Êàê ðàáîòàåò áëîê àïïàðàòíûõ ïðåðûâàíèé
Ñîâðåìåííàÿ êîìïüþòåðíàÿ ñèñòåìà - ýòî ñëîæíàÿ ýëåêòðîííî-ïðîãðàììíàÿ ñèñòåìà, îðèåíòèðîâàííàÿ íà îäíîâðåìåííîå âûïîëíåíèå íåñêîëüêèõ çàäà÷, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ÏÊ. Íà çàðå êîìïüþòåðèçàöèè èñïîëíåíèå ïðîãðàìì âåëîñü ïîñëåäîâàòåëüíûì ñïîñîáîì - ñëåäóþùàÿ ïðîãðàììà íà÷èíàëà âûïîëíÿòüñÿ òîëüêî òîãäà, êîãäà çàêàí÷èâàëîñü âûïîëíåíèå òåêóùåé ïðîãðàììû.  ñîâðåìåííûõ ñèñòåìàõ ïàðàëëåëüíî âûïîëíÿþòñÿ ñðàçó íåñêîëüêî çàäà÷. Êîìïüþòåð îïðåäåëÿåò, êàêàÿ èç çàäà÷ ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå âàæíîé è âûïîëíÿåò åå â ïåðâóþ î÷åðåäü. Ïîñòóïëåíèå ñèãíàëà î íåîáõîäèìîñòè ïåðåõîäà ê èñïîëíåíèþ "âíåî÷åðåäíîé" çàäà÷è ïîäàåò áëîê àïïàðàòíûõ ïðåðûâàíèé, êîòîðûé óêàçûâàåò ïðîöåññîðó, ê êàêîé ïðîãðàììå è ïî êàêîìó àäðåñó òîò äîëæåí îáðàòèòüñÿ. Ïðè ýòîì îáìåí èíôîðìàöèåé ìîæåò ïðîèñõîäèòü "ïîáàéòíî" ÷åðåç öåíòðàëüíûé ïðîöåññîð, à ìîæåò â "ïàêåòíîì ðåæèìå" íàïðÿìóþ ìåæäó äâóìÿ óñòðîéñòâàìè, ìèíóÿ öåíòðàëüíûé ïðîöåññîð. Âòîðîé âàðèàíò îáìåíà äàííûìè îðãàíèçóåòñÿ áëîêîì ïðÿìîãî äîñòóïà ê ïàìÿòè.
Ôèçè÷åñêè ëèíèÿ ïðåðûâàíèÿ - ýòî ïðîâîäíèê, ñîåäèíÿþùèé ìèêðîñõåìó êîíòðîëëåðà ïðåðûâàíèé è óñòðîéñòâî. Êîëè÷åñòâî ëèíèé ïðåðûâàíèé (óñòðîéñòâ, èñïîëüçóþùèõ ýòè ëèíèè) íå ìîæåò áûòü áîëüøå 16.
Êîíòðîëëåð ïðåðûâàíèé (PIC - Programmable Interupt Controller) - ýòî ìèêðîñõåìà, êîòîðàÿ â êîìïüþòåðàõ IBM PC XT èìåëà 8 âõîäîâ, à, çíà÷èò, ìîãëà îáñëóæèâàòü 8 ïðåðûâàíèé. Ýòîãî îêàçàëîñü íåäîñòàòî÷íî, è, íà÷èíàÿ ñ IBM PC AT ñòàëè èñïîëüçîâàòü åùå îäèí êîíòðîëëåð ïðåðûâàíèé, êîòîðûé ïîäêëþ÷àëñÿ ê ëèíèè IRQ2 óæå ñóùåñòâóþùåãî êîíòðîëëåðà (ïîäêëþ÷åíèå êàñêàäîì).
Õîòÿ ëèíèé àïïàðàòíûõ ïðåðûâàíèé (IRQ - Interupt Re Quest) ôèçè÷åñêè 16, íî ôàêòè÷åñêè èõ çíà÷èòåëüíî ìåíüøå, ò.ê. ñóùåñòâóþò óæå "íàçíà÷åííûå" ïðåðûâàíèÿ âñòðîåííûõ óñòðîéñòâ, à íåêîòîðûå ïðåðûâàíèÿ èìåþò ñòàòóñ "ñèñòåìíûõ" è èçìåíèòü èõ íåâîçìîæíî.
Âñå ëèíèè ïðåðûâàíèé èìåþò ñâîé ïðèîðèòåò - ïðîöåññîð îáñëóæèâàåò â ïåðâóþ î÷åðåäü ïðåðûâàíèå ñ íàèâûñøèì ïðèîðèòåòîì.
