Câu 2: Kiến trúc cơ bản của máy tính số

Máy tính số dùng để thực hiện chương trình , chương trình là một chuỗi các chỉ thị đặt trong bộ nhớ. Dữ liệu và chỉ thị đều ở dạng số.

Máy tính bao gồm các khối chức năng sau :

- Bộ xử lý trung tâm CPU: gồm có 2 khối là ALU đơn vị xử lý số học logic và CU đơn vị điều khiển

          + chức năng điều khiển đọc ghi lên bộ nhớ

          + hiểu và thực hiện hữu hạn chỉ thị được thể hiện dưới dạng mã số

          +  Nhập tuần tự các chỉ thị từ bộ nhớ và thực thi các chỉ thị này

          + điều khiển quá trình nhập thông tin từ thiết bị vào và xuất thông tin đến các thiết bị ra .

CPU gồm các đơn vị cơ bản là CU, PC, IR, ALU,MAR, MBR và các thanh  ghi TMP, FLAGS,  ACC

          + IR instruction register thanh ghi chứa lệnh mà CPU đang thực hiện

          + CU là đơn vị điều khiển có chức năng giải mã lệnh từ đó tạo ra các tín hiệu điều khiển hoạt động của các đơn vị chức năng khác trong và ngoài CPU. CU điều khiển thực hiện các vi thao tác thực hiện theo nhịp của xung đồng hồ

          + PC bộ đếm chương trình có chức năng tuần tự tạo địa chỉ ô nhớ chứa lệnh CPU cần nhập. Khi nhập xong một lệnh thì PC tự tăng và trỏ đến ô nhớ chứa lệnh tiếp theo, nếu gặp lệnh rẽ nhánh thì PC thay đổi đột biến,

          + MAR Memory address register thanh ghi bộ nhớ chứa địa chỉ ô nhớ hiện thời mà CPU đang truy nhập

          + MBR Memory Buffer register thanh ghi đệm chứa dữ liệu đọc từ bộ nhớ

          + ALU là đơn vị xử lý số học thực hiện các phép toán số học logic và xử lý số liệu

          + ACC thanh ghi chứa toán hạng hoặc kết quả của một phép tính

          + TMP thanh ghi chứa toán hạng thứ 2 của phép tính

          + FLAGS thanh ghi cờ chứa thông tin trạng thái kết quá phéo tính sau khi thực hiện lệnh

          3 thanh ghi cờ:

          C ( Carry ) kết quả phép tính có nhớ C=1

          Z ( Zero ) kết quả bằng 0 Z=1

          S ( Sign ) kết quả âm S=1

- Bộ nhớ nơi lưu trữ thông tin

- Thiết bị đầu ra hiển thị các thông tin đưa ra từ máy tính

- Thiết bị đầu vào  thực hiện chức năng nhập các tông tin nguyên thủy cho máy tính

- Thiết bị giao diện có chức năng thực hiện việc ghép nối thông tin giữa máy tính và thiết bị ngoại vi

Câu 4: Cơ chế vào ra dữ liệu

- Vào ra theo định trình: sau một chu kì nhất định thì thao tác vào ra được thực hiện theo chu kì nhất định không quan tâm đến trạng thái của thiết bị vào ra. Thích hợp với các thiết bị vào ra hoạt động theo chu kì xác định.

- Vào ra theo thăm dò: theo đó CPU sẽ kiểm tra trạng thái sẵn sàng của thiết bị trước khi thực hiện thao tác vào ra có độ tin cậy cao nhưng tốc độ chậm

- Vào ra theo ngắt cứng :

          + CPU đang thực hiện chương trình

          + Thiết bị vào ra có yêu cầu, phát tín hiệu ngắt IRQ cho PIC

          + PIC ghi nhận số ngắt phát tín hiện INT cho CPU đòi CPU thực hiện

          + CPU hoàn thành nốt lệnh, phát tín hiệu INTA để báo sẵn sàng phục vụ

          + PIC phát ra số ngắt cho CPU, do đó CPU kích hoạt chương trình phục vụ ngắt tương ứng

          + kết thúc CPU quay trở lại thực hiện tiếp chương trình

ưu là độ tin cậy cao vì CPU thực hiện ngay và chỉ khi thiết bị vào ra có yêu cầu

nhược là dữ liệu bộ nhớ vẫn phải qua CPU do đó chưa phải pp vào ra nhanh nhất

- Vào ra theo DMAC

quá trình chuyển đổi dữ liệu thực hiện bởi DMAC

quá trình

          + DMAC xác lập chế độ làm việc, nhận thông tin khối dữ liệu và kích thước khối cần truyền

          + Phát tín hiệu DRQ cho DMAC

          +DMAC phát tín hiệu Hold=1 cho CPU đòi CPU đi vào chế độ DMA

          + CPU thực hiện nốt chu kì máy phát tín hiệu HLDA trả lời cho DMAC tự tách khỏi hệ thống

          + DMAC làm chủ hệ thống BUS tạo ra tín hiệu DACK trả lời thiết bị yêu cầu phát địa chỉ ô nhớ lên BUS địa chỉ ,phát tín hiệu điều khiển đọc ghi thiết bị vào ra

          + Khối dữ liệu chuyển xong DMAC kết thúc quá trình, DMA phát tín hiệu HOLD=0 trả lại quyền điều khiển hệ thống BUS cho CPU

Câu 5: Ngăn xếp, con trỏ ngăn xếp gọi chương trình con

Ngăn xếp là một vùng nhớ dữ liệu được hoạt động theo cơ chế LIFO, dữ liệu đầu tiên được đặt vào đỉnh ngăn xếp và sẽ được lấy ra sau cùng

+ Ngăn xếp trong cơ chế gọi chương trình con có tác dụng lưu địa chỉ trở về của chương trình mà CPU đang chạy

+ Lưu trữ bảo vệ nội dung các thanh ghi của CPU

          + lưu trữ tham số thực biến toàn cục và dữ liệu chương trình con hoặc các dữ liệu trong trường hợp cần thiết

Con trỏ ngăn xếp SP là thanh ghi  có tác dụng luôn trỏ đến đỉnh hiện thời của ngăn xếp

Cơ chế gọi chương trình con:

          + chương trình con là 1 đoạn, module mã lệnh có thể được gọi từ chương trình chính

          + Để gọi chương trình con thì CPU thực hiện lệnh Call xxxxh trong đó xxxxh là địa chỉ của chương trình con

          + Lúc này CPU lưu địa chỉ của câu lệnh tiếp theo của chương trình chính vào stack, thanh ghi 16 bit PC có thể coi là được cấu thành từ 2 phần 8 bit PCH, PCL.

          + Nhập địa chỉ của chương trình con vào PC

Cơ chế thực hiện chương trình con:

          +  Trước lệnh Call đỉnh ngăn xếp có giá trị SP

          + Khi CPU thực hiện lệnh Call, 8 bit cao PCH sẽ được lưu vào địa chỉ SP-1, 8 bit thấp PCL được lưu vào địa chỉ SP-2. Đỉnh hiện thời ngăn xếp giảm đi 2

          + Nhập địa chỉ chương trình con cho PC

          + sau khi thực hiện xong chương trình con, CPU thực hiện lệnh RET. CPU đọc giá trị đỉnh hiện thời ngăn xếp và nạp vào PC . đầu tiên là PCL và tiếp là PCH đỉnh ngăn xếp tăng thêm 2, CPU trờ về thực hiện tiếp chương trình chính.

6, KIẾN TRÚC CƠ BẢN MÁY VI TÍNH PC/AT

1) Đơn vị xử lý trung tâm CPU 80286

CPU 80286 là loại 16 bit (độ rộng dữ liệu hoặc mã lệnh là 16 bit)

** chức năng chính của CPU

+ quản lý bộ nhớ: CPU 80286 có bus địa chỉ 24 bit và quản lý được 16M ô

nhớ vật lý.

