Прерывания ─ способ управления процессором
Прерывание в информатике ― это сигнал, посылаемый в процессор, чтобы прервать выполнение текущей задачи и переключиться на обработку другой, более приоритетной задачи. Прерывания играют важную роль в управлении процессором и позволяют обрабатывать внешние события или ошибки операционной системы.
Способы прерывания
Существует несколько способов производить прерывание в системе⁚
- Прерывание по внешнему сигналу ― внешнее устройство или система посылает прерывающий сигнал в процессор. Примером может служить нажатие клавиши на клавиатуре, разрыв соединения сети или окончание задачи внешнего устройства.
- Прерывание по времени (таймерное прерывание) ― процессор автоматически генерирует прерывание после заданного промежутка времени. Это позволяет периодически выполнять некоторые задачи, такие как обновление экрана или сбор статистики.
- Программное прерывание ─ программный код вызывает прерывание в процессоре для переключения на обработку другой задачи или обработки ошибок.
Управление прерываниями
Управление прерываниями ─ это способ определения, какие прерывания нужно обрабатывать, какие ― игнорировать, а также установка и изменение приоритетов прерываний. Для этой цели используется специальный регистр прерывания.
Обработка прерываний
После получения прерывающего сигнала процессор переключаеться на обработку прерывания, передавая управление соответствующей обработчику прерывания. Обработчик ― это программный код, который выполняет необходимую обработку прерывания. В зависимости от типа прерывания, обработчик может выполнять различные действия ― обновлять данные, сохранять состояние процесса и т.д.
Маскирование прерывания
Маскирование прерывания ─ это процесс блокировки или разрешения определенных прерываний. Он позволяет программистам определить, какие прерывания должны быть обработаны, а какие ― проигнорированы. Для этой цели используются маски прерывания.
Внешние и внутренние прерывания
Прерывания могут быть классифицированы как внешние и внутренние⁚
- Внешние прерывания ─ вызываются внешними устройствами или событиями, которые требуют внимания процессора. Это могут быть сигналы от устройств ввода/вывода, сетевые события или аппаратные сбои.
- Внутренние прерывания ― вызываются программным обеспечением, таким как требования операционной системы к процессору или программной ошибки.
Приоритеты прерываний и векторы прерываний
Каждому прерыванию присваивается определенный приоритет, который определяет, какое прерывание будет обрабатываться в первую очередь. Прерывания с более высоким приоритетом будут иметь предпочтение.
Для обработки прерываний процессор использует вектор прерывания, который содержит адрес обработчика прерывания. Когда происходит прерывание, процессор использует вектор прерывания для определения обработчика прерывания и передает управление ему.
Таким образом, прерывания играют важную роль в управлении процессором и позволяют обрабатывать внешние события и ошибки программного обеспечения. Различные способы прерывания, управление прерываниями, маскирование, а также приоритеты и векторы прерываний обеспечивают гибкость и эффективность в управлении и обработке задач в компьютерных системах.