| Ïðåðûâàíèå | Óñòðîéñòâî | Ïðèîðèòåò | Ñîñòîÿíèå |
|---|---|---|---|
| IRQ 0 | Ñèñòåìíûé òàéìåð | 15 | Ñèñòåìíîå |
| IRQ 1 | Êëàâèàòóðà | 14 | Ñèñòåìíîå |
| IRQ 2 | Êîíòðîëëåð ïðåðûâàíèé | 13 | Ñèñòåìíîå |
| IRQ 8 | ×àñû ðåàëüíîãî âðåìåíè | 12 | Ñèñòåìíîå |
| IRQ 9 | Íå çàíÿòî | 11 | Ñâîáîäíîå |
| IRQ 10 | Íå çàíÿòî | 10 | Ñâîáîäíîå |
| IRQ 11 | Íå çàíÿòî | 9 | Ñâîáîäíîå |
| IRQ 12 | ìûøü PS/2 | 8 | Ñâîáîäíîå |
| IRQ 13 | Ñîïðîöåññîð | 7 | Ñèñòåìíîå |
| IRQ 14 | Ïåðâè÷íûé EIDE-êîíòðîëëåð | 6 | - |
| IRQ 15 | Âòîðè÷íûé EIDE-êîíòðîëëåð | 5 | - |
| IRQ 3 | COM 2 (COM 4) | 4 | - |
| IRQ 4 | COM 1 (COM 3) | 3 | - |
| IRQ 5 | Íå çàíÿòî | 2 | Ñâîáîäíîå |
| IRQ 6 | FDD-äèñêîâîä | 1 | Ñèñòåìíîå |
| IRQ 7 | LPT 1 | 0 | - |
Ïîëó÷èâ ñèãíàë íà ïðåðûâàíèå, ïðîöåññîð ïðåðûâàåò èñïîëíåíèå òåêóùåé çàäà÷è è ïåðåõîäèò íà îáðàáîòêó ïîäïðîãðàììû îáñëóæèâàíèÿ ïðåðûâàíèÿ, êîòîðàÿ âûïîëíÿåò äåéñòâèÿ óñòðîéñòâà ïîäàâøåãî çàïðîñ íà ïðåðûâàíèå. Òîëüêî îáðàáîòàâ ïðåðûâàíèå, ïðîöåññîð âîçâðàùàåòñÿ ê âûïîëíåíèþ òåêóùåé çàäà÷è, êîòîðàÿ áûëà ïðåðâàíà. Êîíòðîëëåðû ïðåðûâàíèé ïðîãðàììèðóþòñÿ â ïðîöåññå íà÷àëüíîé çàãðóçêè ñèñòåìû.
CMOS-ïàìÿòü
Êàê óæå ãîâîðèëîñü ðàíåå, IBM-êîìïüþòåðû ïîñòðîåíû ïî ïðèíöèïó îòêðûòîé àðõèòåêòóðû. Îòêðûòîñòü àðõèòåêòóðû ïîäðàçóìåâàåò òîò ôàêò, ÷òî ïîëüçîâàòåëü ìîæåò ïî ñâîåìó óñìîòðåíèþ íàñòðàèâàòü è ïåðåñòðàèâàòü êîíôèãóðàöèþ êîìïüþòåðà. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ÿâëÿåòñÿ "ïðîáëåìíûì" äëÿ ñàìîãî êîìïüþòåðà - äëÿ ïðàâèëüíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ êîìïüþòåð äîëæåí çíàòü ñâîþ íûíåøíþþ êîíôèãóðàöèþ. Ñâåäåíèÿ î òåêóùåé êîíôèãóðàöèè êîìïüþòåðà çàãðóæàþòñÿ ïðè åãî âêëþ÷åíèè, êîãäà ñèñòåìà ðàáîòàåò ïîä óïðàâëåíèåì BIOS - ñïåöèàëüíîãî íåèçìåííîãî íàáîðà ïðîãðàìì, çàïóñêàåìûõ ïðè êàæäîì âêëþ÷åíèè êîìïüþòåðà. Íàñòðîéêè ÁÈÎÑ ïðîèçâîäÿòñÿ ïðè ïîìîùè ïðîãðàììû BIOS Setup è ñîõðàíÿþòñÿ â ñïåöèàëüíîé ìèêðîñõåìå - CMOS.
Ñâîå íàçâàíèå CMOS-ïàìÿòü ïîëó÷èëà îò òåõíîëîãèè, ïî êîòîðîé îíà ïðîèçâîäèòñÿ - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (Êîìïëåìåíòàðíûé Ìåòàëëî-Îêñèäíûé Ïîëóïðîâîäíèê - ÊÌÎÏ). Ñóòü ýòîé òåõíîëîãèè ñîñòîèò â òîì, ÷òî äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÊÌÎÏ-ïàìÿòè íåîáõîäèìî î÷åíü ìàëî ýíåðãèè. Ìèêðîñõåìà CMOS ïèòàåòñÿ îò êðóãëîé áàòàðåéêè (àêêóìóëÿòîðà), äàþùåé íàïðÿæåíèå 3 V è ðàñïîëàãàþùåéñÿ íà ìàòåðèíñêîé ïëàòå, îáû÷íî, ðÿäîì ñ ñàìîé ìèêðîñõåìîé CMOS. Çàðÿäà áàòàðåéêè õâàòàåò íà 3..5 ëåò íåïðåðûâíîé ðàáîòû.
Êðîìå íàñòðîåê ÁÈÎÑà â ÊÌÎÏ-ïàìÿòè õðàíÿòñÿ ïàðàìåòðû êîíôèãóðàöèè êîìïüþòåðà: æåñòêèõ äèñêîâ, ïàðàìåòðû ðàáîòû ïðîöåññîðà, îïåðàòèâíîé ïàìÿòè… Ñóììàðíûé îáúåì CMOS-ïàìÿòè î÷åíü ìàëåíüêèé - 256 áàéò.
Äëÿ îòñ÷åòà âðåìåíè â ñîñòàâ êîìïüþòåðà âêëþ÷åíû ÷àñû ðåàëüíîãî âðåìåíè RTC (Real Time Clock). Âðåìÿ - âåùü ïîñòîÿííàÿ, ïîýòîìó áëîê RTC, òàê æå, êàê è CMOS ïèòàåòñÿ îò îäíîé áàòàðåéêè. Áîëåå òîãî, îáà ýòè áëîêà ïîìåùåíû â îäíó ìèêðîñõåìó.
