من النادر أن يعيش الكمبيوتر ، وخاصة الكمبيوتر المنزلي ، حياته بأكملها دون الخضوع لأي ترقية أو إضافة أجهزة جديدة. في معظم الحالات ، بالطبع ، مع مراعاة القواعد الأساسية ، تكون هذه العملية غير مؤلمة ، دون التسبب في أي مشاكل خاصة. ولكن تقريبًا كل عُشر (أو حتى عشرين - لا يهم) يتم إحضار جهاز كمبيوتر إلى حالة عدم العمل: غالبًا ما يبدأ في التجميد ، أو يرفض أداء أي وظائف ، أو حتى يقع في حب الأشخاص المحبوبين من قبلنا جميعًا شاشة زرقاءمن الموت. كقاعدة عامة ، يكمن السبب الأكثر ترجيحًا لمثل هذه المشكلات في تعارضات الأجهزة (الجديدة والقديمة) التي لا تشارك أي موارد للأجهزة. حسنًا ، إذا كانت مؤهلاتك تسمح لك بحل المشكلات التي نشأت ، أو هل هناك شخص قريب يمكنه مساعدتك ، ولكن إذا لم يكن هناك شيء من هذا القبيل؟ ومع ذلك ، فهي ليست الآلهة ، كما تعلمون ، الأواني محترقة ، فلنجلس ونفكر - تنظر ، وتكسر ، لأن كل شيء ليس صعبًا للغاية ، على الرغم من مشكلة توافق المعدات الأكثر تنوعًا ، منذ بدايتها في منتصف الثمانينيات ، لا يزال كثيرًا ولم ينقص. ستساعد المقالة المقترحة المستخدم في التعامل مع أحد أنواع موارد الأجهزة المطلوبة للمعدات ، وغالبًا ما يكون السبب الجذري لجميع أنواع التعارضات - مع مقاطعات الأجهزة (IRQ).

موارد أجهزة النظام

يمكن أن تتطلب المكونات ثلاثة أنواع رئيسية من موارد الأجهزة المختلفة للعمل. يستخدم كل جهاز تقريبًا واحدًا أو أكثر من منافذ الإدخال / الإخراج. في هذه القضيةلا أقصد منفذًا تسلسليًا أو متوازيًا ، بل مجرد عنوان خاص ، شيء مثل العنوان في ذاكرة الوصول العشوائي. هذه الموانئ تعمل فرق خاصةالمعالج المركزي ، وبمساعدته يتم كتابة أي معلومات إلى المنفذ أو القراءة منه. غالبًا ما يمر تبادل المعلومات بين المعالج والجهاز عبر المنافذ فقط ، وتتخذ بعض الأجهزة عشرات أو أكثر من عناوين المنافذ ، يعمل كل منها على أداء وظيفة محددة.

يتم استخدام قنوات الوصول المباشر للذاكرة (DMA) بشكل أقل تكرارًا. هذا النوع من التفاعل مخصص للأجهزة التي تتبادل معها كتل كبيرة من البيانات الرامات " الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب "، فمثلا، محركات الأقراصأو الطابعات. يتجاوز التبادل بأكمله المعالج المركزي ، الذي يبدأ فقط عملية التبادل ويتابع فورًا لأداء عمل آخر. يمكن أن يؤدي هذا الأسلوب إلى زيادة أداء النظام بأكمله بشكل ملحوظ.

والنوع الثالث من الموارد هو مقاطعة الأجهزة ، وهي الآلية الأساسية لاستجابة النظام للأحداث الخارجية. تعد مقاطعات الأجهزة ، المعروفة باسم IRQs (طلبات المقاطعة) ، إشارات مادية يستخدمها جهاز التحكم في الجهاز لإبلاغ المعالج بمعالجة الطلب. تقليديًا ، قد يبدو نظام معالجة المقاطعة كما يلي:

• يتلقى المعالج إشارة المقاطعة ورقمها ؛
• باستخدام جدول خاص ، تم العثور على عنوان البرنامج المسؤول عن معالجة المقاطعة بالرقم المحدد - معالج المقاطعة ؛
• يوقف المعالج تنفيذ المهمة الحالية ويحفظ النتائج الوسيطة ويتحول إلى تنفيذ معالج المقاطعة ؛
• يصل المعالج إلى الجهاز ويتحقق من سبب المقاطعة ؛
• يتم إطلاق الإجراءات المطلوبة - التهيئة ، وتهيئة الجهاز ، وتبادل البيانات ، وما إلى ذلك ؛
• عند اكتمال جميع العمليات الضرورية ، يعود المعالج إلى المهمة المتقطعة.

على عكس مقاطعات البرامج التي يتم تشغيلها بواسطة برنامج تطبيق تنفيذي ، يمكن أن تحدث مقاطعات الأجهزة في أكثر الأوقات غير المتوقعة ، علاوة على ذلك ، يمكن أن تحدث مقاطعات متعددة في نفس الوقت. لكي لا يفكر النظام كثيرًا في أي مقاطعة للخدمة في المقام الأول ، هناك مخطط أولوية خاص. يتم تعيين الأولوية الفريدة الخاصة بها لكل مقاطعة. إذا وصلت عدة مقاطعات في نفس الوقت ، فإن النظام يعطي الأفضلية للأولوية القصوى ، ويؤجل معالجة المقاطعات الأخرى الأقل أهمية لفترة من الوقت.

يقطع التوزيع

ضع في اعتبارك كيفية توزيع المقاطعات عادةً في جهاز كمبيوتر قياسي. ترتبط بعض الأرقام بشكل صارم بأجهزة معينة ، ويمكن إصدار بعضها واستخدامها لتلبية احتياجاتك. لنبدأ بالترتيب:

• IRQ 0- يقطع مؤقت النظام. تم توليدها 18.2 مرة في الثانية. يُستخدم بهذه السعة منذ إنشاء أول كمبيوتر شخصي من نوع IBM (هذا الرقم غير متوفر للاستخدامات الأخرى) ؛
• IRQ 1- مقاطعة لوحة المفاتيح. يتم إنشاؤه بواسطة وحدة تحكم لوحة المفاتيح في كل مرة يتم فيها الضغط على مفتاح (الرقم غير متاح للاستخدامات الأخرى) ؛
• IRQ2في أجهزة الكمبيوتر من فئة XT ، والتي تستخدم 8 خطوط مقاطعة فقط ، تم حجزها لمزيد من توسيع النظام ، وبدءًا من أجهزة الكمبيوتر من فئة AT ، تم استخدامها لتوصيل وحدة تحكم ثانية. يستخدم النظام اليوم IRQ 2 للتوافق مع البرامج القديمة ، والرقم غير متاح للاستخدامات الأخرى ؛
• IRQ 3- مقاطعة المنفذ غير المتزامن COM 2. يتم استخدام نفس المقاطعة أيضًا بواسطة الأجهزة التي تعمل عبر المنفذ COM 4. إذا رغبت في ذلك ، يمكن تعطيلها ، ولكن لن يتمكن أي شخص آخر من تعيين IRQ 3 على أي حال ؛
• IRQ4عن طريق القياس مع السابق ، يتم استخدام هذه المقاطعة بواسطة الأجهزة التي تشغل منافذ COM 1 / COM 3 ؛
• IRQ 5كان مخصصًا في الأصل للاستخدام بواسطة المنفذ المتوازي الثاني LPT2 ، ولكن بعد ذلك ، عندما تم التخلي عن المنفذ المتوازي الثاني ، أصبح IRQ 5 مجانيًا. في وقت لاحق تم استخدامه بنشاط من قبل معظم بطاقات الصوت ISA. تستخدم بطاقات صوت PCI الحديثة هذه المقاطعة فقط للتوافق مع الألعاب القديمة ، والتي تدعم الغالبية العظمى منها SB Pro. يمكن استخدام IRQ 5 لأغراض أخرى وربطه بفتحة PCI ؛
• IRQ6، بدءًا من أجهزة الكمبيوتر الأولى ، يتم استخدامه بواسطة وحدة التحكم المرنة (الرقم غير متاح للاستخدامات الأخرى) ؛
• IRQ7- افتراضيًا ، مقاطعة المنفذ المتوازي الأول LPT 1. إذا كان المنفذ معطلاً (إذا كانت الطابعة غير متوفرة أو مصممة لـ USB) ، فيمكن استخدامه أجهزة مختلفة. يمكن ربط IRQ 7 بفتحة PCI ؛
• IRQ8- مقاطعة الساعة في الوقت الحقيقي ، والتي تم تقديمها لأول مرة في IBM AT. لا يوجد استخدام آخر ممكن ؛
• IRQ 9و IRQ 10 مجانيان ؛
• IRQ 11عادةً ما يتم حجزه لناقل USB ، ولكن يمكن استخدامه لأغراض أخرى (للقيام بذلك ، قم بتعطيل دعم USB في BIOS) ؛
• IRQ 12تستخدم لماوس PS / 2 ، ولكن يمكن استخدامها لأغراض أخرى (في حالة عدم توفر ماوس PS / 2 أو تعطيله) ؛
• IRQ 13تم استخدامه في الأصل بواسطة المعالج الحسابي وهو الآن محجوز للتوافق مع البرامج الأقدم (الرقم غير متوفر للاستخدامات الأخرى) ؛
• IRQ 14و IRQ 15تطبق بواسطة وحدات تحكم IDE الأولية والثانوية ، على التوالي.

اكتشف كيف هذه اللحظةيتم توزيع أرقام المقاطعة في حالتك الخاصة بعدة طرق. عند بدء تشغيل الكمبيوتر ، حتى قبل أن يبدأ Windows في التحميل ، يظهر جدول نص التكوين. بعد ذلك مباشرة ، توجد قائمة بأجهزة PCI مع إشارة إلى رقم IRQ المخصص لها.

أو ، إذا كنت لا تزال تستخدم Windows 9x ، فهناك رمز النظام في لوحة التحكم ، انقر فوقه - وحدد علامة التبويب "الأجهزة". في خصائص جهاز "الكمبيوتر" ، يمكنك العثور على قائمة بجميع الأجهزة مع IRQs الخاصة بهم. في نظام التشغيل Windows 2000 / XP ، ليس لدينا وصول مباشر إلى إدارة المقاطعة ، لذا لعرض قائمة IRQs ، نحتاج إلى استخدام أداة المعلومات القياسية (لوحة التحكم / أدوات إدارية / إدارة الكمبيوتر / معلومات النظام / موارد الأجهزة). وأخيرًا ، لم يقم أحد بإلغاء استخدام الأدوات المساعدة التي تختبر قدرات الأجهزة والبرامج في الكمبيوتر.

من بينها ، بلا شك ، الأكثر شيوعًا هي SANDRA ، وهي قادرة على تزويد المستخدم بمعلومات شاملة ، بما في ذلك الانقطاعات.

تعارضات الجهاز

بدون الخوض في الكثير من التفاصيل ، يمكننا القول أن التعارض هو موقف تحاول فيه عدة كائنات في نفس الوقت الوصول إلى نفس مورد النظام. يحدث تعارض المقاطعة عندما تستخدم أجهزة متعددة نفس خط المقاطعة لإرسال إشارة طلب ولا توجد آلية لترتيب هذه الطلبات ، مما يتسبب في حدوث فشل أو توقف أحد الأجهزة عن العمل ببساطة. للحصول على فكرة واضحة عن كيفية تجنب التعارضات أو القضاء عليها ، تحتاج إلى فهم آلية إدارة IRQ.

وانت عارف، حواسيب شخصيةبدأت مع IBM PC XT. قدمت هندستها المعمارية ثمانية أسطر فقط من مقاطعات الأجهزة ، والتي تم التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم خاصة. تم تعيين رقم فريد خاص به لكل منهم ، والذي يحدد أولوية المقاطعة وعنوان معالجها (ما يسمى بمتجه المقاطعة). استكمل الإصدار التالي من البنية ، IBM PC AT ، الخطوط الحالية بثمانية خطوط أخرى ، والتي تم التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم ثانية متصلة بأحد خطوط المقاطعة لوحدة التحكم الأولى. لسوء الحظ ، أوقفت هذه البنية تطورها في هذه المرحلة ، لذا فإن جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، على الرغم من الزيادة الكبيرة في عدد الأجهزة الإضافية المستخدمة فيها ، لا تزال تحتوي على ستة عشر خط مقاطعة فقط ، أحدها مخصص لمحاكاة وحدة تحكم ثانية.

في البداية ، كان لدى كمبيوتر IBM PC AT ناقل واحد فقط ، يمكن للأجهزة من خلاله الاتصال بالمعالج والذاكرة - ISA. تم تعيين معظم خطوط المقاطعة لأجهزة ISA القياسية ، لذلك عندما ظهر ناقل PCI العالمي الجديد ، اتضح أنه لم يتبق سوى أربعة مقاطعات مجانية على حصته ، يُشار إليها بـ INT A ، INT B ، INT C ، INT D ، لذلك فقط يمكن أن تتلقى أربعة أجهزة PCI مقاطعات مستقلة في النظام. ولكن في الوقت نفسه ، يجب ألا يغيب عن البال أن وحدة تحكم IDE في وضع خاص ، وهو ليس من بين تلك الأجهزة الأربعة فقط لأنه على الرغم من أنه جهاز PCI من حيث طريقة نقل البيانات ، إلا أن IRQ 14 و يتم تعيين مقاطعات IRQ بشكل صارم لها .15 ، كما هو الحال مع أجهزة ISA الأقدم. بالنسبة لناقل AGP ، وهو أحد أشكال ناقل PCI ، يتم "التضحية" بـ INT A ، وناقل USB ، كواحد من مكونات النظام، يتصل بـ PCI باستخدام INT D ، مما يقلل من عدد أجهزة PCI "الصادقة" إلى اثنين فقط. يجب ألا ننسى النظام الفرعي لإدارة الطاقة / إدارة النظام لإدارة الطاقة ، والذي يتطلب أيضًا مقاطعة خاصة به. وبالتالي ، في الحياة الواقعية ، إذا كان هناك العديد من أجهزة PCI التي تستخدم المقاطعات ، فمن المستحيل تزويدها بـ IRQs الفريدة للأجهزة ، وفي مثل هذه الحالات ، يتم استخدام طريقة برامج الأجهزة القائمة على تقنية Plug & Play ، والتي تتجنب التعارض نظريًا. على الرغم من أن أي شيء يمكن أن يحدث في الحياة الواقعية ، وأن أجهزة ISA المتبقية لا تزال غير قادرة على مشاركة خطوط المقاطعة ، إلا أنها تمثل المحرضين الرئيسيين للصراعات. وبالتالي ، يتم تقليل مشكلة حل التعارض إلى التوزيع الصحيح لأرقام المقاطعة في حالة حدوث مشكلات في أجهزة ISA أو برامج تشغيل عربات التي تجرها الدواب.

في النظام ، يتم تخصيص أرقام IRQ مرتين بين الخطوط المادية. المرة الأولى التي يقوم فيها BIOS النظام بذلك هي عندما يقوم النظام بالتمهيد. يتم تخصيص رقم واحد لكل جهاز Plug & Play (وهذا يشمل جميع PCI و ISA الحديث وجميع الأجهزة المدمجة على اللوحة الأم) من بين الأجهزة المتاحة. إذا لم تكن هناك أعداد كافية ، فإن عدة سطور تشترك في سطر واحد. بالنسبة لأجهزة PCI ، هذه ليست مشكلة - إذا كان لديك برامج تشغيل عادية ودعم من نظام التشغيل ، فيجب أن يعمل كل شيء بشكل جيد. ولكن إذا تلقى العديد من أجهزة ISA نفس الرقم ، أو خليط "متفجر" لا يقل عن أجهزة PCI و ISA ، فإن التعارض ببساطة أمر لا مفر منه ، ومن ثم سيتعين عليك التدخل في عملية التوزيع التلقائي للمقاطعة. في هذه الحالة ، يجب عليك تعطيل جميع أجهزة ISA غير المستخدمة (في الأنظمة التي لا تحتوي على فتحات ISA ، فإنها مع ذلك موجودة: هذه هي منافذ COM1 و COM2 ومحرك الأقراص). يمكنك أيضًا تعطيل أوضاع EPP و ECP لمنفذ LPT ، أثناء تحرير مقاطعة IRQ7. يتم تنفيذ جميع عمليات تغيير المقاطعات في إعداد BIOS في قسم "تكوين PCI / PNP". هناك طريقتان للتأثير على التوزيعات أرقام IRQ: حظر رقم محدد وتعيين رقم سطر مباشرة. الطريقة الأولى متاحة لجميع BIOSes ، "IRQ x المستخدم بواسطة:" يتم ضبط عناصر القائمة (في BIOSes الجديدة يتم إخفاؤها في القائمة الفرعية "IRQ Resources"). يجب تعيين تلك المقاطعات التي يجب تخصيصها حصريًا لأجهزة ISA على "Legacy ISA". وبالتالي ، عند توزيع الأرقام لأجهزة PCI ، سيتم تخطي هذه المقاطعات. يجب عليك القيام بذلك إذا تعرض أي جهاز ISA بعناد إلى نفس المقاطعة مع جهاز PCI ، وهذا هو السبب في أن كلاهما لا يعمل. في هذه الحالة ، تحتاج إلى العثور على رقم IRQ هذا وحظره. ينتقل جهاز PCI إلى رقم IRQ الجديد ، بينما يظل جهاز ISA كما هو. الطريقة الثانية لإدارة أرقام IRQ هي التعيين المباشر ، على الرغم من أنها أكثر تعقيدًا إلى حد ما من الأولى ، إلا أنها أكثر كفاءة. من المؤسف أن بعض اللوحات الأم الحديثة لا تسمح بهذه العملية. في نفس القائمة الفرعية لإعداد BIOS ، قد تكون هناك عناصر مثل "Slot X use IRQ" (أسماء أخرى: "PIRQx use IRQ" ، "PCI Slot x priority" ، "INT Pin x IRQ"). يتيح لك هذا الخيار ضبط المقاطعات بشكل فردي لكل جهاز على ناقل PCI و AGP. في هذه الحالة ، يجب مراعاة القواعد التالية:

• يمكن لكل فتحة PCI تنشيط ما يصل إلى أربعة مقاطعات - INT A و INT B و INT C و INT D ؛
• يمكن لفتحة AGP تنشيط مقاطعتين - INT A و INT B ؛
• من الطبيعي أن يتم تعيين كل فتحة على أنها INT A. يتم حجز المقاطعات المتبقية إذا تطلب جهاز PCI / AGP أكثر من مقاطعة واحدة أو إذا كانت المقاطعة المطلوبة مشغولة ؛
• تخصص فتحة AGP وفتحة PCI 1 نفس المقاطعات ؛
• توزع فتحات PCI 4 و 5 أيضًا المقاطعات نفسها ؛
• يستخدم USB PIRQ_4.

يوجد أدناه جدول يوضح العلاقة بين PIRQ (طلب المقاطعة القابل للبرمجة) و INT (المقاطعة):

الإشارة	فتحة AGP فتحة PCI 1	فتحة PCI 2	فتحة PCI 3	فتحة PCI 4 فتحة PCI 5
PIRQ_0	INT أ	INT D	INT C	INT ب
PIRQ_1	INT ب	INT أ	INT D	INT C
PIRQ_2	INT C	INT ب	INT أ	INT D
PIRQ_3	INT D	INT C	INT ب	INT أ

عادة ، يجب عليك ترك الخيار في الوضع التلقائي. ولكن ، إذا أصبح من الضروري تعيين IRQ فردي لجهاز على ناقل AGP أو PCI ، فمن الضروري أولاً تحديد الفتحة التي تم تثبيت الجهاز فيها. بعد ذلك ، بالإشارة إلى الجدول ، يمكنك تعيين PIRQ الرئيسي. على سبيل المثال ، إذا بطاقة الشبكةتم ضبطه على الفتحة 3 ، فسيكون PIRQ الرئيسي هو PIRQ_2 ، لأن جميع الفتحات مخصصة لـ INT A ، إذا أمكن. بعد ذلك ، يتم تحديد IRQ المطلوب ، وتخصيص قيمة PIRQ المناسبة له. فقط تذكر أن BIOS سيحاول تعيين PIRQ إلى INT A لكل فتحة. لذلك ، بالنسبة إلى فتحات AGP و PCI 1 ، يكون PIRQ الرئيسي هو PIRQ_0 ، بينما بالنسبة لفتحة PCI 2 ، يكون PIRQ الرئيسي هو PIRQ_1 وهكذا. يتم تخصيص أرقام المقاطعة للمرة الثانية نظام التشغيل، على الرغم من أن Windows 9x يبدأ في التدخل في الإجراءات التي يقوم بها BIOS فقط في الحالات القصوى. في نظام التشغيل Windows 98 ، تتم إدارة نظام توزيع IRQ باستخدام مدير الجهاز القياسي. في قائمة أجهزة النظام ، تحتاج إلى العثور على ناقل PCI.

هناك علامة تبويب خاصة في خصائصه. إذا تم إعداد كل شيء بشكل صحيح ، فسيتم ذكر المنفذ المصغر هناك ("تم تحميله بنجاح") وسيتم تمكين إدارة ناقل PCI (التوجيه). وبالتالي ، فإن Windows "98 لديه وسائل للتحكم في توزيع أرقام المقاطعة بين الخطوط المادية. ولكن نظرًا لأن BIOS يقوم بعمل جيد في أغلب الأحيان مع هذا ، فإن هذه الآلية غير متضمنة. ولكن في بعض الأحيان يكون ذلك ضروريًا. عند استخدام أجهزة ISA القديمة التي لا تدعم تقنية التوصيل والتشغيل ، قد لا يلاحظها BIOS ، مما يعطي المقاطعة التي يشغلها لجهاز PCI - مرة أخرى تعارض. لحلها ، تحتاج إلى حجز المقاطعة اللازمة في Windows Device Manager "98.

بالإضافة إلى التكرار ، يمكنك تعيين رقم المقاطعة للجهاز مباشرةً. للقيام بذلك ، تحتاج إلى العثور على علامة التبويب "الموارد" في خصائصها ، وتعطيل الضبط التلقائي ومحاولة تغيير رقم المقاطعة المعين. كن حذرًا ، فهذه العملية لا تعمل دائمًا ويمكن أن تؤدي أحيانًا إلى نتائج غير متوقعة تمامًا.

ولكن حول نظام التشغيل Windows 2000 (وكذلك XP) - محادثة منفصلة. إذا كان لديك جهاز كمبيوتر حديث إلى حد ما ، فمن المحتمل أنه يدعم واجهة تكوين ACPI. سيتجاهل Windows 2000 في هذه الحالة بشكل عام إجراءات BIOS و "يعلق" جميع أجهزة PCI على مقاطعة منطقية واحدة. بشكل عام ، سيعمل هذا بشكل جيد (في حالة عدم وجود أجهزة ISA) ، ولكن في بعض الأحيان قد تنشأ مشاكل. لتتمكن من تغيير أرقام المقاطعة ، يجب عليك إما تغيير HAL kernel أو إعادة تثبيت Windows 2000 مع تعطيل ACPI في BIOS. يتم استبدال النواة على النحو التالي: في مدير الجهاز ، حدد "الكمبيوتر / الكمبيوتر مع ACPI" ، بعد ذلك تحتاج إلى تغيير برنامج التشغيل إلى " كمبيوتر قياسي"وإعادة التشغيل. إذا لم يساعد ذلك ، فسيتعين عليك إعادة تثبيت Windows 2000 مرة أخرى.

نصائح نهائية

بعد تثبيت نظام تشغيل جديد مع جميع برامج تشغيل الأجهزة والتأكد من أنه يعمل بدون مشاكل ، فإن الأمر يستحق تدوين كل شيء إعدادات الكمبيوتر، خاصة إذا تم إجراء أية تغييرات على الإعدادات الافتراضية. من الأكثر موثوقية كتابة هذه المعلومات على قطعة ورق عادية. يمكن أن تكون هذه المعلومات مفيدة جدًا عند إجراء أي تغييرات على النظام الذي تم تكوينه ، بالإضافة إلى المساعدة في حل المشكلات التي قد تنشأ إذا "خرجت" جميع الإعدادات عند تثبيت معدات جديدة (يحدث هذا أحيانًا أيضًا). والأهم من ذلك ، تذكر أن: معظم المشاكل التي تنشأ ترجع إلى المستوى المنخفض لمحو الأمية الحاسوبية لدى مالك الكمبيوتر. لذلك ، يجب على المرء دائمًا أن يسعى جاهداً من أجل التعليم الذاتي ، فعندئذٍ ستكون هناك مشاكل أقل ، وتلك التي تنشأ مع ذلك لن تبدو غير قابلة للحل.

التعارض هو موقف تحاول فيه عدة كائنات في وقت واحد الوصول إلى مورد مخصص لواحد منها فقط. يحدث تعارض المقاطعة عندما تستخدم أجهزة متعددة نفس خط المقاطعة لإرسال إشارة طلب ، ولا توجد آلية للتعامل مع الطلبات المتنافسة. إذا كان السائق ، عند تلقي التحكم ، يعمل مع جهاز مختلف أرسل الطلب ، فحينئذٍ يحدث فشل ، أو أن أحد الأجهزة ببساطة لا يعمل.

السؤال الذي يطرح نفسه: هل يمكن أن تستخدم عدة أجهزة نفس خط المقاطعة ، أم أنه مستحيل من حيث المبدأ؟ بعد كل شيء ، إذا تمكن السائق من تحديد الشخص الذي جاء منه الطلب بالضبط ، فسوف يستجيب فقط للإشارات الواردة من الجهاز "الخاص به" ، متجاهلاً جميع الإشارات الأخرى. لكن يجب الاتفاق على هذا مسبقًا بطريقة ما ، وإلا فإن الصراع أمر لا مفر منه.

تم تصميم ناقل PCI المحلي مع مراعاة مشاركة المقاطعة. يجب أن يعمل كل جهاز PCI بشكل صحيح على نفس خط المقاطعة مثل أجهزة PCI الأخرى. يتم ذلك على النحو التالي: لا يتم تحديد وجود إشارة على خط المقاطعة بواسطة الجبهة ، أي تغيير في مستوى الجهد ، ولكن من خلال حقيقة وجود جهد معين. يمكن للعديد من الأجهزة تغيير الجهد في الخط مرة واحدة ، لتصبح ، كما كانت ، في قائمة انتظار للخدمة.

وبالتالي ، فإن مشاركة نفس IRQ بواسطة أجهزة PCI متعددة ليست ، بحكم التعريف ، تعارضًا (الشكل). ومع ذلك ، تظهر المشاكل في بعض الأحيان. أولاً ، لا تعمل جميع أجهزة PCI بشكل صحيح على نفس خط المقاطعة مثل الأجهزة الأخرى. ثانيًا ، في بعض الأحيان يكون لدى السائقين أخطاء تمنعهم من تحديد مصدر الإشارة بشكل صحيح ، والتدخل في برامج التشغيل الأخرى. ثالثًا ، لا تعمل جميع الأجهزة على ناقل PCI ؛ على سبيل المثال ، لا يمكن لأجهزة ISA ، التي تتضمن ، على سبيل المثال ، وحدات تحكم منفذ COM / LPT ، مشاركة المقاطعات مع الآخرين.

أرز. Win2000 Device Manager IRQ Map - IO PIC Intel 440BX Chipset

أرز. Win2000 IRQ MAP - IO APIC - عبر مجموعة شرائح KT266a

نتيجة لذلك ، تكون المواقف ممكنة عندما يتجمد الكمبيوتر في كثير من الأحيان ، أو يرفض أداء أي وظائف ، أو حتى يقع ببساطة في ما يسمى "شاشة الموت الزرقاء".

Apic (وحدة تحكم المقاطعة القابلة للبرمجة المتقدمة)

كما هو موضح أعلاه ، يعد خط المقاطعة موردًا نادرًا جدًا لجهاز الكمبيوتر. ومع ذلك ، مع تطور صناعة الكمبيوتر ، يتزايد باستمرار عدد الأجهزة الخارجية المختلفة في الكمبيوتر. على سبيل المثال ، على واحد اللوحة الأمقد يكون هناك 5-6 فتحات PCI وفتحة AGP ووحدة تحكم IDE متكاملة ووحدة تحكم SCSI متكاملة ومحول شبكة بمنفذ 1/2 مدمج وما إلى ذلك وكل هذه الأجهزة تحتاج إلى مقاطعات. 16 خط IRQ أصبح تدريجياً غير كافٍ.

أيبكعبارة عن وحدة تحكم بالمقاطعة تسمح لك باستخدام 24 مقاطعة للأجهزة بدلاً من 16. حد مقاطعة الأجهزة البالغ عددها 16 ، والتي لم تتغير منذ عام 1982 ، أعاقت التثبيت في جهاز كمبيوتر شخصي أجهزة إضافية. في نهاية عام 2001 ، ظهرت اللوحات الأم الأولى مع APIC.

أرز. نظام مقاطعة في بيئة متعددة المعالجات.

أشار الوصف السابق إلى بلدان جزر المحيط الهادئ المصممة لأنظمة معالج واحد. إذا كان النظام يشتمل على معالجين أو أكثر ، فإن هذا النهج لم يعد ممكنًا وستكون هناك حاجة إلى مزيد من PICs المعقدة.

تشتمل جميع معالجات x86 الحديثة على APIC المحلي (APIC المحلي). يحتوي كل APIC المحلي على سجلات 32 بت وساعة داخلية وجهاز توقيت محلي وخطين إضافيين IRQ ، LINT0 و LINT1 ، محجوزين لمقاطعات APIC المحلية. جميع APICs المحلية متصلة بمدخل I / O APIC خارجي.

يحتوي I / O APIC على مجموعة من 24 خط IRQ ، وجدول إعادة توجيه 24 طريقة للمقاطعة ، وسجلات قابلة للبرمجة ، وكتلة رسائل لإرسال واستقبال الرسائل على ناقل APIC. على عكس دبابيس IRQ على 8259A ، فإن أولوية المقاطعة غير مرتبطة برقم التعريف الشخصي.

يمكن برمجة كل إدخال في جدول إعادة توجيه المقاطعة بشكل فردي لعرض متجه المقاطعة وأولويته ، والمعالج الذي سيتعامل مع المقاطعة ، وكيف سيتم تحديد هذا المعالج. تُستخدم المعلومات الواردة في جدول إعادة توجيه المقاطعة لترجمة كل إشارة خارجية إلى رسالة موجهة إلى واحد أو أكثر من مراكز APIC المحلية عبر ناقل APIC.

توزيع ثابت

يتم تسليم إشارة IRQ بواسطة APIC المحلي المدرج في إدخال جدول إعادة توجيه المقاطعة المقابل. يتم تسليم المقاطعة إلى وحدة معالجة مركزية معينة أو وحدات معالجة مركزية متعددة أو جميع وحدات المعالجة المركزية.

التخصيص الديناميكي

يتم تسليم إشارة IRQ إلى APIC المحلي للمعالج ، والذي يقوم بتشغيل العملية بأقل أولوية.

يحتوي كل APIC المحلي على سجل أولوية وظيفي قابل للبرمجة يتم استخدامه لحساب أولوية العملية الحالية. تتوقع Intel أن يتم تحديث هذا السجل بواسطة نواة نظام التشغيل في كل مفتاح عملية.

