Дополнительные интегральные микросхемы

К системной шине и к МП ПК наряду с типовыми внешними устройствами мо­гут быть подключены и некоторые дополнительные интегральные микросхемы, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора:

□ математический сопроцессор;

□ контроллер прямого доступа к памяти;

□ сопроцессор ввода-вывода;

□ контроллер прерываний и т. д.

В современных ПК микросхема математического сопроцессора интегрирована в кристалл МП; микросхемы контроллера прерываний, контроллера прямого доступа к памяти и не­которые другие находятся в системном чипсете на материнской плате.

Математический сопроцессор широко используется для ускоренного выполнения операций над двоичными числами с фиксированной и плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых транс­цендентных, в том числе тригонометрических функций. Математический сопроцес­сор имеет свою систему команд и работает параллельно (совмещенно во времени) с основным МП, но под управлением последнего. Ускорение операций происхо­дит в десятки раз. Современные модели МП, начиная с МП 80486 DX, включают сопроцессор в свою структуру.

Контроллер прямого доступа к памяти (DMA— Direct Memory Access) обеспе­чивает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстро­действие ПК. Иными словами, режим DMA позволяет освободить процессор от рутинной пересылки данных между внешними устройствами и ОП, отдав эту ра­боту контроллеру DMA; процессор в это время может обрабатывать другие дан­ные или другую задачу в многозадачной системе.

Сопроцессор ввода-выводаза счет параллельной работы с МП существенно ускоря­ет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплея, принтера, НЖМД, НГМД и т. д.); освобождает МП от обработ­ки процедур ввода-вывода, в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти.

Контроллер прерыванийобслуживает процедуры прерывания. Прерывание — временный приостанов выполнения одной программы с целью оперативного вы­полнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы. Контроллер принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП. Микропро­цессор, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерыва­ния, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслу­живания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер прерываний является программируемым. Прерывания возникают при работе компьютера постоянно, достаточно сказать, что все процедуры ввода-вывода ин­формации выполняются по прерываниям. Например, в компьютерах IBM PC прерывания от таймера возникают и обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (длятся эти прерывания тысячные доли секунды и поэтому пользователь их не замечает).