Giới thiệu Khoa học máy tính - Chương 2

Máy tính ngày nay vẫn dựa trên kiến trúc của máy tính Von Neumann. Truy cập dữ liệu trực tiếp qua DMAC như sau: Thiết bị/Bộ nhớ cần chuyển dữ liệu, phát tín hiệu Data Request DMAC.Nếu chấp nhận, CPU trả lời tín hiệu cho DMAC và tự treo để nhường quyền điều khiển hệ thống Bus cho DMAC.DMAC dành quyền điều khiển Bus và tiến hành truy cập dữ liệu theo từng block dữ liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giới thiệu Khoa học máy tính - Chương 2 GIỚI THIỆU KHOA HỌC  MÁY TÍNH NGUYỄN THANH TRUNG     1 Chương 2 ­  CẤU TRÚC MÁY  TÍNH 2.1. Hệ thống máy tính   2.2. Bộ xử lý trung tâm  2.3. Bộ nhớ máy tính  2.4. Thiết bị ngoại vi 2 2.1. Hệ thống máy tính Máy tính ngày nay vẫn dựa trên kiến trúc của máy tính Von Neumann 3 2.1.1. CÁC THÀNH PHẦN BỘ XỬ LÝ  BỘ NHỚ  THIẾT BỊ NGOẠI VI  ĐƯỜNG TRUYỀN  4 TỔ CHỨC VẬT LÝ 5 2.1.2.Hoạt động của Hệ thống Khởi động hệ thống   POST  Nạp hệ điều hành  bộ nhớ  Trao quyền điều khiển hệ thống cho HĐH. Các hoạt động chính  6 Hoạt động chính chính của Hệ thống   7   a. Cơ chế DMA Khi cần di chuyển lượng dữ liệu lớn  DMAC (Direct Memory Access Controller) 8 Cơ chế hoạt động Truy cập dữ liệu trực tiếp qua DMAC như sau:  Thiết bị/Bộ nhớ cần chuyển dữ liệu, phát tín hiệu Data Request  DMAC.  DMAC đưa tín hiệu đến CPU.  Nếu chấp nhận, CPU trả lời tín hiệu cho DMAC và tự treo để nhường quyền điều khiển hệ thống Bus cho DMAC.  DMAC dành quyền điều khiển Bus và tiến hành truy cập dữ liệu theo từng block dữ liệu.  Sau khi kết thúc việc truy cập dữ liệu, DMAC phát tín hiệu kết thúc CPU và trả quyền điều khiển bus lại cho CPU. 9 b. Ngắt và đáp ứng ngắt Có 2 loại ngắt cơ bản: - Ngắt cứng (hardware Interrupt): Ngắt sinh ra do các thiết bị phần cứng. Có 2 loại là ngắt che được (Maskable Interrupt) và ngắt không che được (Non Maskable Interrupt). - Ngắt mềm: Ngắt sinh ra do chương trình, ví dụ dùng lệnh Int trong hợp ngữ để gọi 1 chương trình con phục vụ ngắt nào đó. 10 Hoạt động ngắt 11 Cơ chế hoạt động ngắt Khi có yêu cầu phục vụ ngắt, CPU sẽ kiểm tra ngắt này có thể phục vụ được thì:  Cất nội dung thanh ghi cờ  Stack.  Thiết lập cờ IF = 0 (Cấm ngắt khác) và TF=0 (vi xử lý chạy bình thường).  Cất CS:IP  Stack. Lấy địa chỉ chương trình con phục vụ ngắt từ bảng vector ngắt  CS:IP, và thực hiện chương trình này cho đến khi gặp lệnh kết thúc (IRET).  Lần lượt lấy lại CS:IP và nội dung thanh ghi cờ từ Stack để thực hiện công việc đang tiến hành. 12 Các mức ưu tiên phục vụ ngắt: Để tránh tranh chấp xảy ra khi có đồng thời nhiều yêu cầu ngắt thì người ta chia ra các mức ưu tiên để phục vụ: Cao nhất là ngắt nội bộ (lỗi chia 0, tràn số, lỗi phần  cứng …)  Ngắt cứng không che được   Ngắt cứng che được   Ngắt chạy từng lệnh.  13 Trật tự phục vụ ngắt 14 Mạch điều khiển ngắt PIC Mạch PIC 8259A (Programmable Interrupt Controller)  Mạch này có chức năng phân chia các mức ưu tiên  phục vụ ngắt, chọn ngắt phù hợp và gởi thông tin ngắt (INT n) đến CPU. Mạch 8259A có 2 loại Master và Slaver  15 Hoạt động phục vụ ngắt của PIC 16 Các bước thực hiện lệnh Tìm lệnh   Giải mã  Thưc hiện 17 Tìm lệnh Chu kỳ tìm lệnh Lệnh được đọc từ bộ  nhớ  thanh ghi IR Phần lệnh được giải mã bằng bộ giải mã Phần địa chỉ được tính toán để xác định địa chỉ toán hạng 18 Giải mã Giải mã lệnh Phần lệnh  bộ giải mã lệnh  tín hiệu sau khi giải mã  các khối thực hiện lệnh … 19 Thực hiện lệnh 20