112. Прерывания как способ изменения адреса в управляющей команде. Привести пример системы прерывания. Описать процедуру опознавания запроса на прерывание с маскированием

Реальна ситуация когда возникает необходимость в вызове подпрограмм непредусмотренных алгоритмом работы решаемой задачи. Для учета возможных отвлечений, изменений алгоритмов в ЭВМ вводят системы прерываний программы. Причинами является: сохранить корректность результата, отреагировать (учесть) возможные внешние события (ввод данных), сохранить имеющиеся данные в случае возникновения проблем. В целом такие события происходят не по замыслу человека он же должен просто учесть возможность их появления. Как правило такие внешние события определяют, назначают специальными сигналами – сигналами прерываний. По причинам появления сигналы делятся на внутренние и внешние.

Внутренние: сигналы от схем контроля ошибок, сигналы о неисправности какого либо блока, сигналы порождаемые неправильным обращением к памяти (запрещенная область).

Внешними сигналами прерываний являются: сигналы от ВУ (периферия), сигналы от устройств ввода/вывода (показывают о необходимости ввода или вывода информации).

Программные прерывания – это простое обращение к подпрограмме. По каждому сигналу прерываний изменяется адрес в программе и вызывается подпрограмма обработки этого прерывания. Появление запроса на прерывание – событие случайное поэтому его нужно отследить.

Аппаратные - возникают как реакция микропроцессора на физический сигнал от некоторого устройства (клавиатура, системные часы, клавиатура, жесткий диск и т.д.), по времени возникновения эти прерывания асинхронны, т.е. происходят в случайные моменты времени;

В целом для ЭВМ сигналы прерывания могут иметь разный вес, разную причину появления и эти особенности также следует отследить в системе прерываний. Обработка любого прерывания – это вызов своей подпрограммы, поэтому прежде чем вызвать новую процедуру необходимо сохранить текущий контекст – состояние основных регистров CPU. Сохранение обычно производится в стек и только после того как текущие данные сохранены можно завершить на время – прервать текущую процедуру и обратиться по адресу где находится требуемая подпрограмма. Запрос на прерывание может появиться в любой момент времени асинхронно. Т.к. сигнал прерывания вызывается различными устройствами, может одновременно или почти одновременно появиться 2 или несколько сигналов запроса. Устройству управления нужно выбрать наиболее важный запрос, поэтому в системе прерываний устанавливаются приоритеты – последовательность важности сигналов. Наиболее важные события должны обрабатываться первыми, поэтому имеют высший приоритет. Если события имеют одинаковую значимость то и приоритеты их также равны. При равенстве приоритетов роль играет время поступления запроса. Чтобы как то регулировать приоритеты и последовательность запросов на прерывание вводят систему маскирования запросов (маску). Маска позволяет на время отменить, запретить действие других сигналов (запросов) имеющих меньший приоритет.

В зависимости от способов поиска устройств пославших запрос различают следующие структуры прерываний: