Tài liệu trình bày về cơ chế thăm dò và cơ chế ngắt trong quản lý hệ thống nhập/xuất của máy tính. Hệ điều hành đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát các thao tác nhập/xuất và quản lý thiết bị, từ đó tăng hiệu quả và độ tin cậy của quá trình trao đổi dữ liệu. Cơ chế thăm dò sử dụng các tín hiệu để kiểm tra trạng thái của thiết bị, trong khi cơ chế ngắt cho phép CPU tương tác với thiết bị một cách nhanh chóng khi có yêu cầu.

1. HỆ ĐIỀU HÀNH
CƠ CHẾ THĂM DÒ VÀ CƠ CHẾ NGẮT TRONG QUẢN LÝ
HỆ THỐNG NHẬP/XUẤT
Sinh viên thực hiện :
 Cao Đức Nghĩa
 Mai Thanh Sang

2. Giới thiệu
Phần cứng nhập/xuất
Cơ chế thăm dò
1
2 . 1
NỘI DUNG
Cơ chế ngắt
2
2 . 2

3. I . Giới thiệu
Vai trò của hệ điều hành trong nhập/xuất máy tính là quản lý và điều khiển
các thao tác nhập/xuất và các thiết bị nhập/xuất.
 Chức năng của hệ thống vào ra là trao đổi thông tin giữa máy tính và môi trường
bên ngoài.
 Các thao tác cơ bản là:
• Nhập dữ liệu (input)
• Xuất dữ liệu (output).
Quy trình nhập / xuất thông tin
HỆ ĐIỀU HÀNH

4. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHẬP/XUẤT
Hệ thống quản lý nhập/xuất được tổ chức theo từng lớp, mỗi lớp có một chức năng
nhất định và các lớp có giao tiếp với nhau như sơ đồ sau :
HỆ ĐIỀU HÀNH

5.  Các thành phần chính của hệ thống vào ra gồm:
- Các module vào ra (mạch ghép nối IO): ghép nối giữa CPU và bội nhớ với thiết bị
ngoại vi.
- Các thiết bị ngoại vi: mạch ghép nối vào ra tổ chức thành các cổng vào ra sao cho
mỗi cổng có một địa chỉ xác định.

6. - Công nghệ thiết bị nhập/xuất thể hiện hai xu hướng trái ngược nhau:
• Tăng sự chuẩn hoá phần mềm và giao diện phần cứng
• Tăng sự đa dạng của các thiết bị nhập/xuất.
HỆ ĐIỀU HÀNH

7. 2 . Phần cứng nhập/xuất
 Máy tính điều hành nhiều loại thiết bị:
 Thiết bị lưu trữ (đĩa, băng từ , USB , ổ Cứng HDD , SSD,…).
Đĩa , Băng từ ổ Cứng HDD Ổ Cứng SSD

8.  Thiết bị truyền (card mạng, modem) .
bàn phím, chuột
 Thiết bị giao diện người dùng (màn hình, bàn phím, chuột),....
card mạng
modem
màn hình

9.  Các thiết bị giao tiếp với máy bằng một điểm nối kết (cổng-port) như cổng
tuần tự.
Cổng – Port
2 . 1 .Cơ chế thăm dò
 Giao tiếp giữa máy tính và bộ điều khiển rất phức
tạp nhưng ký hiệu bắt tay (handshaking) là đơn giản.

