HỆ ĐIỀU HÀNH

CƠ CHẾ THĂM DÒ VÀ CƠ CHẾ NGẮT TRONG QUẢN LÝ

HỆ THỐNG NHẬP/XUẤT

Sinh viên thực hiện :

Cao Đức Nghĩa

Mai Thanh Sang

Giới thiệu

Phần cứng nhập/xuất

Cơ chế thăm dò

1

2 . 1

NỘI DUNG

Cơ chế ngắt

2

2 . 2

I . Giới thiệu

Vai trò của hệ điều hành trong nhập/xuất máy tính là quản lý và điều khiển

các thao tác nhập/xuất và các thiết bị nhập/xuất.

Chức năng của hệ thống vào ra là trao đổi thông tin giữa máy tính và môi trường

bên ngoài.

Các thao tác cơ bản là:

• Nhập dữ liệu (input)

• Xuất dữ liệu (output).

Quy trình nhập / xuất thông tin

HỆ ĐIỀU HÀNH

KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHẬP/XUẤT

Hệ thống quản lý nhập/xuất được tổ chức theo từng lớp, mỗi lớp có một chức năng

nhất định và các lớp có giao tiếp với nhau như sơ đồ sau :

HỆ ĐIỀU HÀNH

Các thành phần chính của hệ thống vào ra gồm:

- Các module vào ra (mạch ghép nối IO): ghép nối giữa CPU và bội nhớ với thiết bị

ngoại vi.

- Các thiết bị ngoại vi: mạch ghép nối vào ra tổ chức thành các cổng vào ra sao cho

mỗi cổng có một địa chỉ xác định.

- Công nghệ thiết bị nhập/xuất thể hiện hai xu hướng trái ngược nhau:

• Tăng sự chuẩn hoá phần mềm và giao diện phần cứng

• Tăng sự đa dạng của các thiết bị nhập/xuất.

HỆ ĐIỀU HÀNH

2 . Phần cứng nhập/xuất

Máy tính điều hành nhiều loại thiết bị:

Thiết bị lưu trữ (đĩa, băng từ , USB , ổ Cứng HDD , SSD,…).

Đĩa , Băng từ ổ Cứng HDD Ổ Cứng SSD

Thiết bị truyền (card mạng, modem) .

bàn phím, chuột

Thiết bị giao diện người dùng (màn hình, bàn phím, chuột),....

card mạngmodem

màn hình

Các thiết bị giao tiếp với máy bằng một điểm nối kết (cổng-port) như cổng

tuần tự.

Cổng – Port

2 . 1 .Cơ chế thăm dò

Giao tiếp giữa máy tính và bộ điều khiển rất phức

tạp nhưng ký hiệu bắt tay (handshaking) là đơn giản.

Nguyên tắc chung: CPU muốn làm việc với một đối tượng nào đó, trước tiên nó phải

kiểm tra xem thiết bị đó có đang ở trạng thái sẵn sang làm việc hay không, nếu có thì nó

phát tín hiệu điều khiển đọc ghi và thiết bị thực hiện việc trao đổi dữ liệu.

Hoạt động:

- CPU yêu cầu thao tác nhập/xuất

- Modul nhập/xuất thực hiện thao tác

- CPU kiểm tra các bit trạng thái: Nếu chưa sẵn sang thì quay lại kiểm tra, nếu sẵn sang thì

thực hiện trao đổi dữ liệu với modul nhập/xuất.

CƠ CHẾ THĂM DÒ

Ví dụ: Bộ phận đo nhiệt (thiết bị vào) lắp sẵn trong hệ thống, lúc nào cũng có thể cung cấp

số đo về nhiệt độ của đối tượng cần điều chỉnh. Một đèn LED 7 nét (thiết bị ra) dùng để chỉ

thị một giá trị nào đó của một đại lượng vật lý nhất định trong hệ thống nói trên. Như vậy,

khi CPU muốn có thông tin về nhiệt độ của hệ thống thì nó chỉ việc đọc cổng ghép với bộ

đo nhiệt độ, và nếu CPU muốn biểu diễn thong tin vừa đọc được trên đèn LED thì nó chỉ

việc đưa tín hiệu điều khiển tới đó mà không phải kiểm tra xem các thiết bị này có đang sẵn

sang làm việc hay không.

CƠ CHẾ THĂM DÒ

Cổng vào số 0 (có địa chỉ 00) được dung để đọc trạng thái sẵn sang của hai thiết bị

ngoại vi . Tín hiệu sẵn sang của TBNV số 1 (cổng vào 01) được đặt vào bit D0, tín

hiệu sẵn sang của TBNV số 2 (cổng vào 02) được đặt vào bit D1. Các bit này sẽ có

giá trị 1 khi thiết bị ngoại vi tương ứng ở trạng thái sẵn sang làm việc với CPU và

chúng sẽ được đưa vào BUS dữ liệu khi CPU đọc nó bằng lệnh đọc cổng vào số 0.

CƠ CHẾ THĂM DÒ

Có thể tóm gọn bằng sơ đồ khối như sau :

Đọc dữ liệu từ cổng 01

CƠ CHẾ THĂM DÒ

2 . Cơ chế ngắt

Cơ chế ngắt cơ bản làm việc như sau:

- Phần cứng CPU có một dây dẫn được gọi là dòng yêu cầu ngắt (interrup-request

line) mà CPU cảm ứng sau khi thực thi

mỗi chỉ thị.

- Bộ quản lý ngắt (interrupt-handler) tại địa chỉ cố định trong bộ nhớ.

Khối chức năng tiếp theo thực hiện việc đáp ứng yêu cầu phục vụ của CPU đối với

các thiết bị vào/ra là thiết bị điều khiển ngắt (Interrupt Controller).

Cơ chế nhập / xuất theo ngắt:

- CPU đang thực hiện một chương trình nào đó

- Thiết bị vào ra có yêu cấu phục vụ phát ra tín hiệu IRQ cho PIC

- CPU hoàn thành nốt câu lệnh của chương trình đang thực hiện. Tiếp theo CPU phát tín

hiệu INTA (Interrupt Acknowledge) trả lời PIC báo sẵn sang phục vụ quá trình ngắt

CƠ CHẾ NGẮT

- PIC phát số hiệu ngắt (con số đại diện cho địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt và

tương ứng với tín hiệu IRQ) cho CPU. Dựa trên số hiệu ngắt này CPU kích hoạt và thực

hiện chương trình con phục vụ ngắt để thực hiện vào ra dữ liệu

- Khi chương trình phục vụ ngắt kết thúc thì CPU quay lại tiếp tục thực hiện chương

trình vừa bị tạm dừng.

Ưu điểm:

- CPU thực hiện vào ra dữ liệu ngay sau khi có yêu cầu từ thiết bị ngoài do vậy quá trình

vào ra dữ liệu có độ tin cậy cao.

- CPU chỉ phục vụ thiết bj vào ra khi có yêu cầu do vậy tăng hiệu quả của CPU

CƠ CHẾ NGẮT

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE