19. Адресное пространство портов ввода/вывода: единое с оперативной памятью и раздельное. Примеры процессоров. Опишите достоинства и недостатки каждого из способов организации.

Принцип использования единой памяти принято называть Принстонской архитектурой по наименованию института, в котором она была разработана (т.е всё - и программы и данные - находится в одной памяти). В отличие от этого принципа при построении некоторых ЭВМ используется раздельная память для программ и данных. Архитектура с разделением памяти получила название Гарвардской архитектуры ЭВМ (раздельно - память для программ, память для данных).

1. Принстонская

Достоинства:

- упрощение устройства ВМ, так как реализуется обращение только к одной общей памяти;

- гибкость вычислительной системы с точки зрения разработчика программного обеспечения, т.к. использование единой области памяти позволяет оперативно перераспределять ресурсы между областями программ и данных;

- В разные моменты времени одна и та же область памяти может использоваться и как память программ и как память данных;

- экономичность.

Недостатки:

- низкая надежность по сравнению с Гарвардской архитектурой, т.к. использование одной памяти создает принципиальную возможность искажения управляющей программы.

2. Гарвардская

Достоинства:

- высокая надежность, т.к. принципиально невозможно производить операцию записи в память программ, что исключает возможность случайного разрушения управляющей программы в случае неправильных действий над данными.

- длины команд короче, что способствует ускорению поиска информации в памяти данных;

- потенциально более высокая скорость выполнения программы по сравнению с Принстонской за счет возможности реализации параллельных операций;

Недостатки:

- высокая стоимость

20. Функции и принцип работы контроллера прерываний

В IBM PC-совместимых компьютерах обработка сигналов запросов прерывания выполняется контроллером прерываний (Programmable Interruption Controller, PIC), программно совместимым с микросхемой Intel 8259A.

До восьми контроллеров ввода-вывода могут быть непосредственно связаны с восемью входами IRx(Interrupt Request — запрос прерывания, IRQ) микросхемы 8259А. Когда любое из этих устройств решит выполнить прерывание, оно запускает свою линию входа. Если активизируется один или несколько входов, контроллер 8259А выдает сигнал INT (INTerrupt — прерывание), который подается на соответствующий вход центрального процессора. Если центральный процессор способен обработать прерывание, он посылает микросхеме 8259А импульс через вывод INTA (INTerrupt Acknowledge — подтверждение прерывания). В этот момент микросхема 8259А должна определить, на какой именно вход поступил сигнал прерывания. Для этого она помещает номер входа на информационную шину. Эта операция требует особого цикла шины. Центральный процессор использует этот номер для обращения к таблице указателей, которую называют таблицей векторов прерываний, чтобы найти адрес процедуры обработки этого прерывания.

Когда программное обеспечение обработало прерывание и готово получить следующее, оно записывает специальный код в один из регистров, который вызывает сброс сигнала INT микросхемой 8259А, если не появляется другое прерывание.