13.Чем отличается последовательный интерфейс от параллельного интерфейса?

Для компьютеров и связанных с ним устройств наиболее распространенной является задача передачи дискретных данных, и, как правило, в значительных количествах (не один бит). Самый распространенный способ представления данных сигналами — двоичный: например, условно высокому (выше порога) уровню напряжения соответствует логическая единица, низкому — логический ноль (возможно и обратное представление). Для того чтобы передавать группу битов, используются два основных подхода к организации интерфейса:

параллельный интерфейс — для каждого бита передаваемой группы используется своя сигнальная линия (обычно с двоичным представлением), и все биты группы передаются одновременно за один квант времени. Примеры: параллельный порт подключения принтера (LPT-порт, 8 бит), интерфейс ATA/ATAPI (16 бит), SCSI (8 или 16 бит), шина PCI (32 или 64 бита);

последовательный интерфейс — используется лишь одна сигнальная линия, и биты группы передаются друг за другом по очереди; на каждый из них отводится свой квант времени (битовый интервал). Примеры: последовательный коммуникационный порт (COM-порт), последовательные шины USB и FireWire, PCI Express, интерфейсы локальных и глобальных сетей.

На первый взгляд организация параллельного интерфейса проще и нагляднее и этот интерфейс обеспечивает более быструю передачу данных, поскольку биты передаются сразу пачками. Очевидный недостаток параллельного интерфейса — большое количество проводов и контактов разъемов в соединительном кабеле (по крайней мере по одному на каждый бит). Отсюда громоздкость и дороговизна кабелей и интерфейсных цепей устройств, с которой мирятся ради вожделенной скорости. У последовательного интерфейса приемопередающие узлы функционально сложнее, зато кабели и разъемы гораздо проще и дешевле. Понятно, что на большие расстояния тянуть многопроводные кабели параллельных интерфейсов неразумно (и невозможно), здесь гораздо уместнее последовательные интерфейсы.

14. Как выполняется прерывание работы микропроцессора?

Механизм прерываний обеспечивает эффективное взаимодействие устройств ввода-вывода с микропроцессором. Прерывания обычно вызываются внешними устройствами. Прерывание сигнализирует микропроцессору, чтобы он приостановил выполнение текущего задания и уделил внимание внешнему устройству. Происхождение термина "прерывание": сигнал прерывания "прерывает" текущую работу микропроцессора. Поскольку прерывание вызывается внешними устройствами, оно может произойти в любой момент выполнения программы. Невозможно предусмотреть в программе никаких специальных мер подготовки к возникновению прерывания, так как для программы момент ввода символа с клавиатуры оператором является непредсказуемым. Отсюда следует, что подпрограмма обработки прерывания не должна модифицировать значения данные, используемые прерванной программой. В случае модификации их программа после возвращения ей управления не сможет выполняться правильно.

Часть процедуры прерывания состоит в том, что когда оно возникает, микропроцессор 8088 автоматически записывает в стек некоторые данные прерванной программы. В свою очередь, подпрограмма обработки прерываний отвечает за запись в память любых других данных, которые она может изменить во время своего выполнения. Обычно эти данные записываются в стековую память. Затем, перед возвращением управления прерванной программе, подпрограмма обработки прерываний должна восстановить программные параметры в соответствии с их значениями в момент прерывания. Факт возникновения прерывания не должен отразиться на выполняемой программе.

Все прерывания можно разделить на:

• внутренние;

• программные;

• внешние.

Все особые случаи (внутренние прерывания) можно разделить на три группы:

• нарушение - это такой особый случай, который процессор может обнаружить до возникновения фактической ошибки (например, нарушение правил привилегий, превышение размера сегмента, нарушение атрибутов доступа к сегменту, недействительного кода операции и т.д.). После обработки нарушения (выполнения ППОП) можно продолжить программу путем повторного выполнения (рестарта) виноватой команды;

• ловушка - это такой особый случай, который процессор обнаруживает после окончания выполнения виноватой команды (например, прерывание при переполнении, большинство отладочных команд INT n). После обработки прерывания особого случая процессор возобновляет действия с той команды, которая находится после "захваченной" команды;

• авария - это ситуация, когда ошибка настолько серьезна, что ее невозможно устранить и продолжить выполнение программы. При аварии вычислительный процесс прекращается. К таким видам ошибок относятся аппаратные ошибки, обнаруживаемые ОС, или недопустимые значения в системных таблицах.