Spiegazione dettagliata del ciclo della CPU e della FASE DI FETCH

Ciclo della CPU

Fase di fetch

La fase di FETCH è il primo passo nel ciclo della CPU, essenziale per recuperare l'istruzione successiva da eseguire dalla memoria.

Fase di esecuzione

Nella fase di esecuzione, l'istruzione recuperata viene eseguita dalla CPU, applicando le operazioni necessarie.

Interruzioni nel registratore INT

Le interruzioni possono verificarsi nel registratore INT con due possibilità:

• No
• Sì

Gestione delle interruzioni

Quando si verifica un'interruzione, la CPU effettua un salto incondizionato a un indirizzo predeterminato, interrompendo la sequenza di istruzioni e avviando l'esecuzione di un algoritmo speciale noto come programma di servizio delle interruzioni.

Questo processo è fondamentale per risolvere il problema di modificare il comportamento del calcolatore in risposta a eventi esterni. Le chiamate possono provenire da periferiche e, attraverso un'utenza, portare al rifiuto dell'unità di controllo, interrompendo l'algoritmo e passando al ISR (Interrupt Service Routine).

Iter della gestione delle interruzioni

• Individuare la causa dell'interruzione
• Eseguire le operazioni richieste
• Terminare l'ISRI
• Ripresa algoritmo

L'istruzione definitiva dell'algoritmo viene eseguita dopo il completamento della gestione dell'interruzione.

ISR - Mini procedure

L'ISR include meccanismi di protezione hardware che agiscono come una barriera per il processore, impedendo agli opportunisti di interrompere l'ISR stesso. Il supervisore seleziona l'interfaccia utente e il file system, gestendo le periferiche tramite input e output, e gestendo la memoria attraverso la memoria virtuale e la paginazione.

Supervisore hardware

Il ciclo della CPU ripete le fasi di FETCH e esecuzione. In presenza di interruzioni nel registratore INT:

• No - si procede alla fase definitiva
• Sì - si gestiscono le interruzioni

Microoperazioni

• Il contenuto RZ viene salvato in memo RI
• Il PCR memorizza l'indirizzo dell'ISR
• Il registro INT = richieste sospese dall'esterno, dette interruzioni

In presenza di interruzioni causate da eventi esterni, la CPU, elemento di contrapposizione, calibra le azioni da periferia.

Gestione e modalità di protezione

Il sistema include meccanismi di protezione hardware con limiti predefiniti per il supervisore, limitando i compiti e l'accesso. La protezione è estesa anche alle periferiche, gestendo le interruzioni in modo efficace.

Gestione delle risorse

• Interfaccia utente
• Gestione delle periferiche
• Gestione della memoria
• Gestione di processi
• Supervisore hardware

L'allocazione e la gestione delle risorse comprendono l'input/output e la gestione della memoria virtuale, con attenzione a fenomeni come il trashing.