+ Hiểu và xử lý được 1 tập hợp hữu hạn các lệnh.

- chuyển dữ liệu giữa CPU và bộ nhớ

- số học và logic

- xử lý bit 

- rẽ nhánh

- vào/ra dữ liệu qua các cổng

- các lệnh khác

+ Thực hiện chương trình theo cơ chế nhập tuần tự từng lệnh từ bộ nhớ và

xử lý.

+ Điều khiển hoạt động trao đổi dữ liệu giữa CPU và bộ nhớ,giữa các

thiết bị vào ra và các thiết bị khác

** CPU 80286 có 2 chế độ làm việc

+ Chế độ thực: là chế độ hoạt động giống CPU 8086.Khi bật nguồn điện thì

CPU được đặt dưới chế độ thực.Trong chế độ này thì CPU quản lý bộ nhớ từ

1M đến 16M 

+ Chế độ bảo vệ: cung cấp cơ chế bảo vệ bộ nhớ và công cụ quản lý bộ nhớ

ảo.Trong chế độ này CPU quản lý được đến 1G. Các CPU từ 80286 trở đi đều

có khả năng làm việc ở chế độ này

2) Bộ đồng xử lý 

Trợ giúp CPU xử lý các phép toán số học có giá trị là dấu chấm động,phép

toán logarit,lượng giác với tốc độ nhanh và chính xác cao

3) Bộ nhớ chính

Bộ nhớ chính được hiểu là bộ nhớ có tốc độ truy cập cao (bộ nhớ bán

dẫn).Địa chỉ của các ô nhớ được bắt đầu từ 0 và tăng dần.Bộ nhớ chính

chứa mã lệnh và dữ liệu của chương trình đang chạy hiện thời.Bộ nhớ

chính gồm ROM và RAM

+ ROM

ROM là bộ nhớ chỉ đọc,dữ liệu trong ROM được duy trì ngay cả khi không

có nguồn điện.ROM chứa các phần mềm cơ bản sau :

- Các chương trình kiểm tra hệ thống (quá trình POST): kiểm tra CPU ,

kiểm tra RAM, kiểm tra các thiết bị điều khiển và giao diện,kiểm tra các

thiết bị ngoại vi như bàn phím ,ổ đĩa...

- Chương trình xác lập cấu hình hệ thống.

- Chương trình quét ROM mở rộng.

- Chương trình đọc cung khởi động ( mặt 0,rãnh 0, cung vật lý 1) của ổ

đĩa khởi động mặc định Nội dung của cung này được nạp vào RAM và RAM

chạy chương trình khỏi động hệ điều hành tại đây

ROM còn chứa các chương trình điều khiển các thiết bị vào ra cơ bản

(BIOS-Basic Input/Output System) BIOS là cầu nối giũa phần cứng và phần

mềm trong hệ thống máy tính, các chương trình điều khiển này luôn gắn

với cấu hình phần cứng của máy tính.Thông qua các chương trình này thì

hệ điều hành có thể giao diện được với phần cứng của từng máy

+ RAM

RAM là bộ nhớ thao tác.Bô nhớ có chức năng chứa các phần mềm của hệ điều

hành, phần mền hoặc dữ liệu của 1 hoặc nhiều chương trình đang hoạt động

(chương trình ứng dụng)

4) CMOS

Thiết bị CMOS gồm 2 bộ phận chính:đồng hồ thời gian thực và RAM-CMOS.Các

thiết bị này được nuôi bằng nguồn điện độc lập

- Đồng hồ thời gian thực : cung cấp thông tin về thời gian

thực:ngày/tháng/năm, giờ/phút/giây.Thông tin này được chứa vào 10byte

đầu tiên của RAM-CMOS 

- RAM-CMOS : phần còn lại của RAM-CMOS chứa thông tin về cấu hình hệ

thống (kích thước của RAM, thông tin về ổ đĩa...) 

5) Bộ định thời TIME 8254

6) Bộ điều khiển ngắt PIC 8259

PIC 8259 là 1 thiết bị khả trình. PIC 8259 hỗ trợ CPU thực hiện cơ chế

ngắt cứng, cho phép CPU phản ứng tức thời với các yêu cầu của thiết bị

vào ra dữ liệu và các thiết bị khác 

7) Bộ điều khiển truy cập trực tiếp bộ nhớ DMAC 8237

DMAC 8237 là 1 thiết bị khả trình.DMAC 8237 điều khiển trực tiếp quá

trình vào ra dữ liệu giũa bộ nhớ và thiết bị ngoại vi gọi tắt là quá

trình DMA 

8) Thiết bị giao diện bàn phím KC 8042 

KC 8042 là 1 thiết bị khả trình. KC 8042 thực hiện chứa năng giao diện

giữa bàn phím và CPU 

9) thiết bị giao diện màn hình CRTC 

CRTC là 1 thiết bị khả trình .CRTC thực hiện chứa năng giao diện giữa

màn hình và CPU

10) thiết bị giao diện nối tiếp UART 8250 

11) Thiết bị giao diện song song PPI

12) thiết bị giao diện đĩa mềm FDC

13) thiết bị giao diện đĩa cứng HDC

Câu 7 : chức năng các thanh ghi của CPU dòng PC/AT

Các thanh ghi là đơn vị lưu trữ dữ liệu nằm trong CPU.Chúng được dùng để

chứa các toán hạng của lệnh

1) Các thanh ghi đa năng AX,BX,CX,DX.

Là các thanh ghi đa năng 16 bit được dùng để chứa các toán hạng hoặc kết

quả phép tính.Các thanh ghi BX,CX,DX còn có các chức năng mặc định riêng.

Có thể truy cập từng thanh ghi này như các thanh ghi 16 bit hoặc truy

cập các thanh ghi 8 bit AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL.

a) Thanh ghi AX 

Là thanh ghi đa năng 16 bit, được dùng để chứa toán hạng hoặc kết quả

phép tính khi gọi các hàm chức năng của hệ điều hành qua lệnh INT thanh

ghi AX hoặc AH được dùng để chứa các con số xác định một chức năng cụ

thể cần thực hiện của hàm này

b) Thanh ghi BX 

Là thanh ghi đa năng 16 bit.Được dùng để chứa toán hạng hoặc kết quả

phép tinh. Khi thực hiện lệnh truy cập đoạn dữ liệu, BX được dùng để xác

định địa chỉ offset hoặc địa chỉ offset nền của ô nhớ trong đoạn.

c) Thanh ghi CX

Là thanh ghi đa năng 16 bit dùng để chứa toán hạng hoặc kết quả phép

tính.Khi thực hiện lệnh LOOP hoặc REP thì CX đóng vai trò như 1 bộ đếm

(chứa số đếm) xác định số lần thực hiện lặp.

d) Thanh ghi DX 

Là thanh ghi 16 bit được dùng để chứa toán hạng hoặc kết quả phép tính.

DX còn dùng để chứa 2 byte cao của kết quả phép nhân hoặc phần dư của

kết quả phép chia

2) Các thanh ghi địa chỉ BP,SI,DI,SP.

Là các thanh ghi 16 bit

a) BP : được dùng để xác định địa chỉ offset hoặc địa chỉ offset nền của

ô nhớ khi truy cập đoạn dữ liệu. BP được dùng để xác định địa chỉ offset

hoặc địa chỉ offset nền khi truy cập đoạn ngăn xếp

b) SI: dùng để chứa địa chỉ offset hoặc 1 phần địa chỉ offset khi truy

cập đoạn dữ liệu.Khi thực hiện các thao tác xâu,SI được dùng để chứa địa

chỉ offset của xâu ký tự ( xâu nguồn)

c) DI : dùng để chứa địa chỉ offset hoặc 1 phần địa chỉ offset khi truy

cập đoạn dữ liệu.DI được dùng để chứa địa chỉ offset của xâu kí tự trong

đoạn mở rộng khi thực hiện các thao tác xâu (xâu đích)

d) SP : con trỏ ngăn xếp SP chứa địa chỉ offset của ô nhớ trong đoạn

ngăn xếp.SP luôn lên trỏ đến đỉnh ngăn xếp

3) Các thanh ghi điều khiển và trang thái

a) Con trỏ lệnh IP: là thanh ghi 16 bit. IP chứa địa chỉ offset của ô

nhớ trong đoạn mã lệnh.Khi nhập lệnh thì IP tự động tăng dần.Khi CPU

nhập xong 1 lệnh thì IP tự động trỏ tới ô nhớ chứa lệnh tiếp theo trong

đoạn mã lệnh.

Nội dung cuả IP thay đổi bất thường khi CPU thực hiện lệnh nhảy

b) Thanh ghi cờ FLAGS

Thanh ghi cờ FLAGS chứa các bit thông tin phản ánh kết quả phép tính

Một số bít cờ như IF,TF,IOPL ảnh hưởng đến hoạt động của CPU ,một số bít

cờ khác

- CF: cờ nhớ

- PF : cờ kiểm tra chẵn lẻ.

- AF: cờ nhớ phụ, cờ AF được dùng trong các phép tính số học với các số BCD

- ZF: cờ zero, nếu kết quả phép tính =0 thì ZF=1.

- SF: cờ dấu.nếu kết quả âm thì SF=1

- TF : cờ bẫy

- IF: cờ ngắt

- DF :cờ hướng

- OF :cờ tràn.Được dùng trong phép tính số học có dấu chấm động

c) Thanh ghi trạng thái máy (MSW)

- PE: cho phép chế độ bảo vệ

Nếu PE=1: cho phép CPU làm việc ở chế độ bảo vệ

Khi khởi động phép tính thì PE=0;

- MP: dùng để đồng hóa hoạt động của CPU và bộ đồng xử lý

- EM : Nếu EM=0 cho phép thực hiện các mã lệnh dấu phẩy động trên bộ

đồng xử lý

- TS :dùng ở chế độ đa nhiệm.

Câu 8: Phương pháp quản lý bộ nhớ trong chế độ thực và các thanh ghi đoạn

Trong chế độ thực bộ nhớ được quản lý theo cơ chế phân đoạn.Cơ chế quản

lý bộ nhớ theo phân đoạn là cơ chế trong đó bộ nhớ được định vị và giám

sát theo đoạn.Trong cơ chế phân đoạn mỗi chương trình không được xem là

1 chuỗi liên tục của mã lệnh,dữ liệu mà được chia làm nhiều các mô đun

mã lệnh ,dữ liệu...Mỗi modun lại được chứa trong 1 đoạn nhớ và có địa

chỉ xác định.Hệ điều hành có thể đặt các modul ở bất cứ chỗ nào trong bộ

nhớ vật lý và đoạn nhớ sẽ mang tên loại modunl nó chứa

Có 4 loại đoạn khác nhau:

+ đoạn mã lệnh: chứa mã lệnh của chương trình

+ đoạn dữ liệu: chứa dữ liệu của chương trình

+ đoạn ngăn xếp : là đoạn chứa các thông tin và dữ liệu phục vụ chương

trình con.

+ đoạn mở rộng : chứa dữ liệu mở rộng.

Mỗi đoạn có 1 địa chỉ gọi là địa chỉ đoạn

Có các thanh ghi đoạn 16 bit CS,DS,SS,ES.Trong chế độ thực thanh ghi

đoạn chứa địa chỉ đoạn.Thanh ghi CS chứa địa chỉ đoạn mã lệnh,thanh ghi

DS chứa địa chỉ đoạn dữ liệu ,thanh ghi SS chứa địa chỉ đoạn ngăn

xếp,thanh ghi ES chứa địa chỉ đoạn mở rộng.

Địa chỉ đoạn xác định vị trí của đoạn trong bộ nhớ.Mỗi ô nhớ trong mỗi

đoạn được định vị bằng 1 cặp con số: địa chỉ đoạn và địa chỉ offset (địa

chỉ lệch).Trong đó địa chỉ offset là con số xác định vị trí ô nhớ so với

nền đoạn. Cặp số này được gọi là địa chỉ logic của ô nhớ,được biểu diễn

bằng dạng : địa chỉ đoạn: địa chỉ offset

Thanh ghi IP chứa địa chỉ offset của ô nhớ trong đoạn mã lệnh chứa lệnh

mà CPU cần truy cập.Thanh ghi SP chứa địa chỉ offset của ô đỉnh ngăn xếp

trong đoạn ngăn xếp.Trong chế độ thực thì cách tính địa chỉ vật lý của ô

nhớ được thực hiện bằng công thức

Địa chỉ vật lý= địa chỉ đoạn*16+ địa chỉ offset. 

Câu 9) phương pháp quản lý bộ nhớ trong chế độ bảo vệ

a) Các mức đặc quyền và luật về quyền truy cập

Trong chế độ bảo vệ thì mỗi đoạn nhớ được gắn với 1 mức đặc quyền và

được bảo vệ nhờ cơ chế quyền truy cập.

Các mức đặc quyền được thiết kế nhằm hỗ trợ hệ điều hành đa nhiệm nhằm: 

-Cách ly,bảo vệ hệ điều hành khỏi các truy cập trái phép của các chương

trình ứng dụng.

-Cách ly, bảo vệ các chương trình ứng dụng này khỏi sự truy cập của các

chương trình ứng dụng khác

Dựa vào mức đặc quyền và quyền truy cập mà CPU quyết định có cho phép

truy cập vào đoạn nhớ yêu cầu hay ko

Mức đặc quyền (kí hiệu PL) gồm 4 cấp.

- Đặc quyền mức PL=0, mức đặc quyền cao nhất .Mức đặc quyền PL=0 được gán cho các chương trình quản lý thiết bị và quản lý bộ nhớ.

- Đặc quyền mức PL=1, được cấp cho chương trình hoán đổi dữ liệu giữa bộ

nhớ trong và bộ nhớ ngoài,điều khiển vào ra dữ liệu.

- Đặc quyền PL=2 được cấp cho chương trình quản lý tiệp,quản lý thư mục.

- Đặc quyền PL=3 mức đặc quyền thấp nhất được cấp cho chương trình ứng dụng.

Luật truy cập: xác định quy tắc truy cập đoạn nhớ

- Luật 1: dữ liệu được lưu trữ trong đoạn nhớ có mức đặc quyền PL=P, có

thể bị truy cập bởi đoạn mã lệnh có mức đặc quyền cao hơn P.

- Luật 2: đoạn mã lệnh có mức đặc quyền PL=P có thể bị gọi hoặc truy cập

bởi đoạn mã lệnh có mức đặc quyền bằng hoặc thấp hơn.Nhưng mã lệnh có

mức đặc quyền thấp hơn phải thông qua cổng gọi.

b) Cấu trúc bộ chọn và bộ mô tả đoạn.

Các đoạn nhớ trong chế độ bảo vệ được quản lý theo 3 thông số.

+ địa chỉ nền

+giới hạn đoạn ( kích thước đoạn) 

+ quyền truy cập

Do thông tin về đoạn khá lớn nên không thể chứa trong thanh ghi đoạn mà

được chứa trong các bộ mô tả đoạn. các bộ mô tả nằm trong bảng bộ mô tả

.có 3 bảng bộ mô tả .tất cả các bảng bộ mô tả đều nằm trong bộ nhớ chính

a) Bộ chọn đoạn 16 bit

Trong chế độ bảo vệ thì các thanh ghi CS,DS,ES,SS không được dùng để xác

định địa chỉ nền đoạn như trong chế độ thực mà được dùng để chọn bộ mô

tả đoạn trong bảng bộ mô tả thưc hiện chứa năng bộ chọn đoạn.

- Bộ chọn đoạn : được dùng để xác định vị trí của bộ mô tả đoạn trong

bảng bộ mô tả .