10. Nguyên tắc chung: CPU muốn làm việc với một đối tượng nào đó, trước tiên nó phải
kiểm tra xem thiết bị đó có đang ở trạng thái sẵn sang làm việc hay không, nếu có thì nó
phát tín hiệu điều khiển đọc ghi và thiết bị thực hiện việc trao đổi dữ liệu.
Hoạt động:
- CPU yêu cầu thao tác nhập/xuất
- Modul nhập/xuất thực hiện thao tác
- CPU kiểm tra các bit trạng thái: Nếu chưa sẵn sang thì quay lại kiểm tra, nếu sẵn sang thì
thực hiện trao đổi dữ liệu với modul nhập/xuất.
CƠ CHẾ THĂM DÒ

11. Ví dụ: Bộ phận đo nhiệt (thiết bị vào) lắp sẵn trong hệ thống, lúc nào cũng có thể cung cấp
số đo về nhiệt độ của đối tượng cần điều chỉnh. Một đèn LED 7 nét (thiết bị ra) dùng để chỉ
thị một giá trị nào đó của một đại lượng vật lý nhất định trong hệ thống nói trên. Như vậy,
khi CPU muốn có thông tin về nhiệt độ của hệ thống thì nó chỉ việc đọc cổng ghép với bộ
đo nhiệt độ, và nếu CPU muốn biểu diễn thong tin vừa đọc được trên đèn LED thì nó chỉ
việc đưa tín hiệu điều khiển tới đó mà không phải kiểm tra xem các thiết bị này có đang sẵn
sang làm việc hay không.
CƠ CHẾ THĂM DÒ

12.  Cổng vào số 0 (có địa chỉ 00) được dung để đọc trạng thái sẵn sang của hai thiết bị
ngoại vi . Tín hiệu sẵn sang của TBNV số 1 (cổng vào 01) được đặt vào bit D0, tín
hiệu sẵn sang của TBNV số 2 (cổng vào 02) được đặt vào bit D1. Các bit này sẽ có
giá trị 1 khi thiết bị ngoại vi tương ứng ở trạng thái sẵn sang làm việc với CPU và
chúng sẽ được đưa vào BUS dữ liệu khi CPU đọc nó bằng lệnh đọc cổng vào số 0.
CƠ CHẾ THĂM DÒ

13. Có thể tóm gọn bằng sơ đồ khối như sau :
 Đọc dữ liệu từ cổng 01
CƠ CHẾ THĂM DÒ

14. 2 . Cơ chế ngắt
Cơ chế ngắt cơ bản làm việc như sau:
- Phần cứng CPU có một dây dẫn được gọi là dòng yêu cầu ngắt (interrup-request
line) mà CPU cảm ứng sau khi thực thi
mỗi chỉ thị.
- Bộ quản lý ngắt (interrupt-handler) tại địa chỉ cố định trong bộ nhớ.

15. Khối chức năng tiếp theo thực hiện việc đáp ứng yêu cầu phục vụ của CPU đối với
các thiết bị vào/ra là thiết bị điều khiển ngắt (Interrupt Controller).
Cơ chế nhập / xuất theo ngắt:
- CPU đang thực hiện một chương trình nào đó
- Thiết bị vào ra có yêu cấu phục vụ phát ra tín hiệu IRQ cho PIC
- CPU hoàn thành nốt câu lệnh của chương trình đang thực hiện. Tiếp theo CPU phát tín
hiệu INTA (Interrupt Acknowledge) trả lời PIC báo sẵn sang phục vụ quá trình ngắt
CƠ CHẾ NGẮT

16. - PIC phát số hiệu ngắt (con số đại diện cho địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt và
tương ứng với tín hiệu IRQ) cho CPU. Dựa trên số hiệu ngắt này CPU kích hoạt và thực
hiện chương trình con phục vụ ngắt để thực hiện vào ra dữ liệu
- Khi chương trình phục vụ ngắt kết thúc thì CPU quay lại tiếp tục thực hiện chương
trình vừa bị tạm dừng.
Ưu điểm:
- CPU thực hiện vào ra dữ liệu ngay sau khi có yêu cầu từ thiết bị ngoài do vậy quá trình
vào ra dữ liệu có độ tin cậy cao.
- CPU chỉ phục vụ thiết bj vào ra khi có yêu cầu do vậy tăng hiệu quả của CPU
CƠ CHẾ NGẮT

17. CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE