Характеристики системы прерываний

Систему прерываний характеризуют общим числом входов от источников (числом запросов прерываний), числом уровней прерывания, по которым сгруппированы источники, вызывающие одну и ту же прерывающую программу, глубиной прерывания, т.е. максимальным числом программ, которые могут быть последовательно прерваны друг другом, системой приоритетов и организацией переходов к следующей программе.

Одной из основных характеристик системы прерываний служит время реакции t_ож, т.е. время, прошедшее между запросом прерывания и началом переключения программ. Это время зависит не только от характеристик системы прерывания, но и от количества ожидающих обслуживания программ со старшими приоритетами. По этой причине время реакции определяют для запроса с наибольшим приоритетом, т.е. запроса, который будет обрабатываться первым. Обычно наивысший приоритет назначают запросам прерываний, поступающим от аппаратуры контроля, чтобы обнаруженная ошибка не оказала влияния на последующую работу компьютера.

В персональных компьютерах, как правило, процесс прерывания происходит по окончании текущей команды, как показано на рис. 5.6 (см. дополнительно рисунки), и время реакции определяется длительностью этой команды. На этом рисунке t_з – время запоминания параметров текущей команды, t_пп – время выполнения прерывающей программы и t_в – длительность восстановления параметров текущей программы.

Для компьютеров, предназначенных для систем реального времени, это время может оказаться недопустимо большим, поэтому в них прерывание выполняется после каждой микрокоманды. Однако при этом количество запоминаемой и восстанавливаемой информации значительно возрастает.

Для уменьшения времени на переключение программ состояние прерванной программы запоминают в специальной стековой памяти. Очевидно, что это время зависит от количества запоминаемой информации.

Затраты времени на запоминание параметров текущей программы (для освобождения ресурсов процессора) t_з и на восстановление состояния процессора после выполнения прерывающей программы t_в определяют длительность переключения программ при прерывании. Эта длительность обычно составляет несколько машинных тактов.

Одной из основных характеристик системы прерываний служит глубина. Глубина прерываний – это максимальное число программ, способных прерывать друг друга. В простейших компьютерах глубина прерывания обычно составляет 1, т.е. после начала выполнения прерывающей программы запросы на прерывание не обслуживаются. В большинстве компьютеров глубина прерываний больше единицы и более приоритетные запросы обслуживаются в первую очередь. Так, если текущая программа была прервана программой ввода-вывода от клавиатуры, а в процессе ее выполнения поступил запрос от накопителя на дисках, то она также будет прервана. После этого будет завершена программа ввода-вывода от накопителя, затем программа ввода-вывода от клавиатуры, и только после этого завершена первая программа.

Если запрос на прерывание от какого-либо источника не будет обслужен до прихода очередного запроса от того же источника, то он теряется; возникает насыщение системы прерываний.

Дата добавления: 2014-01-05