Bộ chọn đoạn có 3 phần 

+ phần index: 13 bit dùng để xác định vị trí của bộ mô tả đoạn .Tính từ

nền của bảng bộ mô tả.

+ TI : xác định loại bảng bộ mô tả cần truy cập

TI=1 :truy cập bảng LDT

TI=0 :truy cập bảng GDT

+ RPL : mức đặc quyền yêu cầu.Mức đặc quyền RPL được sinh ra bởi người

nạp bộ chọn đoạn..

b) Bộ mô tả đoạn

Bộ mô tả đoạn chứa các thông tin quản lý 1 đoạn: địa chỉ nền đoạn,kích

thước(giới hạn ) đoạn,quyền truy cập đoạn

Bộ mô tả đoạn được hệ điều hành, trình biên dịch tạo ra

Bộ mô tả đoạn gồm 8 byte

-dự phòng cho hệ 32 bit : 2 byte.

- quyền truy cập : 1 byte

-địa chỉ nền đoạn A23-A0: 3byte;

-giới hạn đoạn L15-L0: 2byte,

II) Cơ chế quản lý bộ nhớ và xác định địa chỉ nhờ bảng bộ mô tả toàn cục

GDT 

+ Bảng bộ mô tả toàn cục GDT quản lý các đoạn (các vùng nhớ) chứa các

chương trình của hệ điều hành,và dữ liệu của hệ thống (các vùng nhớ chứa

thông tin có tính chất toàn cục,thuộc không gian nhớ toàn cục).Các

chương trình ứng dụng có thể truy cập vào vùng nhớ này

Bảng GDT được hệ điều hành tạo ra khi khởi động hệ thống.CPU quản lý

bảng GDT qua thanh ghi GDTR.Thanh ghi GDTR chứa 2 thông tin về bảng GDT

là địa chỉ nền bảng và kích thước (giới hạn ) của bảng

Khi có yêu cầu truy cập đoạn,người yêu câu cung cấp bộ chọn đoạn, CPU

thực hiện thao tác kiểm tra quyền truy cập đoạn trước khi cho truy cập

Đối với việc truy cập đoạn dữ liệu quá trình kiểm tra được tiến hành

theo quy tắc 

EPL=max( CPL,RPL)<=DPL

+ CPL: là mức đặc quyền của nhiệm vụ đang thực hiện

+RPL : là mức đặc quyền của bộ chọn đoạn.Mức đặc quyền RPL được sinh ra

bởi người nạp bộ chọn đoạn

+EPL: là mức đặc quyền hiệu dụng

+DPL: là mức đặc quyền của đoạn bị truy cập

Nếu điều kiện trên không thõa mãn thì CPU không cho truy cập đoạn.Nếu

điều kiện thõa mãn thì CPU cho truy cập đoạn.Việc truy cập từng ô nhớ

trong đoạn được thực hiện thông qua địa chỉ nền đoạn (có trong bộ mô tả

đoạn)và địa chỉ offset của ô nhớ đó

Đối với việc truy cập đoạn mã lệnh quá trình kiểm tra được tiến hành

theo quy tắc 

EPL=max( CPL,RPL)=>DPL

Trong đó việc truy cập đoạn mã lệnh có mức đặc quyền cao hơn (EPL>DPL)

phải thông qua cổng gọi

III) Cơ chế quản lý và xác định địa chỉ nhờ bảng bộ mô tả cục bộ LDT

Bảng bộ mô tả cục bộ LDT : Mỗi 1 bảng LDT quản lý 1 vùng nhớ thuộc 1

nhiệm vụ (các vùng nhớ chứa thông tin có tính chất cục bộ, thuộc không

gian nhớ cục bộ). Mã lệnh và dữ liệu của nhiệm vụ đang chạy sẽ được bảo

vệ trước sự truy cập trái phép của nhiệm vụ khác. các bảng LDT thuộc

không gian nhớ toàn cục.

Bảng LDT được hệ điều hành tao ra khi nạp 1 chương trình ứng dụng vào bộ

nhớ hoặc khi thực thi 1 nhiệm vụ.Mỗi bảng LDT quản lý các đoạn của 1

chương trình ứng dụng ( 1 nhiệm vụ ).

Việc quản lý các đoạn (các vùng nhớ) thuộc 1 chương trình ứng dụng được

tổ chức như sau:

Mỗi đoạn nhớ được quản lý bởi 1 bộ mô tả đoạn. Các bộ mô tả của 1 nhiệm

vụ thì được chứa vào 1 bảng LDT riêng biệt.Mỗi bảng LDT được quản lý bởi

1 bộ mô tả LDT. Bộ mô tả LDT chứa địa chỉ nền bảng LDT, kích thước bảng,

quyền truy cập bảng ( quyền truy cập nhiệm vụ).

Các bộ mô tả LDT của 1 nhiêm vụ được chứa trong bảng GDT.Bảng GDT lại

được quản lý bởi thanh ghi hệ thống GDTR .

Khi 1 nhiệm vụ được thực hiện thì hệ điều hành sẽ nạp bộ chọn đoạn LDT

vào thanh ghi hệ thống LDTR .Thanh ghi LDTR trỏ đến bộ mô tả LDT trong

bảng GDT .CPU thông qua bảng LDT quản lý các đoạn của nhiệm vụ đó và bắt

đầu thực hiện nhiệm vụ này.Để truy cập các đoạn trong nhiệm vụ người yêu

cầu cần nạp bộ chọn đoạn.CPU thực hiện thao tác kiểm tra quyền truy cập

đoạn.Nếu đủ điều kiện thì CPU cho truy cập còn không thì CPU không cho

truy cập.Việc truy cập từng ô nhớ trong đoạn được thực hiện qua địa chỉ

nền đoạn (lấy từ bộ mô tả đoạn) và địa chi offset của ô nhớ đó

Câu 10: cơ chế chuyển điều khiển và gọi chương trình con trong chế độ

bảo vệ.

Việc chuyển điều khiển xảy ra khi thực hiện các lệnh nhảy(JMP) hoặc lệnh

gọi chương trình con (lệnh CALL)

Trường hợp thục hiện lệnh nhảy hoặc lênh gọi trong cùng 1 đoạn mã lệnh

của nhiệm vụ đang chạy (lệnh nhảy gần,lệnh gọi gần) diễn ra:

- Khi thực hiện lệnh nhảy gần (NEAR JUMP) con trỏ lệnh IP được thay giá

trị mới

Chương trình được tiếp tục với vị trí mới do IP trỏ tới

- Khi thực hiện lệnh gọi gần (NEAR CALL) CPU thực hiện các thao tác sau

+ cất giá trị hiện thời của IP vào ngăn xếp .

+ nạp địa chỉ offset của chương trình con được gọi vào IP.

+ thực hiện chương trình con.

Trường hợp chuyển điều khiển đến những đoạn mã lệnh khác khi thực hiện

lệnh gọi xa (FAR CALL) có 2 tình huống:

- Đoạn mã lệnh đích có mức đặc quyền thấp hơn mức đặc quyền của đoạn mã

lệnh nguồn hiện tại.Khi đó CPU sẽ xử lý như sau:

+ cất giá trị hiện thời của CS,IP vào ngăn xếp.

+ Nạp bộ chọn đoạn mã lệnh chứa chương trình con (đích) vào CS

+Nạp địa chỉ offset của chương trình con (đích) vào IP

+ Thực hiện chương trình con

Lệnh RET cho phép rời khỏi chương trình con và trở về chương trình gọi

nó.Lệnh này khôi phục lại nội dung của CS,IP và tiếp tục thực hiện

chương trình đã gọi chương trình con.

