Программа «Сведения о системе»

0- 1- 2- . . . 15-

Первые ПК поддерживали 8 линий прерываний . С появлением ЦП 80286 был добавлен 2-ой контроллер прерываний , что обеспечивает поддержку 16 линий прерываний . В таблице прерываний указано , что когда ЦПУ принимает прерывание по линии 2 ЦП распознаёт , что IRQ соответствует 2-му котроллеру , а следовательно прерываниям от 8-15. После приёма сигнала прерывания по линии 2 процессор анализирует порты ввода\вывода OxAO и OxA1 , чтобы определить какое прерывание на 2м контроллере в действительности.

С помощью прерываний устройство сигнализирует ЦПУ о том , что для ни необходимо выполнить определённые действия . После получения запроса на прерывание , процессор запускает коды соответствующего обработчика. Обработчик прерываний принимает от устройства информацию об операциях , которое ЦП выполняет для устройства. .Для передачи этой информации обработчик прерываний использует специальные. область памяти, называемые портами ввода\вывода I\O. Адрес порта используемого для взаимодействия с ЦПУ зависит от типа устройства. Каждое устройство, использующее прерывание, обладает уникальным адресом портов . Уникальные адреса также необходимы устройствам как и уникальные линии IRQ. Если два устройства используют один адрес порта , возникает ошибка, которая исключает их правильное функционирование. При установке платы расширения, которая не поддерживает автоматически конфигурируемые устройства нужно обеспечить, чтобы устанавливаемые параметры порта устройства не конфликтовали с существующими устройствами. Предпринимаемые для установки адресов порта действия зависят от типа устройства. В одних устройствах используется переключатели , в других джамперы, в третьих программные средства.

Структура памяти эвм

Упрощенная иллюстрация размещения информации и разделения адресного пространства процессора между оперативной памятью, памятью контроллера (адаптеров) и постоянной памятью показана на рис. 1.3.

Первые 640 Кбайт оперативной памяти использовались программами диско­вой операционной системы (DOS). Диапазон памяти от 640 Кбайт до 1024 Кбайт (верхняя память) зарезервирован для обслуживания различных устройств ком­пьютера (аппаратурный уровень), а диапазон от 1024 Кбайт и выше (расширен­ная память) - для хранения программ операционной системы Windows, OS/2 или Unix. Пространство памяти от 0 Кбайт до 1024 Кбайт стало стандартным с целью обеспечения полной совместимости различных процессоров. Кратко поясним назначение участков памяти.

Векторы прерывания - стартовые адреса программ обработчиков преры-ваний.

BIOS (Basic Input/Output System) - базовая система ввода/вывода, являю­щаяся частью операционной системы, управляющая работой устройств компьютера и взаимодействующая с прикладными программами.

Прикладные программы (приложения) - программы, предназначенные для работы под управлением операционной системы.

BIOS хранится в постоянной памяти, содержит набор процедур (пакет служебных программ) и выполняет следующие функции: загрузку операционной системы, инициализацию, тестирование, конфигурирование устройств компь­ютера, обслуживание аппаратных и программных прерываний. Данные BIOS -это данные о типе компьютера, объеме памяти, версии операционной системы, имеющемся оборудовании (числе и типе видеоадаптеров, гибких дисков, принтеров, игровых портов и т. д.).

Для модернизации BIOS стали использовать флэш-память (специальное ПЗУ с многократным перепрограммированием).

Флэш-память может быть перезаписана без участия программатора непос­редственно в компьютере. Она характеризуется энергонезависимостью, электрическим стиранием информации с большой скоростью (частично или полностью) и малым временем доступа.

Драйверы - программы специального формата, управляющие работой устройств компьютера (принтера, накопителями гибкого и жесткого дисков, клавиатурой, мышью и т. д.).

Резидентные программы - программы, остающиеся в оперативной памяти после их выполнения и предохраняющиеся операционной системой от возможного их искажения другими программами, которые через прерывание получают к ним доступ. Например, резидентными являются программы сжатия информации диска, кэширования памяти, сетевых протоколов и т. д.

ROM-BIOS - базовая система ввода/вывода, которая постоянно содержится в памяти, доступной только для чтения.

