Konsep Aturcara Sistem dawai-kekal (hardwired) tidak fleksibel Perkakasan gunaan am boleh melaku’n tugasan yg berbeza-beza & m’beri isyarat2 kawalan yg betul Instead of re-wiring, supply a new set of control signals

Apakah Aturcara? Turutan langkah2 setiap langkah terdiri drpd operasi aritmetik atau logikal dilaksanakan setiap operasi memerlukan set isyarat2 kawalan yg berbeza.

Fungsi Unit Kawalan Utk setiap operasi, kod unik disediakan –E.G. Add, move Segmen perkakasan menerima kod tersebut dan isyarat2 kawalan dikeluarkan atau diterbitkan.

Komponen2 Unit kawalan dan unit logik aritmerik merupakan sebahagian daripada komponen CPU. Data & arahan2 perlu dimasukkan ke dalam sistem dan seterusnya keputusan dikeluarkan. –Input/output Tempat simpan sementara untuk kod & jawapan diperlukan –Main memory

Komponen2 Komputer: Pandangan Aras Teratas (Top Level View)

Kitaran Arahan/Suruhan Dua langkah: –Ambil/Dapatkan (Fetch) –Laksana (Execute)

Kitaran Ambilan Pembilang aturcara (Program counter-PC) memegang alamat arahan yg berikutnya utk diambil Pemproses mengambil arahan drpd lokasi memori yg ditunjukkan oleh PC. Increment PC –kecuali jika diberitahu sebaliknya Arahan dimuatkan ke dalam daftar arahan (instruction register-IR) Pemproses mentafsirkan arahan tersebut dan melaksanakan tindakan yg diperlukan

Kitaran Perlaksanaan Ant. Pemproses & ingatan –Peralihan data di antara CPU & ingatan utama Pemproses I/O –Peralihan data di antara CPU & modul I/O Pemprosesan Data –Operasi aritmetik atau logikal dikenakan ke atas data kawalan (Control) –Pengubahan/pemindaan terhadap turutan operasi –E.G. Jump Combination of above

Contoh Perlaksanaan Program Op CodeAddress a) Instruction Format SAddress b) Integer Format Program Counter (PC)= Address of Instruction Instruction Register (IR) = Instruction Being Executed Accumulator (AC) = Temporary Storage c) Internal CPU Registers 0001 b = 1 d = Load AC from Memory 0010 b = 2 d = Store AC to Memory 0101 b = 5 d = Add to AC from Memory

Contoh Perlaksanaan Program (samb)

11 Capaian CPU ke Memori atau I/O Operasi CPU Dalaman Ambil Arahan Pengiraan Alamat Arahan Operasi Arahan dinyahkodkan Ambil Operan Pengiraan Alamat Operan Operasi Data Operand Address Calculation Simpan Operan String or VectorNext Instruction Instruction Cycle State Diagram

Perlaksanaan Arahan Set kitaran perlaksanaan arahan Tentukan alamat arahan berikutnya Ambil arahan tersebut drpd memori Nyahkod arahan tersebut utk menentukan apa yg perlu dilakukan Hitung alamat2 operan yg diperlukan dan ambil operan tersebut. Lakukan operasi ke atas operan tersebut. Simpan keputusan/jawapan yg didapati. Semak sampukan samada ada atau tidak atau yg dlm pemerhatian (belum selesai)

Sampukan (Interrupts) Mekanisma yg disediakan utk menghalang/membantutkan/menggagalkan pemprosessan normal. –Program: limpahan, bahagi dgn sifar dsgnya –Timer: dijanakan o timer dalam pemproses –Input/output: tugas selesai atau belum selesai –Perkakasan: tiada kuasa, memori error dsbg

Sampukan Mekanisma drpd modul sistem yg lain yg boleh menyampuk proses normal CPU. Peranti ini 1-10 kali lebih perlahan drpd CPU. CPU kena/terpaksa membazirkan bbrp kitaran proses utk menunggu peranti yang perlahan ini menyelesaikan tugasnya. Sampukan akan m’benar’n CPU melaksanakan turutan proses normalnya & berhenti seketika drpd servis peranti luaran jika isyarat sampukan sedia untuk perhatian CPU. Pemproses & O/S bertanggungjawap ke atas proses mengenalpasti sampukan, menggantung aturcara pengguna, melayan sampukan, & kemudian menyambung semula aturcara pengguan.

Program Flow Control

Sampukan Sampukan diproses dlm kitaran sampukan yg berada dlm kitaran arahan –Pd penghujung kitaran arahan (yakni pd simpan operan), semak samada ada sampukan yg perlu diselesaikan. –Jika tiada, teruskan arahan berikutnya –Jika ada » Perlaksanaan aturcara digantung & statenya dingatkan » Lompat ke interrupt service routine (ISR) & sambung semula kitaran arahan “normal”. » Bila ISR selesai, masukan semula state aturcara & sambung semual operasinya

Transfer of Control via Interrupts

Kitar Arahan dengan Sampukan

Program Timing Short I/O Wait

Program Timing Long I/O Wait

Instruction Fetch Inst..... Address Calculation Inst..... Operation Decoding Operand Fetch Operand Address Calculation Data Operation Operand Address Calculation Operand Store String or VectorNext Instruction Interrupt Check Interrupt No Interrupt State Diagram W/interrupts

Sampukan Berbilang Kebanyakan sistem boleh menampung beberapa sampukan. Bgmn sistem bertindak jika lebih drpd satu sampukan wujud dlm satu masa? –» Gunakan sistem keutamaan (yakni memberikan darjah keutamaan kpd sampukan berbilang). –» Pd permulaan kitaran sampukan, sampukan darjah keutamaan tertinggi yg menanti dilayan dahulu. –» Sampukan yg selebihnya akan dilayan kemudian. Apa yg patut dilakukan sekiranya sampukan wujud ketika ISR sedang dilaksanakan (a result of a previous interrupt). –» Biarkan sampukan kedua sementara waktu (by disabling interrupts) sehingga ISR selesai. –» Kenalpasti & layan sampukan tersebut jk hy jk ia mempunyai darjah keutamaan lbh tingg drpd sampukan yg sedang dilaksanakan.

Multiple Interrupts - Sequential

Multiple Interrupts - Nested

Time Sequence of Multiple Interrupts

Penyambungan (Connecting) Semua unit-unit mesti bersambungan Unit yg berlainan jenis memerlukan penyampungan yg berlainan jenis –Memori –Input/output –CPU

Penyambungan Memori Membabitkan Terima & hantar data Terima alamat lokasi Terima isyarat kawalan –Baca –Tulis –Pemasaan

Penyampungan Input/output (1) Sama seperti memori (from computer’s viewpoint) Output –Terima data drpd komputer –Hantar data ke peranti persisian (peripheral device) Input –Terima data drpd peranti persisian –Hantar data ke komputer

Penyambungan Input/output (2) Terima isyarat kawalan drpd komputer Hantar isyarat kawalan ke peranti persisian –E.G. Spin disk Terima alamat drpd komputer –E.G. Port number to identify peripheral Hantar isyarat sampukan (kawalan)

Penyambungan CPU Baca arahan & data Tulis data (slps pemprosesan) Hantar isyarat kawalan ke unit2 lain Terima sampukan (& laksana)