- Đoạn mã lệnh con (đích) có mức đặc quyền cao hơn mức đặc quyền của

đoạn mã lệnh nguồn hiện tại.Việc gọi chương trình con phải thông qua

cổng gọi (luật về quyền truy cập).Bộ chọn đoạn ko trỏ đến bộ mô tả đoạn

mã lệnh chứa chương trình con (đích) nữa mà trỏ tới cổng gọi.Cổng gọi

trỏ đến bộ mô tả mã lệnh chứa chương trình con(đich),cổng gọi cũng chứa

địa chỉ offset bắt đầu chương trình con.qua đó gọi được chương trình

con.CPU thực hiện quá trình.

+ Tạm lưu giữ nội dung CS,IP,SS,SP hiện thời

+ Nạp cổng gọi và kiểm tra quyền truy cập 

+ Cất giữ giá trị tạm lưu của SS,SP nguồn vào ngăn xếp đích.

+ Chuyển các tham số từ ngăn xếp nguồn sang ngăn xếp đích

+ Cất giữ giá trị tạm lưu của IP,CS nguồn vào ngăn xếp đích.

+Nạp bộ chọn bộ mô tả đoạn mã lệnh đích và địa chỉ offset (lấy từ cổng

gọi) qua đó nạp bộ mô tả đoạn mã lệnh đích

+ thực hiện chương trình con

Lệnh RET cho phép rời khỏi chương trình con và trở về chương trình gọi

nó.Lệnh này khôi phục lại nội dung của CS,IP,SS,SP và tiếp tục thực hiện

chương trình đã gọi chương trình con.

Câu 11: Cơ chế hoạt động đa nhiệm.

Mỗi 1 chương trình có 1 thanh ghi ( TSS) ghi lại toàn bộ trạng thái của

chương trình đó.Mỗi đoạn TSS được quản lý bởi 1 bộ mô tả TSS nằm trong

bảng GDT.Thao tác chuyển nhiệm vụ thưc hiện lưu vào bảo vệ toàn bộ trạng

thái hoạt động của chương trình đang thực hiện (bao gồm toàn bộ các

thanh ghi của CPU và các địa chỉ có liên quan và bộ chọn LDT ) của

chương trình đang chạy vào đoạn TSS . Sau đó nạp trạng thái nhiệm vụ

tiếp theo từ TSS tương ứng vào CPU .Kiểm tra quyền truy cập và thực hiện

chương trinh mới 

Thanh ghi nhiệm vụ TR trỏ tới bộ mô tả TSS quản lý nhiệm vụ hiện thời.

- Thao tác chuyển nhiệm vụ thực hiện theo các bước sau:

+ Lưu toàn bộ trạng thái hoat động của chương trình đang thực hiện (bao

gồm toàn bộ nội dung của các thanh ghi CPU ,các địa chỉ có liên quan,và

bộ chon LDT ) vào đoạn TSS của chương trình này.

+ Nạp bộ chọn nhiệm vụ tiếp theo vào thanh ghi TR Thanh ghi TR trỏ tới

bộ mô tả TSS quản lý đoạn TSS của chương trình đó

+ Qua bộ mô tả TSS truy cập vào đoạn TSS của chương trình tiếp theo.Nạp

các trạng thái nhiệm vụ tiếp theo vào các thanh ghi của CPU.Bộ mô tả TSS

được nạp vào phần kín của TR 

+ Thực hiện kiểm tra quyền truy cập

+ Thực hiện chương trình.

Câu 12: Chế độ định vị toán hạng

- Định vị tức thời: Dữ liệu nằm ngay trong câu lệnh MOV AX,0F000h;

- Định vị thanh ghi: Các thanh ghi đa năng, thanh ghi địa chỉ và thanh ghi đoạn của CPU sẽ là nơi chứa dữ liệu

- Định vị bộ nhớ:

          1) định vị bộ nhớ trực tiếp : địa chỉ ô nhớ chứa dữ liệu nằm ngay trong câu lệnh

          2) định vị bộ nhớ gián tiếp :  Các thanh ghi BX, BP, SI, DI, SP là nới chứa địa chỉ ô nhớ dữ liệu

          3) định vị cơ sở :

Địa chỉ offset = [BX + Khoảng dịch]

                        [BP+ khoảng dịch] thanh ghi BP chỉ đến đoạn ngăn xếp

          4) định vị chỉ số :

Địa chỉ offset = [SI + Khoảng dịch]

                        [DI+ khoảng dịch]

          5) định vị cơ sở chỉ số

Địa chỉ offset = [BX+SI]

                        [BX+DI]

                        [BP+SI]

                        [BP+DI]

          6)  định vị đầy đủ

                   Địa chỉ offset =[thanh ghi cơ sở+ thanh ghi chỉ số+ khoảng dịch]

Câu 13:tổ chức cache

II) Tổ chức cache

Thủ tục quản lý bộ nhớ cache là nạp từng đoạn chương trình và dữ liệu từ

bộ nhớ chính vào cache.Phương pháp đơn giản nhất để quy chiếu bộ nhớ là

phương pháp ánh xạ 

Việc quy chiếu đến cache được gọi là "trúng" nếu truy cập được thông tin

mà CPU đòi hỏi có ở trong cache.Còn được gọi là " trượt" nếu không truy

cập được thông tin có trong cache mà phải truy cập trong bộ nhớ chính

Bộ nhớ chính được chia làm nhiêu khối.mỗi khối bao gồm nhiều từ và byte

1 từ (1 byte)

1 từ (1 byte)

Khối 0

Khối 1

Khối 2

'

Bộ nhớ cache thì có nhiều khối cache .Mỗi khối cache ở 1 vị trí xác định

trong bộ nhớ cache.Bao gồm các thông tin ( số hiệu thẻ,bít cờ và bản

thân khối dữ liệu) (khối dữ liệu trong cache là bản sao của khối dữ liệu

trong bộ nhớ chính)

Cấu trúc 1 khối cache

Số hiệu thẻ Bít cờ (F) Khối dữ liệu

a) Trường hợp mỗi khối chứa 1 từ hoặc 1 byte dữ liệu

- Thao tác đọc cache.

Bộ nhớ chính có bus địa chỉ 24 bit. Khi 1 từ (1 byte ) được đọc thì CPU

cung cấp địa chỉ cho bộ điều khiển bộ nhớ.Bộ điều khiển bộ nhớ tách địa

chỉ 24 bit làm 2 phần

• 2 bít địa chỉ thấp thì đặt trong thanh ghi MAR của cache.Các bit này

xác đinh vị trí khối cần tìm trong cache

• 22 bit cao mô tả số hiệu thẻ.Số hiệu thẻ là con số xác định vị trí

khối nhớ trong bộ nhớ chính.

Thao tác đọc dũ liệu được tiến hành:

- B1: Bộ điều khiển cache đọc khối dữ liệu trong cache tại vị trí có số

thứ tự trùng với số thứ tự khối trong địa chỉ bus.

- B2: bộ điều khiển cache xác định xem số hiệu thẻ trong khối cache có

trùng với số hiệu thẻ trong bus địa chỉ ko

          - B3: nếu trùng thì việc quy chiếu" trúng"và 1 từ dữ liệu được đọc từ

cache vào trong CPU .Nếu không trùng thì  từ dữ liệu phải lấy từ bộ nhớ chính.Trong trường hợp trượt thì phải sao lưu dữ liệu trong cache vào bộ nhớ chính theo địa chỉ của nó.Nạp dữ liệu mới cùng với thẻ của nó vào cache và đặt bít cờ F=0 (ghi nhận nội dung của cache trùng với nội dung của bộ nhớ chính) và dữ liệu được cung cấp cho CPU 

- Thao tác ghi bộ nhớ.

Có 2 cách dùng để ghi dữ liệu vào bộ nhớ chính khi thực hiện các lệnh

ghi bộ nhớ: kỹ thuật ghi xuyên và kỹ thuật sao lưu.