بالإضافة إلى توزيع المقاطعات عبر معالجات APIC المتعددة ، يسمح النظام لوحدة المعالجة المركزية بإنشاء مقاطعات بين المعالجات. عندما ترغب وحدة المعالجة المركزية في إرسال مقاطعة إلى وحدة معالجة مركزية أخرى ، فإنها تخزن متجه المقاطعة ومعرف APIC المحلي المستهدف في سجل أوامر المقاطعة (ICR) المحلي الخاص بـ APIC. ثم يتم إرسال الرسالة عبر ناقل APIC إلى APIC المحلي المستهدف ، والذي يصدر المقاطعة المناسبة لوحدة المعالجة المركزية الخاصة به.

حاليًا ، تشتمل العديد من الأنظمة أحادية المعالج على شريحة I / O APIC التي يمكن تهيئتها بطريقتين:

1. كمعيار 8259A PIC متصل بوحدة المعالجة المركزية. يتم تعطيل APIC المحلي ويتم تكوين الخطين LINT0 و LINT1 كدبابيس INTR و NMI.

2. كمعيار خارجي I / O APIC. يتم تمكين APIC المحلي ويتم تلقي جميع المقاطعات الخارجية عبر I / O APIC.

• أليفا إيلينا فيكتوروفنا، طالب علم
• جامعة أوفا الحكومية التقنية للطيران

• تحكم المقاطعة
• مراقب
• انقطاع الجهاز
• المقاطعة

الانقطاع يعني الانقطاع المؤقت للعملية الرئيسية للحوسبة لأداء بعض الإجراءات المخطط لها أو غير المخطط لها الناتجة عن تشغيل الجهاز أو البرنامج. يتم دعم آلية المقاطعة على مستوى الأجهزة. تحدث مقاطعات الأجهزة كاستجابة للمعالج الدقيق لـ إشارة جسديةمن بعض الأجهزة (لوحة المفاتيح ، ساعة النظام ، لوحة المفاتيح ، HDDإلخ) ، هذه المقاطعات غير متزامنة في وقت حدوثها ، أي تحدث في أوقات عشوائية. تم تصميم وحدة التحكم في المقاطعة لمعالجة طلبات الخدمة الواردة إلى المعالج المركزي من الأجهزة الطرفية والتحكيم فيها. المقاطعات لها أولوية محددة ، والتي تسمح لوحدة التحكم في المقاطعة بإعطاء الأولوية لجهاز على الآخر في وقت معين. في الكمبيوتر الحديث ، يوجد ما يصل إلى 16 جهازًا خارجيًا وطرفيًا تولد المقاطعات.

• أتمتة سير العمل في مستودع مؤسسة تصنيع
• تقنيات المكالمات والميزات والتطبيق والكفاءة
• تطوير نموذج لنظام المعلومات للإدارة القانونية لدعم وإبرام عقود المشاريع

مقدمة

الانقطاع يعني الانقطاع المؤقت للعملية الرئيسية للحوسبة لأداء بعض الإجراءات المخطط لها أو غير المخطط لها الناتجة عن تشغيل الجهاز أو البرنامج. أولئك. إنها عملية تقوم مؤقتًا بتحويل المعالج الدقيق إلى تنفيذ برنامج آخر ثم العودة إلى البرنامج الذي تمت مقاطعته. بالضغط على مفتاح على لوحة المفاتيح ، نبدأ مكالمة فورية لبرنامج يتعرف على المفتاح ، ويدخل الكود الخاص به في المخزن المؤقت للوحة المفاتيح ، والذي يقرأه برنامج آخر منه. أولئك. لبعض الوقت ، يقاطع المعالج الدقيق تنفيذ البرنامج الحالي ويتحول إلى معالج المقاطعة ، ما يسمى بمعالج المقاطعة. بعد أن يكمل معالج المقاطعة عمله ، سيستمر البرنامج الذي تمت مقاطعته في التنفيذ من النقطة التي توقف عندها. يتم حساب عنوان برنامج معالج المقاطعة من جدول متجه المقاطعة.

يتم دعم آلية المقاطعة على مستوى الأجهزة. اعتمادًا على المصدر ، يتم تقسيم المقاطعات إلى:

• المعدات- تنشأ كرد فعل للمعالج الدقيق لإشارة مادية من بعض الأجهزة (لوحة المفاتيح ، ساعة النظام ، لوحة المفاتيح ، القرص الصلب ، إلخ) ، هذه المقاطعات غير متزامنة في وقت حدوثها ، أي تحدث في أوقات عشوائية ؛
• البرمجيات- يتم استدعاؤها بشكل مصطنع بمساعدة الأمر المقابل من البرنامج (int) ، والمقصود منها تنفيذ بعض إجراءات نظام التشغيل ، تكون متزامنة ؛
• استثناءات- هي رد فعل المعالج الدقيق على حالة غير قياسية نشأت داخل المعالج الدقيق أثناء تنفيذ بعض تعليمات البرنامج (قسمة على صفر ، مقاطعة على علامة TF (تتبع)).

نظام مقاطعة الأجهزة

نظام المقاطعة هو مزيج من البرامج والأجهزة التي تنفذ آلية المقاطعة.

تشتمل أجهزة نظام المقاطعة على:

• مخرجات المعالجات الدقيقة - يتم إنشاء الإشارات عليها لإعلام المعالج الدقيق إما أن بعض الأجهزة الخارجية "تطلب الانتباه إليها" (INTR) ، أو أن المعالجة العاجلة لحدث ما أو خطأ كارثي (NMI) مطلوب
• INTR - دبوس لإشارة طلب مقاطعة الإدخال ،
• NMI - دبوس إدخال NMI
• INTA - خرج إشارة الخرج لتأكيد استلام إشارة المقاطعة بواسطة المعالج الدقيق (يتم تغذية هذه الإشارة إلى نفس الاسم المدخلات لشريحة وحدة التحكم 8259A ؛
• وحدة تحكم المقاطعة القابلة للبرمجة 8259A (مصممة لالتقاط إشارات المقاطعة من ثمانية مختلفة الأجهزة الخارجية؛ وهي مصنوعة على شكل دائرة كهربائية دقيقة ؛ عادةً ما يتم استخدام دائرتين صغيرتين متصلتين تسلسليًا ، وبالتالي فإن عدد المصادر المحتملة للمقاطعات الخارجية يصل إلى 15 بالإضافة إلى مقاطعة واحدة غير قابلة للقناع ؛ هو الذي يولد رقم متجه المقاطعة ويصدر ناقل البيانات الخاص به) ؛
• الأجهزة الخارجية (مؤقت ، لوحة مفاتيح ، أقراص مغناطيسية ، إلخ.)

معالجة المقاطعة

تؤدي المقاطعة إلى سلسلة من الأحداث التي تحدث في كل من الأجهزة والبرامج. على التين. يوضح الشكل 1 تسلسلًا نموذجيًا لهذه الأحداث.

بعد إنهاء جهاز الإدخال / الإخراج ، يحدث ما يلي:

• يرسل الجهاز إشارة مقاطعة إلى المعالج.
• قبل الاستجابة للمقاطعة ، يجب على المعالج إكمال تنفيذ التعليمات الحالية (انظر الشكل 1).
• يتحقق المعالج من وجود مقاطعة ويكتشفها ويرسل الجهاز الذي أرسل المقاطعة إشارة بأنه استقبلها بنجاح. تسمح هذه الإشارة للجهاز بإزالة إشارة المقاطعة الخاصة به.

الشكل 1. مخطط توقيت البرنامج: بطيء الإدخال / الإخراج

يحتاج المعالج الآن إلى الاستعداد لنقل التحكم إلى معالج المقاطعة. أولا تحتاج إلى حفظ كل شيء معلومات مهمةحتى تتمكن لاحقًا من العودة إلى النقطة التي تم فيها إيقاف البرنامج الحالي مؤقتًا. الحد الأدنى من المعلومات المطلوبة هو كلمة حالة البرنامج وعنوان التعليمات التالية التي سيتم تنفيذها ، والموجودة في عداد البرنامج. يتم دفع هذه البيانات إلى مكدس التحكم في النظام.

