حافظه پنهان

حافظه پنهان

 

اگرچه حافظه پنهان برای سیستم قابل رویت نیست، ولی با سخت افزار های دیگر مدیریت حافظه در ترانکش است.

نقش حافظه پنهان ارائه سریع ترین حافظه موجود و در عین حال ارائه حافظه بزرگ از انواع ارزان تر حافظه های نیمه هادی است.یک حافظه نسبتا بزرگ و کند از حافظه اصلی به همراه یک حافظه کوچکتر و سریع تر حافظه پنهان وجود دارد.حافظه پنهان حاوی بخشی از حافظه اصلی است.وقتی پردازنده بخواهد کلمه ای از حافظه بخواند، وجود آن را در حافظه پنهان بررسی می کند.اگر وجود داشته باشد به پردازنده تحویل می شود، در غیر این صورت یک بلوک از حافظه اصلی ، شامل تعداد ثباتی از خانه های حافظه، به حافظه پنهان منتقل شده  و سپس کلمه مورد نظر به پردازنده تحویل داده می شود.هنگامی که یک بلوک از داده ها به حافظه پنهان داده آورده می شود تا یک مراجعه به حافظه انجام شود، به دلیل پدیده محلی بودن مراجعات، احتمالا به زودی دیگر کلمات آن بلوک نیز مراجعه خواهد شد.

وقفه ها

 

تمام کامپیوتر ها راهکاری فراهم می کنند تا اجزای دیگر،روند عادی اجرای دستورالعمل ها توسط پردازنده را قطع کنند.یک هدف عمده راهکار وقفه ، افزایش کارایی پردازنده است.

برنامه	وقفه هایی که به دلیل بعضی شرایط حاصل از اجرای یک دستورالعمل بروز می کند.شامل سرریز شدن محاسباتی،تقسیم بر صفر، تلاش برای اجرای یک دستورالعمل ماشین غیر مجاز و مراجعه به آدرسی خارج از فضای مجاز کاربر.
زمان سنج	وقفه ای که توسط زمان سنج داخلی پردازنده تولید می شود.این وقفه به سیستم عامل اجازه می دهد، بعضی اعمال را به صورت مرتب انجام دهد.
ورودی/خروجی	وقفه هایی که به وسیله کنترل کننده ورودی/خروجی تولید می شود،تا کامل شدن طبیعی یک عمل یا شرایط خطا را اعلام نماید.
نقص سخت افزار	وقفه هایی که با نقص سخت افزاری تولید می شوند.مثل نقص برق یا خطای توازن حافظه.

 

انواع وقفه

 

شب در کارنامه ی سیاه زندگی اش چه کرده است که افتخار گرفتن این همه ستاره را دارد

 

اجرای دستورالعمل

هر برنامه ای که بخواهد اجرا شود شامل مجموعه ای از دستورالعمل ها است که در حافظه ذخیره شده اند.ساده ترین دیدگاه این است که پردازش دستورالعمل را در دو گام ببینیم:

1-     پردازنده یک دستور را از حافظه می خواند(واکش می کند).

2-     دستورالعمل واکش شده را اجرا می کند.

اجرای برنامه شامل تکرار فرایند واکشی و اجرای دستورالعمل ها است.اجرای دستورالعمل ممکن است متضمن چندین عمل باشدو بستگی به طبیعت دستورالعمل دارد.

فرایندی که برای پردازش یک دستورالعمل لازم است چرخه دستور العمل نام دارد. این دو گام تحت چرخه واکشی و چرخه اجرا عنولان می شوند.اجرای برنامه فقط موقعی به پایان می رسد که ماشین خاموش گردد یا یک خطای غیر قابل جبران اتفاق افتد یا دستورالعمل توقف که موجب توقف کامپیوتر می شود، صادر گردد.

پردازش وقفه

پردازش وقفه

1-     آن دستگاه یک علامت وقفه برای پردازنده می فرستد.

2-     پردازنده اجرای دستور العمل جاری قبل از پاسخ به این وقفه، به پایان می رساند.

3-     پردازنده بروز وقفه را بررسی کرده ، در می یابد که وقفه ای آمده است و علامتی مبنی بر دریافت وقفه برای دستگاه وقفه دهنده می فرستد.این اعلام دریافت، به آن دستگاه اجازه می دهد تا علامت وقفه را بردارد.

4-     پردازنده برای انتقال کنترل به روال خدماتی وقفه مربوطه آماده می شود.برای شروع باید اطلاعات مورد نیاز برای سرگیری برنامه جاری (از نقطه بروز وقفه) را ذخیره کند. حداقل اطلاعات مورد نیاز، محتوای ثبات وضعیت برنامه(PSW)  و محل دستور العمل بعدی (PC)  است. این اطلاعات می توانند در بالای پشته کنترل سیستم گذاشته شود.

5-     پردازنده شمارنده برنامه (PC) را با آدرس شروع برنامه گردانند وقفه ای که قرار است به وقفه مربوط پاسخ دهد بار می کند. بسته به معماری کامپیوتر و طرح سیستم عامل مورد استفاده، ممکن است برای هر وقف یک برنامه خدماتی یا برای هر دستگاه یا هر نوع از وقفه ها یک برنامه خدماتی وقفه وجود داشته باشد.در صورت وجود بیش از یک روال گرداننده وقفه ، پردازنده باید تعیین کند که کدام یک را احضار نماید.این اطلاعات ممکن است در خود علامت وقفه وجود داشته باشد یا ممکن است پردازنده طی درخواستی از دستگاه وقفه دهنده بخواهد آن را ارائه کند.