+ ở loại cache ghi xuyên:dữ liệu được ghi lên cả cache và cả bộ nhớ

chính=>thời gian ghi bộ nhớ bị tăng lên

+ ở loại cache sao lưu thì dữ liệu chỉ được ghi vào cache và bit cờ đặt

F =1 (ghi nhận nội dung của cache khác nội dung bộ nhớ chính).Nếu khối

dữ liệu cần được thay thế=khối dữ liệu khác trong bộ nhớ chính ( trường

hợp trượt) thì bit cờ được kiểm tra xem có cần thực hiện thao tác sao

lưu ko.Nếu F=1 thì cần thực hiện,nếu F=0 thì không cần thực hiện

b) Trường hợp mỗi khối chứa nhiều từ dữ liệu

Khi có nhiều từ dữ liệu trong 1 khối cache thì kỹ thuật ánh xạ trực tiếp

phức tạp hơn.giả sử bus địa chỉ là 24 bit sẽ được tách làm 3 phần 

Phần xác định số thứ tự từ (2bit).xác định vị trí từ dữ liệu cần truy

cập nằm trong khối cache. 

Phần xác định số thứ tự khối (2bit) (vị trí được đặt trong cache)

Phần số hiệu thẻ (20 bit)

các thao tác thực hiện giống như trường hợp mỗi khối dữ liệu chứa 1 từ

Số hiệu thẻ Số thứ tự khối Số thứ tự từ

c) Kỹ thuật tập liên hợp

Câu 15:Bộ điều khiển ngắt PIC 8259.Hệ thống ngắt cứng và cơ chế hoạt

động ngắt cứng của máy PC

Phần mở rộng: tất cả các chương trình phục vụ ngắt đều có chung 2 đặc

điểm: thứ nhất đều được viết sẵn ( chương trình của hệ điều hành) và

được phép sử dụng.Thứ 2 địa chỉ của các chương trình phục vụ ngắt phải

được đặt ở 1 vùng xác định là bảng véc tơ ngắt,nằm trong bộ nhớ chính

.Các chương trình con phục vụ ngắt được dùng để điều khiên quá trình

vào/ra dữ liệu với các thiết bị chuẩn ở mức vật lý

** Bảng véc tơ ngắt: là bảng chứa địa chỉ của các chương trình con phục

ngắt.Thứ tự của từng ô trong bảng được gọi là số ngắt.Mỗi ô chứa 1 địa

chỉ logic của 1 chương trình phục vụ ngắt. Địa chỉ này được gọi là véc

tơ ngắt

I ) Hệ thống ngắt cứng

CPU có 1 đầu vào để nhận tín hiệu INT ,khi nhận tín hiệu này CPU sẽ phản

ứng theo cơ chế ngắt cứng.Trong thực tế có nhiều thiết bị  yêu cầu được phục

vụ theo cơ chế ngắt cứng và sinh ra nhiều yêu cầu ngắt.Cần có 1 bộ điều

khiển giúp CPU quản lý và thực hiện yêu cầu ngắt đó là bộ điều khiển

PIC.Hệ thống ngắt cứng được xây dựng trên 2 bộ điều khiển PIC 8259.Mỗi

bộ PIC có thể nhận 8 yêu cầu ngắt .Hai PIC này kết nối với nhau theo

kiểu ghép tầng,kết hợp hoạt động để có thể nhân được 16 yêu cầu ngắt IRQ

Chức năng cơ bản của PIC 8259 : giúp CPU thực hiện quá trình ngắt

cứng.PIC 8259 thực hiện các chứa năng sau:

 ghi nhận 8 yêu cầu ngắt IRQi , i=0....,7

2) Cho phép chọn và phục vụ các yêu cầu ngắt theo mức ưu tiên 

3) Cung cấp cho CPU số ngắt tương ứng với yêu cầu ngắt IRQ.Số ngắt này

đại diện cho địa chỉ của chương trình con phục vụ thiết bị yêu cầu ngắt

4) cho phép và không cho phép các yêu cầu ngắt IRQ ,kích hoạt hệ thống ngắt.

II) Bộ điều khiển ngắt PIC 8259.

a) Thanh ghi yêu cầu ngắt IRR: là thanh ghi 8 bit. IRR ghi nhận tất cả

các yêu cầu ngắt IRQi.Nếu các tín hiệu IRQi=1 thì các bit IRR tương ứng

được đặt bằng 1

b) Bộ giải quyết ưu tiên PR : là thanh ghi 8 bit.PR xác định mức ưu tiên

của các yêu cầu ngắt

c) Thanh ghi ngắt được phục vụ ISR:là thanh ghi 8 bit.ISR ghi nhận các

ngắt đang được phục vụ .Yêu cầu ngắt IRQi nào đang được phục vụ thì bit

ISRi tương ứng được đặt =1.

d) Khối logic điều khiển: đưa ra tín hiệu INT được nối thẳng vào chân

INT của CPU.Khi INT ở mức cao đòi CPU phục vụ ngắt,khối logic nhận tín

hiêu INTA ,PIC 8259 sẽ cung cấp số ngắt ra bus dữ liệu cho CPU.

e) Khối đệm bus : các từ điều khiển ICW,OCW được đưa vào PIC 8259 qua

khối này để xác lập chế độ làm việc cho PIC Số ngắt và trạng thái hoạt

động của PIC đưa ra bus dữ liệu cũng thông qua khối này

          f) Khối ghép tầng: PIC 8259 cho phép nối ghép tầng các PIC 8259 với nhau

và phối hợp hoạt động của các PIC này.Tầng thứ nhất có đầu ra INT nối

trực tiếp với CPU gọi là PIC 8259 chủ.Đầu vào IRQi của PIC chủ được nối

đầu ra INT của PIC thứ 2 gọi là PIC thợ .Cơ chế ghép tầng cho phép xây

dựng 1 hệ thống ngắt cứng quản lý được 64 yêu cầu ngắt IRQ

g) Khối logic ghi/đọc và giải mã:giải mã các từ điều khiển ICW va OCW, 2

từ điều khiển này dùng để xác định chế độ làm việc của PIC .

h) Thanh ghi IMR: cho phép đặt/xóa mặt mạ ngắt.

III) Cơ chế hoạt động của hệ thống ngắt cứng

- Một hoặc nhiều thiết bị vào ra có yêu cầu phục vụ phát ra tín hiệu IRQ

=1 cho PIC .PIC ghi nhận các yêu cầu ngắt này bằng cách đặt các bít IRR(

thanh ghi yêu cầu ngắt) tương ứng bằng 1.

- PIC 8259 chon IRQi có mức ưu tiên cao nhất để thục hiện.PIC phát ra

tín hiệu INT cho CPU đòi CPU phục vụ

- CPU thực hiện nốt các thao tác sau

+ thực hiện nốt lệnh của quá trình hiện hành.

+ lưu địa chỉ trở về (nội dung các thanh ghi CS,IP) và các thanh ghi cờ FLAGS vào ngăn xếp.

+gửi 2 tín hiêu ngắt INTA cho PIC 

- Khi PIC 8259 nhận được tín hiệu INTA thứ nhất: bít ISRi( thanh ghi

ngắt được phục vụ) ứng với IRQi có mức ưu tiên(PR) cao nhất được thiết

lập (ISRi=1)và thanh ghi IRRi (thanh ghi yêu cầu ngắt) tương ứng bị xóa

(IRRi=0).Trong chu kỳ thứ nhất này thì PIC ko gửi gì cho CPU

- Khi PIC nhận được tín hiệu INTA thứ 2 thì PIC gửi số ngắt đại diện cho

chương trình con phục vụ ngắt tương ứng với tín hiệu IRQi qua bus dữ

liệu cho CPU.