الشكل 2. التعامل مع مقاطعة بسيطة

بعد ذلك ، يتم تحميل عداد البرنامج الخاص بالمعالج بعنوان الإدخال الخاص ببرنامج معالج المقاطعة ، وهو المسؤول عن معالجة هذه المقاطعة. اعتمادًا على بنية الكمبيوتر وجهاز نظام التشغيل ، قد يكون هناك برنامج واحد للتعامل مع جميع المقاطعات ، أو قد يكون هناك معالج منفصل لكل جهاز ولكل نوع من أنواع المقاطعة. إذا كان هناك العديد من البرامج للتعامل مع المقاطعات ، فيجب على المعالج تحديد البرنامج الذي يجب الاتصال به. يمكن تضمين هذه المعلومات في إشارة المقاطعة الأولية ؛ خلافًا لذلك ، للحصول على المعلومات اللازمة ، يجب على المعالج فحص جميع الأجهزة بدوره لتحديد الجهاز الذي أرسل المقاطعة.

بمجرد تحميل قيمة جديدة في عداد البرنامج ، ينتقل المعالج إلى دورة التعليمات التالية ، ويستعيدها من الذاكرة. نظرًا لأنه يتم استرداد التعليمات من الموقع الذي تم تحديد رقمه من خلال محتويات عداد البرنامج ، فإن التحكم ينتقل إلى روتين المقاطعة. تنفيذ هذا البرنامج يستلزم العمليات التالية.

محتويات عداد البرنامج وكلمة حالة البرنامج الذي تمت مقاطعته مخزنة بالفعل على مكدس النظام. ومع ذلك ، فهذه ليست كل المعلومات المتعلقة بحالة البرنامج القابل للتنفيذ. على سبيل المثال ، تحتاج إلى حفظ محتويات سجلات المعالج ، حيث قد يحتاج معالج المقاطعة إلى هذه السجلات. لذلك ، من الضروري حفظ جميع المعلومات حول حالة البرنامج. عادةً ما يبدأ معالج المقاطعة بدفع محتويات كافة السجلات إلى المكدس. تتم مناقشة المعلومات الأخرى التي يجب تخزينها في الفصل 3 ، وصف العملية والتحكم فيها. على التين. يتم عرض مثال بسيط يتم فيه مقاطعة برنامج المستخدم بعد تنفيذ تعليمات من الموقع N. يتم دفع محتويات جميع السجلات ، بالإضافة إلى عنوان التعليمات التالية (N + 1) ، بإجمالي عدد M ، إلى المكدس . يتم تحديث مؤشر المكدس للإشارة إلى الجزء العلوي الجديد للمكدس. يتم أيضًا تحديث عداد البرنامج ، مما يشير إلى بداية روتين خدمة المقاطعة.

الآن يمكن لمعالج المقاطعة بدء عمله. تتضمن عملية معالجة المقاطعة فحص معلومات الحالة المتعلقة بعمليات الإدخال / الإخراج أو الأحداث الأخرى التي تسببت في المقاطعة. قد يشمل ذلك أيضًا إرسال تعليمات إضافية أو رسائل إعلام إلى أجهزة الإدخال / الإخراج.

بعد اكتمال معالجة المقاطعة ، يتم استرداد القيم المحفوظة مسبقًا من المكدس ، والتي يتم إدخالها مرة أخرى في السجلات ، وبالتالي استئناف الحالة التي كانت عليها قبل المقاطعة.

الخطوة الأخيرة هي استعادة كلمة حالة البرنامج ومحتويات عداد البرنامج من المكدس. نتيجة لذلك ، سيتم تنفيذ الأمر التالي للبرنامج الذي تمت مقاطعته.

نظرًا لأن المقاطعة ليست روتينًا فرعيًا يتم استدعاؤه من البرنامج ، فمن المهم لاستعادة كاملة حفظ جميع معلومات حالة البرنامج الذي تمت مقاطعته. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث مقاطعة في أي وقت وفي أي مكان في برنامج المستخدم. هذا الحدث لا يمكن التنبؤ به.

تحكم المقاطعة

تم تصميم وحدة التحكم في المقاطعة لمعالجة طلبات الخدمة الواردة إلى المعالج المركزي من الأجهزة الطرفية والتحكيم فيها. عن طريق القياس ، يمكن مقارنة وظائف مراقب المقاطعة بسكرتير بعض الرؤساء. يجب على السكرتير أن يقرر أي من الزائرين يقبله رئيسه في المقام الأول ، وأيها بعد ذلك ، بناءً على الأولويات التي يحددها الرئيس وحالة الزائر. وبالمثل ، في نظام الكمبيوتر ، من الممكن أن تكون العديد من الأجهزة الطرفية قد أرسلت إشارة مقاطعة أو طلب مقاطعة. في أدبيات الكمبيوتر ، يشار إلى هذه الإشارة باسم IRQ (طلب المقاطعة).

كما ذكرنا سابقًا ، تتمتع المقاطعات بأولوية معينة ، مما يسمح لوحدات التحكم بالمقاطعة بإعطاء الأفضلية لجهاز واحد في وقت معين ، وليس جهازًا آخر. في الكمبيوتر الحديث ، يوجد ما يصل إلى 16 خارجيًا و ملحقاتالتي تولد المقاطعات. إليك الأجهزة:
–IRQ 0 ، مؤقت النظام ؛ –IRQ 1 ، لوحة المفاتيح ؛ –IRQ 2 ، تُستخدم للاستعلام عن الأجهزة المتتالية ؛ –IRQ 8 ، ساعة الوقت الحقيقي ؛ --IRQ 9 ، محفوظة ؛ --IRQ 10 ، محفوظة ؛ --IRQ 11 ، محفوظة ؛ –IRQ 12 ، ps / 2 - فأر ؛ –IRQ 13 ، معالج مساعد ؛ –IRQ 14 ، جهاز التحكم بالقرص الصلب ؛ --IRQ 15 ، محفوظة ؛ –IRQ 3 ، COM2 ، منافذ COM4 ؛ –IRQ 4 ، المنافذ COM1 ، COM3 ؛ –IRQ 5 ، منفذ LPT2 ؛ –IRQ 6 ، محرك تحكم ؛ –IRQ 7 ، منفذ LPT1 ، طابعة.

هنا يتم سرد الإشارات بترتيب تنازلي للأولوية. يمكنك أن ترى أنه بعد IRQ 2 ، يتبع IRQ 8. الحقيقة هي أنه في وقت من الأوقات كان جهاز التحكم في المقاطعة يتكون من دائرتين صغيرتين ، إحداهما كانت متصلة بالأخرى. هذه الدائرة المصغرة الثانية متصلة بخط IRQ 2 ، وتشكل سلسلة متتالية. إنه يخدم الخطوط IRQ8-IRQ 15. ثم تتبع خطوط الدائرة المصغرة الأولى.

تشغيل وحدة تحكم المقاطعة

عملية تحكم المقاطعةتعتمد على شرائح Intel 8259A ، والتي تم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر القديمة جدًا مع معالجات تصل إلى سلسلة 386. عادةً ما تحتوي أجهزة الكمبيوتر هذه على 2 8259A شرائح متصلة في سلسلة ، أي واحدة إلى أخرى. إحدى الدوائر المصغرة المتصلة عبر خط طلب المقاطعة مباشرة إلى المعالج هي الرئيسية أو الرئيسية. يُطلق على الباقي ، المرتبط بالسيد من خلال استنتاجات مماثلة ، العبيد.

الشكل 3. مخطط توصيل وحدات التحكم بالمقاطعة وتفاعلها مع المعالج المركزي

يوضح الشكل 3 مخطط اتصال وحدات التحكم بالمقاطعة وتفاعلها مع المعالج المركزي. يتم تغذية إشارات المقاطعة من الأجهزة الطرفية أو وحدات التحكم التابعة إلى المدخلات IR0 - IR7 لوحدة التحكم الرئيسية. المنطق الداخلي لوحدة التحكم الرئيسية يعالج الطلبات الواردة من حيث الأولوية. إذا كانت أولوية طلب الجهاز كافية ، يتم إنشاء إشارة عند إخراج INT لوحدة التحكم ، والتي يتم تغذيتها إلى إدخال INTR الخاص بالمعالج. خلاف ذلك ، يتم حظر الطلب.

إذا قام المعالج بتمكين المقاطعات ، فبعد اكتمال تنفيذ التعليمات الحالية ، فإنه يولد سلسلة من الإشارات على خط INTA ، مما يضع وحدة التحكم التابعة في حالة حصانة لطلبات المقاطعة الجديدة الواردة ، بالإضافة إلى المعلومات الواردة من يتم إخراج السجلات الداخلية لوحدة التحكم إلى خط البيانات ، والذي من خلاله يتعرف المعالج على نوع المقاطعة.

يعطي المعالج إذن المقاطعة لوحدة التحكم بالمقاطعة عبر وحدة التحكم في الناقل. تهدف إشارة RD إلى التأكد من أن وحدة التحكم بالمقاطعة تضع محتويات السجلات الداخلية على ناقل البيانات. على إشارة WR ، يتلقى جهاز التحكم بالمقاطعة ، على العكس من ذلك ، البيانات من الحافلة التي تحمل الاسم نفسه وتكتبها في السجلات الداخلية. وفقًا لذلك ، يؤثر هذا على طريقة تشغيل وحدة تحكم المقاطعة.

مدخل CS متصل بناقل العنوان وهذه الإشارة تحدد وحدة تحكم مقاطعة معينة. يشير الإدخال A0 إلى منفذ وحدة التحكم بالمقاطعة في مساحة الإدخال / الإخراج.

تم تصميم المدخلات IR0 – IR7 لتلقي طلبات المقاطعة من الأجهزة الطرفية ووحدات التحكم التابعة.

تم تصميم مخرجات CAS0-CAS2 لتحديد وحدة تحكم تابعة معينة.

تتناول المقالة مقاطعات الأجهزة و الجهاز والوظائف وتشغيل وحدة تحكم المقاطعة.ظهرت وحدة تحكم المقاطعة هذه في أول أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع الكمبيوتر الشخصي. منذ ذلك الحين ، تغيرت المعالجات والكمبيوتر نفسه بعدة طرق ، على الرغم من بقاء بعض النقاط. لذلك ، من أجل توضيح الأمر ، تم النظر في تنظيم وحدة تحكم المقاطعة 8295A.

يُظهر الرسم البياني أعلاه الإشارات التي لا تصل فقط إلى وحدات تحكم المقاطعة الخاصة بالعبد والسيد ، ولكن أيضًا إلى بقية العبيد. ومع ذلك ، فإن جهاز الكمبيوتر أو الكمبيوتر المحمول الخاص بك يحتوي بالفعل على وحدتي تحكم للمقاطعة ، كما هو مذكور أعلاه: السيد والعبد. ولكن يمكنك إنشاء أنظمة الكمبيوتر الخاصة بك باستخدام ما يصل إلى 64 وحدة تحكم في مقاطعة الرقيق بهذه الطريقة.

في أجهزة الكمبيوتر الحديثةقبل وقت طويل وظائف تحكم المقاطعةلا تؤدي رقائق 8259A ، ولكن الجسر الجنوبي. ومع ذلك ، بالنسبة لجميع البرامج والأجهزة ، يظل كل شيء كما هو. علاوة على ذلك ، فإن وحدة التحكم بالمقاطعة قابلة للبرمجة ويجب الوصول إلى السجلات والمنافذ الداخلية بنفس طريقة الوصول إلى وحدة التحكم 8259A.

استنتاج

في هذه الورقة ، تم النظر في المقاطعات ، وهي أجهزة معالجة المقاطعة ومبدأ معالجة المقاطعة. كما يتم النظر في أجهزة التحكم بالمقاطعة ومبدأ عملها.

الانقطاع يعني الانقطاع المؤقت للعملية الرئيسية للحوسبة لأداء بعض الإجراءات المخطط لها أو غير المخطط لها الناتجة عن تشغيل الجهاز أو البرنامج. يتم دعم آلية المقاطعة على مستوى الأجهزة. تحدث مقاطعات الأجهزة كرد فعل للمعالج الدقيق على إشارة فعلية من بعض الأجهزة (لوحة المفاتيح ، ساعة النظام ، لوحة المفاتيح ، القرص الصلب ، إلخ) ، هذه المقاطعات غير متزامنة في وقت حدوثها ، أي تحدث في أوقات عشوائية.

تحكم المقاطعةتم تصميمه لمعالجة طلبات الخدمة الواردة إلى المعالج المركزي من الأجهزة الطرفية والتحكيم فيها. المقاطعات لها أولوية معينة ، مما يسمح تحكم المقاطعةتعطي الأفضلية في وقت معين لجهاز على آخر. في الكمبيوتر الحديث ، يوجد ما يصل إلى 16 جهازًا خارجيًا وطرفيًا تولد المقاطعات.

فهرس

1. محاضرة. المقاطعات. البريد الإلكتروني الموارد. http://hromatron.narod.ru/_lekcii/prerivania_lekcia_g2013.htm
2. مقاطعات النظام | مقاطعة الأجهزة | معالجة المقاطعة http://life-prog.ru/view_os.php؟id=16
3. تحكم المقاطعة. البريد الإلكتروني المورد http://sdelaycomputersam.ru/Controller_irq.php ،
4. المقاطعات. تحكم المقاطعة. الجهاز والوظائف والعمل. البريد الإلكتروني المورد http://sdelaycomputersam.ru/Controller_irq.php
5. هيكل وتهيئة وحدة تحكم المقاطعة Intel 8259A

أعتقد أن العديد من المستخدمين الفضوليين ربما صادفوا مثل هذا الاختصار مثل IRQ أكثر من مرة. يمكن العثور عليه ، على سبيل المثال ، إذا كنت ترغب في البحث في برنامج إدارة الأجهزة في Windows. إذا قمت بتحديد أي جهاز ، على سبيل المثال ، لوحة مفاتيح ، فحدد عنصر القائمة "خصائص" بزر الماوس الأيمن ، وفي النافذة التي تظهر ، قم بتنشيط علامة التبويب "الموارد" ، ثم سترى النقش IRQ 01 في قائمة الموارد.

ما هو IRQ ولماذا؟

يشير الاختصار IRQ إلى Interrupt ReQuest (طلب مقاطعة). لفهم سبب الحاجة إليها ، يجب على المرء أن يتذكر تفاصيل تنظيم عمل الكمبيوتر الشخصي.

نظام الدورة الدموية للكمبيوتر ، والذي من خلاله يتبادل المعالج والأجهزة الأخرى المعلومات نظام الحافلات. ولكن بشكل عام ، كيف يمكن للمعالج تمييز طلبات معالجة المعلومات الواردة عبر الناقل من الأجهزة المختلفة؟

لهذا ، يوجد نظام لمقاطعات الأجهزة (IRQ). كل مقاطعة لها رقم محدد (يبدأ الترقيم من 0) ويتم تخصيصها لجهاز معين. لذلك ، تم تعيين رقم المقاطعة 1 للوحة المفاتيح ، ومن هنا جاءت التسمية IRQ 01.

عند تلقي طلب من الجهاز ، يقاطع الكمبيوتر (ومن هنا جاء مصطلح "الانقطاع" نفسه) معالجة المعلومات الحالية ويبدأ في معالجة المعلومات المستلمة حديثًا. إذا كانت هناك عدة مقاطعات ، فسيتم معالجتها بترتيب الأولويات المخصصة لكل منها. كقاعدة عامة ، كلما كان رقم المقاطعة أصغر ، زادت أولوية المعالج للجهاز المخصص لهذه المقاطعة ، ولكن لا يتم مراعاة هذه القاعدة دائمًا.

