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コンピュータアーキテクチャ
第 13 回
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割り込み(interrupt)

割り込み：
通常のプログラム処理を一時中断して実行される
例外的な処理

割り込みの種類
– 内部割り込み(internal interrupt)
– 外部割り込み(external interrupt)
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*
内部割り込み
*
プログラムの実行に起因して（同期して） 発生する
割り込み（割り出し，ソフトウェア割り込みともいう）
演算例外

–
不正命令違反

–
定義されていない命令コードの使用
メモリ保護違反

–
許可されていないメモリ領域へのアクセス *
SVC (supervisor call)

–

ゼロ除算，オーバフロー *
ユーザプログラムから OS へ処理を依頼
その他
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外部割り込み
プログラムの実行とは無関係に（非同期に）発生する *
割り込み（ハードウェア割り込みとも言う）

マシンチェック割り込み
–

ハードウェア障害，メモリの読み出しエラーなど *
入出力割り込み
–
入出力装置からの動作終了通知，異常通知など
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割り込み処理の実行制御




PSW (program status word) の退避
–
プログラムレジスタや汎用レジスタなどのプロセッサ状態 *
–
ユーザプログラムが使用しているメモリの内容
割り込み処理
PSW の回復
サブルーチンの実行制御に類似
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COMETⅡの SVC 命令


SVC adr [,x]
実効アドレスによって OS へ依頼する機能を指定 *
<例>：
– データの入力： SVC 1
– データの出力： SVC 2

命令実行後の汎用レジスタとフラグレジスタの内
容は不定
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SVC 命令を含めた実行制御を表す状態図
SVC命令の実効アドレス計算の後に要するステップ数は 不定 *

–
データ転送方式に依存
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入出力アーキテクチャ

入出力命令や入出力装置の構成・仕様
– 多様な方式あり
– コンピュータシステムの規模による違い大


PC, WS 向け *

メインフレーム向け *
重要な二つの視点
– 入出力命令の実現方式
– データ転送方式
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入出力命令の実現方式による分類

入出力専用命令による入出力(I/O mapped I/O)
–
–

入出力装置を対象とした専用命令 *
命令セットアーキテクチャの設計から考慮
メモリマップド入出力 (memory mapped I/O)
–
–
–
–
–
アドレス空間の一部を入出力装置に割り当て *
Load 命令，Store 命令などでデータ転送
ハードウェア量小
拡張性大
現在の PC, WS で採用
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データ転送方式による分類

プログラム制御入出力(programmed I/O)
–
–
–

プロセッサからの入出力命令で制御 *
入出力動作がプロセッサの性能に影響
少量のデータ転送向け
DMA (Direct Memory Access)
–
–
–
–
入出力コントローラに制御を依頼 *
メモリと入出力装置間のデータ転送が
プロセッサと非同期
転送終了後プロセッサへ 入出力割込み *
データのバースト転送（大量転送）
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プログラム制御入出力方式と DMA 方式
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本講義の積み残しの話題

メモリアーキテクチャ
– メモリ装置の階層 *
– 仮想メモリ

ネットワークアーキテクチャ
– ネットワーク構成 *
– 各種プロトコル
その他
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