Разбиране на компютъра 2ра Част

CPU
Процесорът прекарва почти цялото си време в извличане на инструкции от паметта и да ги изпълнява. Въпреки това, на процесора и основната памет са само две от многото компоненти в реалната система на компютъра. А цялостната система съдържа и други устройства, като например:
Твърд диск за съхранение на програми и файлове с данни. (Забележете, че основната памет притежава само една сравнително малка сума на информация, и да го държи само толкова дълго, колкото захранването е включено. Твърдият диск е необходимо за постоянно съхранение на големи количества информация, но програмите трябва да се зареждат от дискета в основна памет, преди те да могат действително да бъдат екзекутирани.)
А клавиатура и мишка за приноса на потребителите.
Монитор и принтер, който може да се използва за показване на продукцията на компютъра.
А модем, който позволява на компютъра да комуникира с другите компютри през телефонни линии.
А мрежов интерфейс, който позволява на компютъра да комуникира с другите компютри, които са свързани към него в мрежата.
Скенер, който конвертира изображения в двоично кодирани номера, които могат да се съхраняват и манипулирани на компютъра.

Списъкът на устройствата е много голям, а компютърните системи са изградени така, че те да могат лесно да бъде разширени чрез добавяне на нови устройства. Някак си процесора трябва да общува с всички контроли на тези устройства. Процесорът може да направите това само чрез изпълнение инструкции машиния език. Начинът, по който това работи е, че за всяко устройство в системата, има драйвер на устройство, което се състои от софтуер, който на процесора изпълнява, когато трябва да се справя с устройството. Инсталиране на ново устройство на системата като цяло има два етапа: включване на устройството физически в компютъра и да инсталирате софтуера на устройството – водача. Без драйвер на устройство, действителното физическо устройство ще бъде безполезно, тъй като процесорът няма да може да общуват с него.

Компютърна система, състояща се от голям брой устройства обикновено се организира чрез свързване на тези устройства. Преносвачът е набор от кабели, които извършват различни видове информация между устройствата, свързани с тези кабели. Проводниците на данни, адреси и управляващи сигнали. Адрес, насочва данни на специалното устройство, и може би до определена регистър или място в рамките на този план. Контрол сигнали могат да бъдат използвани, например, от едно устройство на друго праща предупреждение, че данните са достъпни за него на данните за преносвача.

Сега, устройства като клавиатура, мишка, мрежови интерфейс и могат да доведът до материал, който трябва да се обработват от процесора. Как процесора знае, че данните са там? Една проста идея, която се оказва не много задоволителен, е за процесора, за да продължите да следите за входящи данни отново и отново. Всеки път, когато установи, данни, той ги изпълнява. Този метод се нарича на общественото мнение, тъй като процесора следи на входните устройства непрекъснато да видя дали имат някакви изходни данни за доклада. За съжаление, въпреки че е много проста, тя също е много неефективна.

За да се избегне тази неефективност, да прекъсва често се използват избирателните. Прекъсване е сигнал, изпратен от друго устройство на процесора. Процесорът отговаря за прекъсване на сигнала чрез поставяне под пауза каквото и да се прави с цел да се отговори на прекъсване. След като се справи с прекъсване, той се връща към това, което го правеше преди прекъсването. Например, при натискане на клавиша на клавиатурата на компютъра, на клавиатурата е изпратено до прекъсване на процесора. Процесорът в отговор на този сигнал от прекъсване, четене на ключ, преработката и след това се връщат към задача, която е извършвал преди да натиснат клавиша.