- CPU nhận số ngắt,qua số ngắt này vào vị trí tương ứng trong bảng véc

tơ ngăt để xác định chương trình phục vụ ngắt.CPU nạp địa chỉ của chương

trình phục vụ ngắt vào thanh ghi CS,IP và bắt đầu thực hiện chương trình

ngắt này

- Khi thực hiện xong CPU khôi phục địa chỉ trở về của thanh ghi CS,IP và

khôi phục nội dung của thanh ghi cờ FLAGS và tiếp tục thực hiện chương

trình vừa bị ngắt

Câu 16: Các vấn đề cần thực hiện khi lựa chon yêu cầu ngắt và xd phần mềm phục vụ vào ra dữ liệu theo ngắt cứng . Khả năng và phương pháp chống yêu cầu ngắt của PIC 8259

Sử dụng OCW1 có 8 bit chứa 8 mặt nạ ngắt cấm các yêu cầu ngắt tương ứng

Câu 18: Chuẩn truyền tin RS232. Trao đổi thông tin giữa 2 máy tính qua DCE(modem) và qua Null- Modem. Quá trình bắt tay giữa DTE và DCE . Chức năng và các thanh ghi của thiết bị giao diện vào/ ra nối tiếp UART 8250

Chuẩn truyền tin RS232 quy định về pp kết nối vào giao diện giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu DTE và thiết bị truyền dl DCE:

          -Kết nối vật lý: loại đầu nối, số lượng, vị trí và chức năng truyền thông tin của mỗi chân trong đầu nối

          - mức điện áp tín hiệu

          - Tốc độ truyền

* trao đổi thông tin qua DCE

cần thiết cho >20m

Kết nối mt số vs ht điện thoại modem, modem thực hiện chuyển tín hiệu số nhị phân thành tín hiệu tương tự để hệ thông điện thoại truyền đi được và chuyển tín hiệu tương tự thanhfnhij phân cho máy tính

* trao đổi thông tin qua Null modem tuân theo chuẩn RS232 có 2 kiểu kết nối 7 dây và 3 dây

GND<-> GND

TxD <-> RxD

DTR<-> DSR

RTS,CTS <->CD

Thủ tục bắt tay

Bắt đầu DTE đặt DTR=1:

          - kiểm tra DSR=1 không? thì đặt RTS =1 nếu CTS=1 thì truyền dữ liệu đến khi DTR=0 đặt RTS=0 nếu không tiếp tục thì kết thúc

* Thiết bị UART

Chức năng :

          - Chuyển 1 byte dữ liệu nhận từ CPU dạng 8 bit song song thành dạng nối tiếp, tạo khung dl dạng nối tiếp và phát đi tuần tự từng bit cho đến  hết byte dữ liệu. Nhận 1 khung dữ liệu dạng nối tiếp loại bỏ các bit start parity stop chuyển thành song song

          - Tạo và nhận các tín hiệu bắt tay theo chuẩn RS232

địa chỉ nền UART 1 3F8h

                             2  2F8h

Các thanh ghi:

thanh ghi dữ liệu phát THR chứa dữ liệu cần phát đi

thanh ghi dữ liệu nhận RBR chứa dữ liệu nhận được

Thanh ghi điều khiển đường truyền LCR xác định khuôn dạng dl phát nhận và cho phép truy cập vào các thanh ghi THR, RBR, IER, BRG

Thanh ghi xác lập tốc độ đường truyền BRG gồm 2 thanh ghi byte cao và thấp xác định hs từ 50-20000

Thanh ghi điều khiển giao diện vs modem MCR điều khiển giao diện vs modem và cho phép phát yc ngắt IRQ

Thanh ghi trạn thái đường truyền LSR

thanh ghi trạng thái modem MSR

Thanh ghi chọn nguồn ngắt IER

thanh ghi nhận dạng nguồn ngăt IIR

Câu 19: Các phương pháp nhận và phát dữ liệu nối tiếp qua UART 8250. Những vấn đề cần làm về phần cứng và tổ chức phần mềm để thực hiện vào/ra dữ liệu nối tiếp theo các phương pháp này.

Phần cứng:

•        Cáp Null-Modem

•        Lựa chọn cổng: COM1->UART1: 3F8h – 3FFh

IRQ4 -> OCH

•        UART: Xác lập chế độ làm việc

+ Khuôn dạng: LCR

+ Tốc độ: BRG

+ Xóa mặt nạ ngắt: IMR (OCW1)

+ bit OUT2 = 1

Phần mềm:

•        PPVR: thăm dò (Phát), ngắt(Nhận)

•        Thông điệp:

+ Phát: dấu hiệu kết thúc thông điệp

+ Nhân: phát hiện kết thúc thông điệp

Tổ chức chương trình:

•        CT con:

o        Xác lập chế độ làm việc của UART và hệ thống ngắt cứng.

o        Đặt vector ngắt: trong cặp chỉ thị disable() và enable().

o        CT con phát: phát cả thông điệp + dấu hiệu kết thúc thông điệp.

o        CT con nhận: VD: void interrupt Nhan() //Biến toàn cục.

•        CT chính:

Câu 20: thiết bị giao diện vào ra song song: ý nghĩa các đường tín hiệu các thanh ghi. Kết nối và trao đổi thông tin giữa 2 máy tính qua cổng song song

Có 11 đường tín hiệu :

TÍn hiệu                Ý nghĩa

Strobe         Tín hiệu dùng để chốt dữ liệu vào thiết bị ngoại vi hay máy in

D0-D7        Tín hiệu tương ứng với số ngắt

ACK           Tín hiệu báo tín hiệu thiết bị máy in sẵn sàng nhận một kí tự mới

Busy           Tín hiệu báo máy in đang bận

Pe               Tín hiệu báo hết giấy hoặc lỗi

Select in      Tín hiệu báo máy in sẵn sàng làm việc

Select out    Tín hiệu báo sẵn sàng kết nối với thiết bị ngoại vi máy in

Ini               Tín hiệu này khởi động máy in

Error           Tín hiệu báo có lỗi xảy ra

Autofeed     Tín hiệu báo dịch một dòng in         

Có 3 loại thanh ghi:

          - Thanh ghi dữ liệu: chứa các dữ liệu xuất ra hay nhập vào

          - Thanh ghi điều khiển: phát các tín hiệu bắt tay với thiết bị ngoại vi

          - Thanh ghi trạng thái : Lưu trữ trạng thái của tín hiệu vào

Kiểu nối giữ 2 máy tính qua cổng song song là

GND<->GND

D07óD07

Select in < – >Select out

Ini<->error

ACK<-> Strobe

Câu 21: Ma trận phím và pp tạo mã quét nguyên lý hoạt động của hệ thống bàn phím

Ma trận phím là tập hợp các phím nhấn được xếp theo hàng và cột .

PP tạo mã quét và hoạt động :

Đầu ra X0X1 của bộ đếm nhị phân 2 bit lần lượt cho ra các mã 00,01,10,11.. mã này được đưa vào bộ giải mã 2 đầu vào 4 đầu ra. Ở đầu ra C3C2C1C0 của bộ giải mã sẽ lần lượt xuất hiện các giá trị 1110,1101,1011,0111….

Các dây cột Ci lần lượt có mức logic 0 thao tác này gọi là thao tác quét bàn phím

Khi không phím nào được nhấn thì tất cả các hàng H3H2H1H0 đều có mức logic 1. Khi có 1 phím nào đó được nhấn thì 2 dây hàng và cột được nối với nhau tại chỗ phím đang nhấn và sinh ra một mã tương ứng phím đang được nhấn ở dầu ra X1X0H3H2H1H0

23. Tổ chức lưu trữ thông tin trên đĩa từ ở mức logic: chức năng và ý nghĩa của các vùng lưu trữ thông tin như: cung khởi động, bảng FAT, thu mục gốc, vùng chứa dữ liệu:

* Cung khởi động:

Cung khởi động của một volume nằm ở vị trí cung logic 0.

- Chức năng :Cung khởi động chứa các thông tin về cách phân vùng trên volume và chương trình khởi động hệ điều hành:

          + lệnh nhảy đến chương trình kđ

          + tên nhà sx, thế hệ hđh

          + số lượng byte/ cung

          + số lượng cung/cluster

          + số lượng bảng FAT

          + Số lượng lối vào thư mục trong thư mục gốc

          + số lượng cung trong volume

          + Byte mô tả loại đĩa

          + Số lượng cung/ 1 bảng FAT

          + số lượng cung/rãnh

          + Số lượng đầu từ

          + số lượng cung ẩn

          + số lượng cung trong volume nếu kt volume>32mb

          + số thứ tự ổ đĩa

          + dự phòng thông tin phụ

+3C-1FF chương trình khời động hđh, 34 nhận dạng hệ FAT….