Программы пользователей - программы, загружаемые в оперативную па­мять в данный момент для выполнения.

Видеопамять - область памяти, размещенная в видеоадаптере, использую­щая адресное пространство оперативной памяти для вывода на экран графической и текстовой информации.

Каждому типу видеоадаптера отводятся определенные адресные участки оперативной памяти (видеобуфера), например видеоадаптеры VGA и SuperVGA (VGA - Video Graphics Array, Видеографическая матрица) занимают адресное пространство А000 - BFFF (128 Кбайт), видеоадаптер CGA (Color Graphics Adapter, Цветной графический адаптер) - адресное пространство В8000 - ВСООО (16 Кбайт) и т. д.

Операционная система - пакет программ, управляющих устройствами компьютера и осуществляющих взаимодействие пользователя с компьютером и программ между собой, то есть обеспечивающих связь программ, аппаратуры и пользователя с целью достижения удобства управления компьютером и расширения его функциональных возможностей. Операционная система выполняет следующие функции: диагностики компьютера, управления в водом/выводом, работы с файлами, организации диалога с пользователем, защиты и т. д.

Известны командная неграфическая система (DOS - Disk Operating System, Дисковая операционная система) и графическая операционная система Windows. DOS - неграфическая операционная система, наиболее приближенная к аппаратуре компьютера, основная часть программ которой хранится на диске, и использующая командную строку.

DOS выполняет символьные инструкции, вводимые в командную строку тек­стового экрана для запуска соответствующих программ. Кроме того, для удобства работы были разработаны специальные программы–оболочки (например, Norton Commander), которые позволяют исключить набор соответствующих сложных команд DOS, что облегчает и ускоряет работу пользователя на компьютере.

Windows - графическая операционная система, ориентированная на широ­кий круг пользователей и позволяющая значительно упростить их общение с компьютерами путем применения графических знаков (элементов изображе­ния) и стандартного (единообразного) подхода для работы с приложениями. Windows требует использования 4-8 и более Мбайт оперативной памяти. 4-10 и более Мбайт дисковой памяти. OS/2 - многозадачная операционная система 32-разрядных процессоров, поддерживаемая IBM.

^{Unix - многопользовательская, многозадачная, переносимая на большинство компьютеров операционная система с графической версией.}

Буферы плат расширения области оперативной памяти, предназначенные для хранения данных, передаваемых от одного устройства компьютера другому.

Буферы используются для согласования скорости передачи информации между устройствами с разным быстродействием. Например, сетевые платы имеют буферы объемом от 8 Кбайт до 64 Кбайт, размещенные в адресном про­странстве оперативной памяти (процессора).

Контроллеры жестких дисков, некоторые видеоадаптеры и отдельные сканеры содержат микросхемы постоянной памяти, которые хранят программы для управления вводом/выводом информации. Участок адресов памяти (диапазон от 640 Кбайт до 1024 Кбайт) в основном зарезервирован за памятью, размещенной в адаптерах и контроллерах периферийных устройств.

Расширенная память используется операционными системами Windows, OS/2, Unix.

Таким образом, можно отметить, что процессор на разных уровнях связан с несколькими типами памяти различного назначения (рис. 1.4).

Каждая память имеет свое функциональное назначение, принцип построения и технические характеристики. Наибольшим быстродействием обладает кэш-память, непосредственно связанная с процессором и берущая на себя ос­новную нагрузку по обслуживанию оперативной памяти. Память жестких дисков на сегодняшний момент времени имеет наибольшую емкость (больше, чем у оперативной памяти), но характеризуется меньшим быстродействием по сравнению с оперативной памятью. К постоянной памяти предъявляются вы­сокие требования по чтению информации с малым временем доступа.

В связи с необходимостью обрабатывать большие массивы информации трехмерных графических изображений в реальном времени видеопамять имеет относительно большую емкость и два канала доступа к ней. Первый канал необходим для подключения процессора, а второй - видеоадаптера или графического процессора.

Сменная память компакт-дисков приобретает все большее значение, особенно с появлением многослойных DVD и развитием лазерной технологии.