и перестраивать конфигурацию компьютера. Это обстоятельство является "проблемным" для самого компьютера - для правильного функционирования компьютер должен знать свою нынешнюю конфигурацию. Сведения о текущей конфигурации компьютера загружаются при его включении, когда система работает под управлением BIOS - специального неизменного набора программ, запускаемых при каждом включении компьютера. Настройки БИОС производятся при помощи программы BIOS Setup и сохраняются в специальной микросхеме - CMOS.


Свое название CMOS-память получила от технологии, по которой она производится - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (Комплементарный Металло-Оксидный Полупроводник - КМОП). Суть этой технологии состоит в том, что для функционирования КМОП-памяти необходимо очень мало энергии. Микросхема CMOS питается от круглой батарейки (аккумулятора), дающей напряжение 3 V и располагающейся на материнской плате, обычно, рядом с самой микросхемой CMOS. Заряда батарейки хватает на 3..5 лет непрерывной работы.


Кроме настроек БИОСа в КМОП-памяти хранятся параметры конфигурации компьютера: жестких дисков, параметры работы процессора, оперативной памяти… Суммарный объем CMOS-памяти очень маленький - 256 байт.


Для отсчета времени в состав компьютера включены часы реального времени RTC (Real Time Clock). Время - вещь постоянная, поэтому блок RTC, так же, как и CMOS питается от одной батарейки. Более того, оба эти блока помещены в одну микросхему.


BIOS и CMOS



В начало страницы



В начало страницы