-Ý nghĩa: Cung khởi động được kết thúc bởi 2 byte kí tự AA55h

Khởi động máy tính cung khởi động được nạp vào địa chỉ 0000:8C00h. BIOS thực hiện kiểm tra chữ kí, không tìm thấy 2 byte chữ kí sẽ báo lỗi. Nếu tìm thấy thì BIOS cho thực hiện chương trình từ địa chỉ 0000h-7C00h.

Cung khởi động chứa các dữ liệu mà từ đó có thể tính ra được vị trí bắt đầu và kích thước của vùng thông tin trên volume.

* Bảng FAT

Bảng FAT nằm ngay sau cung khởi động , gồm 2 bảng giống hệt nhau FAT#1, FAT#2.

-Chức năng của bảng FAT:  là dùng để quản lý các cluster. Bảng FAT chứa các lối vào. Mỗi lối vào bắt đầu từ lối vào 2, chứa thông tin về trạng thái của cluster tương ứng

Nội dung lối vào                      Trạng thái tương ứng

(0)000                                               Cluster rỗng

(F)FF0-(F)FF6                                  Cluster dự phòng

(F)FF7                                               Cluster hỏng

(F)FF8-(F)FFF                                  Cluster cuối cùng của một tệp nào đó

(X)XXX                                  Cluster tương ứng với lối vào này đang chứa tệp. Con số (X)XXX xác định địa chỉ cluster tiếp theo của tệp

- Ý nghĩa :Đóng vai trò một bản đồ về trạng thái các cluster. Từ bảng FAT có thể tìm ra được chuỗi danh sách các cluster hay tệp nào đó nhưng còn thiếu thông tin về cluster đầu tiên của tệp. Thông tin này gắn với 1 tệp cụ thể và nằm ở thư mục

* Thư mục gốc:

Thư mục gốc thì nằm sau bảng FAT#2

          - Chức năng:  chứa lối vào thư mục thường có kích thước 32byte, có kích thước hạn chế xác định.

          -Ý nghĩa: Thư mục gốc có cấu trúc bao gồm tên tệp hay thư mục con, tên mở rộng, thuộc tính tệp, dự phòng, thời gian tạo cập nhật, ngày tạo, số thự tự cluster đầu tiên tệp, kích thước tệp.

Cấu trúc thư mục con giống thư mục gốc, quản lý như tệp và có kích thước không hạn chế

* Vùng chứa tệp và vùng chứa thư mục con:

Là toàn bộ vùng còn lại nằm sau thư mục gốc. Tập hợp các cluster bắt đầu từ 2 đến hết volume. Trạng thái các cluster được phản ánh bởi lối vào tương ứng trong bảng FAT.

Một tệp lưu trữ trên nhiều cluster khác nhau tùy thuộc kích thước tệp không nhất thiết phải liền nhau.

Nếu volume chứa hệ thống khởi động hệ điều hành thì các cluster đầu tiên của vùng được dành để chứa tệp hệ thống hđh.

24 Quan hệ giữa bảng FAT và các liên cung (cluster). phương pháp truy nhập tệp thông qua thư mục và bảng FAT

Qh FAT và các liên cung:

-Chức năng của bảng FAT:  là dùng để quản lý các cluster

- Ý nghĩa :Đóng vai trò một bản đồ về trạng thái các cluster. Từ bảng FAT có thể tìm ra được chuỗi danh sách các cluster hay tệp nào đó nhưng còn thiếu thông tin về cluster đầu tiên của tệp. Thông tin này gắn với 1 tệp cụ thể và nằm ở thư mục

Quan hệ FAT và thư mục

Giả sử có một tệp ABC.DAT . Trong thư mục gốc ta tìm thấy và đọc được một lối vào thư mục có nội dung:

các byte 00h-0Ah : mã ASCII của tên tệp

Byte 0Bh-20h- tệp lưu trữ:

Byte 1A-1Bh Số thứ tự của cluster đầu tiên của tệp. Lối vào đầu tiên của tệp trên bảng FAT

Byte 1Ch-1Fh kích thước tệp

Quá trình truy nhập tệp ở mức thấp bắt đầu từ việc tìm kiếm thư mục chứa tên tệp.

Từ lối vào thư mục tìm được địa chỉ cluster đầu tiên của tệp. Thao tác tiếp là tìm đến bảng FAT .

Lối vào thứ I ta đọc nội dung là J thì nếu  J thuộc (0)002h-(F)FFFh thì nó phản ánh 2 thông tin cluster thứ I đang chứa tệp và cluster thứ J là cluster tiếp theo của tệp.Quá trình tìm kiếm kết thúc khi gặp lối vào giá trị (F)FFFh. Cluster tương ứng lối vào này là cluster cuối cùng của tệp.

Để truy cập tệp trên đĩa cần phải chuyển danh sách các cluster chứa tệp thành danh sách các cung logic. Công thức chuyển đổi địa chỉ cluster thành địa chỉ cung logic:

địa chỉ cung logic =(địa chỉ cluster-2)* số lượng cung trên một cluster+địa chỉ cung logic đầu tiên vùng dữ liệu

Quá trình truy nhập cung khởi động bảng FAT và tệp có thể thực hiện nhờ các ngắt 25 26 h . thông tin về kích thước tệp giúp xác định chính xác lượng dữ liệu thật của tệp trên cluster cuối cùng.

Câu 25: Cung khởi động MBR và bảng phân khu : cấu trúc và chức năng

 Một ổ cứng có thể chia làm nhiều phân khu, từ mỗi phân khu tạo ra được một volume riêng biệt.Thông tin về cách phân chia ổ đĩa cứng thành các phân khu được chứa trong bảng phân khu.

Hệ điều hành sử dụng một , vùng riêng và cố định trên ổ đĩa cứng để chứa bảng phân khu ở cung vật lý 1 mặt 0 rãnh 0, cung này gọi là cung MBR master boot record

Cấu trúc

000h chương trình đọc cung khởi động

1BE h bảng phân khu chính

1FEh  chữ kí AA55h

cung kđ chính chứa chương trình đọc bảng phân khu chính và cung khởi động. Chức năng của chương trình đọc cung khởi động là chuyển điều khiển hệ thống đến chương trình khởi động hệ điều hành. Ctr này nằm trong cung khởi động của phân khu khởi động.

* Bảng phân khu chính

          - Chứa lối vào phân khu chứa thông tin về vị trí kích thước của phân khu trong ổ cứng

          - Cấu trúc : 1BE lối vào phân khu 1

                             1CE                               2

                             1DE, 1EE

          Lối vào phân khu mang thông tin về phân khu tương ứng: vị trí bắt đầu phân khu, vị trí kết thúc, kích thước

          - Cấu trúc

                   00 chỉ thị khởi động

                   01 đỉa chỉ đầu phân khu

                   04 chỉ thị hệ thống

                   05 địa chỉ cuối phân khu

                   08 số lượng cung trước phân khu

                   0c số lượng cung trong phân khu

                   + chỉ thị khởi động

                             80h phân khu khởi động (hđh khởi động từ phân khu này)

                             00h phân khu không tích cực

                   + Chỉ thị hệ thống cho biết loại tệp sd trong phân khu

                             01h FaT12

                             06h,0Eh FAT16

                             07h NTFS

                             0Bh FAT32

                   + Khuôn dạng của trường địa chỉ đầu cuối phân khu: Địa chỉ mặt là số 8 bit số mặt tối đa là 256. ĐỊa chỉ cung là số 6 bit, địa chỉ rãnh 10 bit