يخدم معالجة IRQ شريحة خاصة تسمى وحدة تحكم المقاطعة. كقاعدة عامة ، تعد هذه الدائرة المصغرة جزءًا من وحدة المعالجة المركزية ، وفي بعض الأحيان يتم تخصيصها كشريحة منفصلة على اللوحة الأم. للتعامل مع كل مقاطعة في BIOS ، هناك برنامج ثابت خاص يسمى معالج المقاطعة. يتم تخزين عناوين جميع المعالجات في ما يسمى جدول متجه المقاطعة.

في السابق ، كان 8 بت شائعًا في أجهزة الكمبيوتر الأولى من عائلة XT ، لذلك كان إجمالي 8 مقاطعات متاحة للأجهزة. مع ظهور ناقل ISA 16 بت ، زاد عددهم إلى 16.

إعداد طلب المقاطعة

يجب أن أقول إن المقاطعات المخصصة لبعض الأجهزة ليست ثابتة ويمكن تغييرها برمجيًا. على سبيل المثال ، يتم استخدام IRQ بشكل شائع بواسطة المسلسل منفذ Com 2 يمكن أيضًا استخدام مودم مثبت في فتحة التوسيع. في أجهزة الكمبيوتر وأنظمة التشغيل الحديثة التي تدعم معيار PnP وتعمل تحت Windows ، يتم تحديد قيم IRQ للأجهزة المتصلة بفتحات الناقل تلقائيًا.

لكن الأمور لم تكن بهذه البساطة في الأيام الخوالي ، عندما كان على المستخدم تعيين قيمة IRQ يدويًا في العديد من برامج DOS. على سبيل المثال ، عند التثبيت كارت الصوت، كان على المستخدم اختيار مقاطعة مجانية من عدد صغير جدًا من المقاطعات المتاحة (عادةً ما تكون IRQ 5) وتحديد هذه القيمة في البرنامج الذي يتم تشغيله ، على سبيل المثال ، في بعض الألعاب.

تمتلك العديد من BIOSes القدرة على تغيير قيم IRQ الافتراضية بتنسيق برنامج الإعداد. يوجد هذا الخيار عادةً في أقسام موارد IRQ أو تكوين PCI / PNP.

يؤدي تعيين قيمة IRQ لجهاز يساوي قيمة IRQ المشغولة بالفعل من قبل بعض الأجهزة في معظم الحالات إلى عدم تشغيل أحد هذه الأجهزة أو كليهما في وقت واحد ، وفي بعض الأحيان يكون محفوفًا بتجميد الكمبيوتر.

في ناقل PCI الأكثر حداثة ، تم تغيير نظام التحكم في المقاطعة بشكل جذري ، وتم توسيع إمكانات التحكم في المقاطعة. بفضل تقنية IRQ Sharing ، أصبح من الممكن أيضًا وضع العديد من الأجهزة على قناة مقاطعة واحدة ، كما أن الأجهزة الخارجية المتصلة بفتحات PCI لديها القدرة على توزيع الموارد تلقائيًا فيما بينها.

بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الحديثة بشكل شائع وحدة تحكم المقاطعة القابلة للبرمجة المتقدمة (APIC ،) التي تدعم 24 قناة من Interrupt ReQuest. تم تصنيع وحدة التحكم المتقدمة في المقاطعة على شكل دائرتين صغيرتين ، واحدة منهما موجودة في المعالج نفسه ، والأخرى على اللوحة الأم. ظهر جهاز التحكم في المقاطعة لأول مرة في الأنظمة القائمة على معالجات Pentium. ومع ذلك ، كان هناك دعم النظام القديمالمقاطعات من أجل التوافق. الخطوة التالية في تطوير مبادئ معالجة المقاطعة هي تقنية Message Signaled Interrupts ، التي ظهر الدعم لها في سطر نظام التشغيل Windows بدءًا من Windows Vista.

لا تخلط بين IRQs للأجهزة ومقاطعات برنامج BIOS ، والتي ستتم مناقشتها في مقالة منفصلة. تُستخدم مقاطعات برنامج BIOS عادةً لتنظيم العمل البرمجياتمع أجهزة الإدخال والإخراج ويُشار إليها بالاختصار INT. يتشابه العديد منهم في الوظيفة مع IRQs للأجهزة ، لكن لديهم أرقامًا مختلفة.

قائمة أرقام Interrupt ReQuest في المخطط القياسي لناقل ISA 16 بت:

1. مؤقت النظام
2. لوحة المفاتيح
3. وحدة تحكم المقاطعة الاختيارية (لتوافق ناقل 8 بت)
4. منفذ كوم 1 و 3
5. منفذ كوم 2 و 4
6. مجاني (في ناقل 8 بت - وحدة تحكم بالقرص الصلب)
7. مراقب الأقراص المرنة(فد)
8. المنفذ المتوازي LPT
9. ساعة الوقت الحقيقي CMOS
10. مدمج مع IRQ 2
11. حر
12. حر
13. منفذ الماوس PS / 2
14. معالج مساعد (نادرًا ما يستخدم حاليًا)
15. أول وحدة تحكم IDE
16. تحكم IDE الثاني

قائمة IRQs الإضافية التي يستخدمها APIC Extended Interrupt Controller:

1. وحدة تحكم USB
2. نظام صوتي فرعي متكامل (AC'97 أو HDA)
3. وحدة تحكم USB
4. وحدة تحكم USB
5. بطاقة شبكة متكاملة
6. حر
7. حر
8. وحدة تحكم USB 2.0

مطابقة أرقام IRQ ومقاطعات BIOS:

جدول الارتباط بين IRQ للأجهزة والبرمجيات INT BIOS

استنتاج

لذلك ، في هذه المقالة ، كنت قادرًا على معرفة ما يعنيه الاختصار IRQ وما هي مقاطعات الأجهزة. إنها آلية مضمنة لتخصيص موارد الكمبيوتر وهي مصممة لتنظيم وصول الجهاز إلى المعالج المركزي. يتجنب التخصيص والضبط المناسبين لـ IRQ التعارضات بين الأجهزة ويضمن ذلك عمل مستقرالأنظمة.

إدارة أولويات IRQ

إدارة طلب مقاطعة الأجهزة

معظم المكونات المتصلة مباشرة باللوحة الأم ، بما في ذلك فتحات PCI ووحدات تحكم IDE والمنافذ التسلسلية ومنفذ لوحة المفاتيح وحتى CMOS لوحة النظام، تم تعيين IRQs منفصلة. طلب مقاطعة الأجهزة ، أو IRQ ، يقطع التشغيل العادي للمعالج ، مما يسمح للجهاز بالعمل. يسمح لك Windows 7 بإعطاء الأولوية لواحد أو أكثر من طلبات إشارة المقاطعة (التي تم تعيينها لجهاز واحد أو أكثر) ، مما قد يؤدي إلى تحسين أداء هذه الأجهزة.

خطوات تغيير أولوية IRQ

1. ابدأ بتشغيل الأداة المساعدة لمعلومات النظام (msinfo32.exe) وافتح "مقاطعة موارد الأجهزة" (IRQs) فرع معلومات النظام لمعرفة أي IRQs يتم استخدامها للأجهزة.
2. ثم افتح محرر التسجيل (انظر الفصل 3) وانتقل إلى فرع HKEY_LOCAL_ MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Control \ PriorityControl.
3. قم بإنشاء قيمة DWORD جديدة في هذا القسم وقم بتسمية المعلمة IRQ # Priority ، حيث يمثل # رقم جهاز IRQ الذي تريد تعيين الأولوية له (على سبيل المثال ، تتوافق أولوية IRQ13 مع IRQ 13 ، وهو معالج حسابي).
4. انقر نقرًا مزدوجًا فوق القيمة الجديدة وأدخل رقم الأولوية. أدخل 1 للأولوية القصوى ، و 2 للثانية ، وهكذا. تأكد من عدم إدخال نفس الرقم لإدخالين ، ولا تحاول القيام بذلك مرة واحدة ، بل جرّب قيمة واحدة أو قيمتين.
5. عند الانتهاء ، أغلق محرر التسجيل وأعد تشغيل الكمبيوتر.