Отново ще трябва да разберат, че това е чисто механичен способ: Устройство сигнали за прекъсване просто чрез завъртане на проводник. Процесорът е изградена така, че при включен CPU спестява достатъчно информация за това какво се прави в момента, така че да могат да се върнат на същата задача, по-късно. Тази информация се състои от съдържанието на важни вътрешни регистри, като например програмата брояч. След това процесора скача на някое предварително място в паметта, и започва изпълнението на инструкциите съхранявани там. Тези инструкции целят да се прекъсне един манипулатор, който не води обработването е необходимо да се отговори на прекъсване. (Това прекъсване на манипулатора е част от софтуера на устройството драйверите за устройството сигнализират, че ви прекъсва.) В края на прекъсването манипулаторът получава инстрикция, която указва на процесора да скочи обратно на това, което правеше, то е, че с възстановяването си предварително запаметени състояние.

Прекъсването позволява на процесора, за да се справят с асинхронни събития. В редовното донесе-и-изпълнявам цикъл, нещата да се случват в предварително определен ред; всичко, което се случва, е „синхронизирано“ с всичко останало. Прекъсването даде възможност на процесора да се справят ефективно с действия, които се случват „асинхронно,“ по най-непредсказуем пъти.

Като друг пример за това как се използва прекъсвача, помислете за това, което се случва, когато процесора трябва да получи достъп до данни, съхранявани на твърдия диск. Процесорът може да получава достъп до данни директно само ако е в основната памет. Данните на диска трябва да се копира в паметта, преди да бъде достъпна. За съжаление, по скалата на скоростта, с която работи процесорът, на диск е изключително бавна. Когато процесорът има нужди за данни от диска, той изпраща сигнал до диска, за да намери данни и да се приготви. (Този сигнал е изпратен синхронно, под контрола на редовна програма.) След това, вместо просто да чакат дълго и непредвидимо в период от време, процесорът продължава с някои други задачи. Когато дискът има готови данни, той изпраща сигнал за прекъсване на процесора.

Сега, може би сте забелязали, че всичко това има смисъл, само ако действително процесора изпълнява няколко задачи. Някои компютри могат да бъдат използвани от няколко души едновременно. Тъй като процесорът работи толкова бързо, той може бързо да превключва вниманието си от един потребител на друг, отделянето на част от секундата за всеки потребител на свой ред. Това заявление на многозадачност се нарича временно ползване. Но един модерен персонален компютър само с един и същи потребител използва също многозадачност. Така например, потребителят може да пише на хартия, докато часовник е непрекъснато показва на времето и файла да се изтеглят по мрежата.

Всяка от отделните задачи, които процесорът работи на се нарича конец. (Или процес; съществуват технически различия между нишки и процеси, но те не са важни тук.) В даден момент само една нишка може действително да бъде изпълнена от процесора. Процесорът ще продължи да върви в една и съща нишка, докато едно от няколко неща се случи:
Нишката може доброволно да добави контрол, за да се даде други теми шанс да се изпълняват.
Нишката може да се наложи да изчакате известно асинхронно събитие да се случи. Например, може да има молба за някои данни от диск, или може да изчака потребителя да натиснете клавиш. Макар да се чака, нишката се казва, да бъдат блокирани, както и други теми имат шанс да се изпълнява. Когато събитие, прекъсване ще „се събуди“ на конец, така че да могат да продължат да вървят.
Нишката може да използва своите разпределени парчета от време да бъде спряно и да позволят на другите теми да се изпълнява. Не всички компютри могат да „насилват“ временно прекратяване на темата по този начин и тези, които могат се казва, да се използват едновременно няколко предварителни. За да направите предварителна многозадачност, компютърът се нуждае от специално устройство, таймер, който генерира прекъсване на равни интервали, като 100 пъти в секунда. Когато таймер прекъсват се случи, на процесора има шанс да преминавате от една нишка към друга.

Popularity: 1% [?]

No related posts.

Related posts brought to you by Yet Another Related Posts Plugin.

You can leave a response, or trackback from your own site.

Leave a Reply

Задвижван с помощта на WordPress | Compare Cell Phone Plans at iCellPhonePlans.com | Thanks to Cheap Palm Pixi, Bromoney and Wordpress Themes