Тактовый генератор

Подсистема прерываний

1) Задача подсистемы прерываний – обеспечить реакцию ЭВМ на "внешние события".

2) Внешние события – так называют любые события, происходящие на внешних устройствах (скажем, для примера – нажатие клавиши на клавиатуре).

3) Детали работы подсистемы прерываний будут разобраны позднее. Сейчас важно только понять только в общих чертах - в чём состоит "реакция ЭВМ" на "внешнее событие". Реакция - состоит в следующем:

- приостановка выполнения текущей программы

- переход к выполнению другой программы, так называемой "программы обработки внешнего события" (или, говоря иначе - "программы обработки прерывания").

4) Так как внешних событий может быть много - и программ обработки внешних событий приходиться писать много – по программе на каждое внешнее событие. Каждая такая программа описывает алгоритмы, которые должны быть выполнены по факту возникновения того или иного внешнего события.

1) Выполнение команды состоит из ряда этапов или, как говорят - "микроопераций". Микрооперация - это простейшее, элементарное действие выполняется в течении очень короткого времени, или говорят – в течении одного такта работы ЭВМ.

Например: пусть команда – это команда на сложение двух чисел: А и В. Тогда операция чтения из памяти числа А – одна из микроопераций, что должны быть выполнены в ходе выполнения данной команды. Более того, если данные читаются не из регистра процессора, а из внешнего регистра или из ячеек ОЗУ, то процесс чтения данных может оказаться достаточно длительным и сложным – и для выполнения чтения может потребоваться даже и не одна - а несколько микроопераций. Но пока, ради простоты изложения - будем считать что такие действия как "чтение данных" или "сложение" - происходят за одну микрооперацию.

2) В процессе выполнения микрооперации участвует множество устройств, и все они должны работать согласованно по времени, т.е. - одновременно начинать свою часть работы по выполнению микрооперации. Для согласования во времени работы отдельных устройств, входящих в состав ЭВМ, и служит тактовый генератор.

3) Тактовый генератор генерирует специальный синхронизирующий импульс, который по многочисленным тактирующим линиям (на рисунке [1] - не показаны) рассылается во все части ЭВМ.

Форма импульсов представлена на рисунке:

t – время;

U – напряжение;

t_т – длительность такта.

1 – так называемые "передние фронта" тактового импульса, на которых - напряжение повышается.

Каждый фронт тактового импульса сообщает устройству о начале нового такта и необходимости заканчивать выполнение предыдущей микрооперации и начинать выполнение новой.

– тактовая частота

4) Каждое из устройств участвующих в выполнении микрооперации должно, в течении такта, успеть закончить всю свою часть работы. Если какое из функциональных устройств не успевает выполнить необходимую работу – в работе ЭВМ возникает ошибка. Именно поэтому – частота тактового генератора ("тактовая частота ЭВМ" ) - не должна быть слишком высокой, большей - чем допускают полупроводниковые интегральные схемы.