Системное программное обеспечение ЭВМ. Интерпретаторы, трансляторы, компиляторы.
Ввод-вывод в режиме прямого доступа к памяти
Ввод-вывод по прерываниям
Для сокращения непроизводительных потерь времени процессора за счет циклов ожидания при программном обмене, т.е. когда процессор не может заниматься ничем, кроме программы ввода-вывода, используют обмен по прерыванию.
При готовности к обмену периферийное устройство посылает в процессор запрос на обслуживание – сигнал INT (запрос прерывания). Этот сигнал появляется в произвольные моменты времени, а следовательно, и в произвольной точке текущей программы. Поскольку заранее неизвестно, в какой точке программы и какие периферийные устройства инициируют прерывания, непосредственно в программе команды ввода-вывода использовать нельзя.
В этом режиме обмен данными между периферийными устройствами и ОП микроЭВМ происходит без участия процессора. Обменом в режиме ПДП управляет не программа (или прерывающая подпрограмма), а электронные схемы, внешние по отношению к процессору.
Необходимость в скоростном обмене большими объемами информации возникает чаще всего при работе микроЭВМ с контроллерами видеосистем. Кроме того, в простейших микроЭВМ иногда возникает необходимость начальной загрузки программ в ОП из периферийных устройств.
Для получения максимальной скорости обмена желательно, чтобы периферийного устройство через контроллер ПДП имело непосредственную связь с ОП микроЭВМ, т.е. имело бы специальную магистраль. Однако такое решение существенно усложняет и удорожает микроЭВМ, особенно при подключении нескольких периферийных устройств. В большинстве микроЭВМ для реализации обмена в режиме ПДП используются шины системной магистрали.
Системное ПО (СПО) — это набор программ, которые управляют компонентами вычислительной системы, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, а также которые предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности всей системы.
Рисунок 25.2 – Структурная схема типичного современного микроконтроллера.
СПО включает в себя:
- операционную систему (ОС) – обязательную часть СПО, обеспечивающую эффективное функционирование ПК в различных режимах, организующую выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с компьютером;
- сервисные программы, расширяющие возможности ОС;
- инструментальные программные средства, предназначенные для эффективной разработки и отладки ПО;
- систему тех.обслуживания, которая облегчает диагностику, тестирование и поиск неисправностей в ПК.
Конкретные виды системного программного обеспечения включают загрузчики, операционные системы, драйверы устройств, инструментальные программные средства, компиляторы, ассемблеры, компоновщики, утилиты.
Программа, написанная на алгоритмическом языке, должна быть преобразована (переведена) в объектную программу (объектный модуль) на языке машины (двоичные коды). Подобное преобразование выполняется трансляторами: с языка ассемблер – ассемблером, с языков высокого уровня – компиляторами. Для некоторых алгоритмических языков используются интерпретаторы, не создающие объектный модуль, а при каждом очередном выполнении программы преобразующие каждую её отдельную строку или оператор на машинный язык (интерпретаторы существенно замедляют выполнение программы).