Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
1. Spúšťanie prerušenia:
Prerušenia sú vyvolané hardvérovými alebo softvérovými udalosťami. Príklady zahŕňajú:
* prerušuje hardvér: Vyplývajú zo zariadení, ako je klávesnica (tlačidlo klávesu), pevný disk (pripravený na údaje), sieťová karta (prijatý paket), časovač (uplynutý čas) alebo dokonca interné chyby CPU. Každé zariadenie má jedinečnú líniu požiadavky na prerušenie (IRQ), ktorú používa na signalizáciu CPU.
* prerušuje prerušenie (tiež nazývané systémové hovory alebo pasce): Spúšťa ich program, ktorý výslovne požaduje služby OS, napríklad čítanie súboru, pridelenie pamäte alebo vytvorenie procesu. Sú iniciované prostredníctvom softvérových pokynov.
2. Manipulácia s prerušením:
Keď dôjde k prerušeniu:
1. prerušenie signálu: CPU prijíma signál prerušenia.
2. CPU okamžite uloží súčasný stav procesu prevádzky (registre, programové počítadlo atď.) Do zásobníka. Je to rozhodujúce, aby sa proces mohol obnoviť neskôr z toho, kde prestával. Tento uložený stav sa niekedy nazýva „kontext prerušenia“.
3. prerušovanie vektorovej tabuľky: CPU konzultuje vektorovú tabuľku prerušenia. Táto tabuľka mapuje IRQ prerušenia (alebo číslo prerušenia softvéru) na adresu špecifického obsluhy prerušenia (rutina prerušenia prerušenia) v pamäti.
4. prerušenie vykonávania obsluhy: CPU skočí na adresu príslušného obsluhy prerušenia. ISR vykonáva potrebné akcie na reagovanie na prerušenie, napríklad čítanie údajov zo zariadenia, spracovanie systému systému alebo riešenie chyby.
5. prerušenie kontextu obnovenie: Po dokončení ISR CPU obnoví uložený kontext zo zásobníka, čím účinne vráti ovládací prvok do predtým prevádzkovaného procesu.
3. Prioritizácia prerušenia:
OS využíva rôzne mechanizmy na riadenie priority prerušenia:
* priorít hardvéru: Niektoré hardvérové architektúry umožňujú samotnému hardvéru uprednostňovať prerušenia. Prerušenia s vyššou prioritou môžu prerušiť prerušenie nižšej priority (vnorené prerušenia). Napríklad prerušenie chyby pevného disku by mohlo vylúčiť prerušenie klávesnice.
* Prioritizácia softvéru: OS môže ďalej uprednostňovať prerušenia pomocou softvérových techník v samotných prerušeniach. OS by mohol odložiť manipuláciu s prerušeniami nižšej priority, až kým sa nezaoberajú vyššie priority.
* prerušenie maskovania/deaktivácie: Prerušenia môžu byť maskované (dočasne deaktivované) alebo povolené selektívne. To je rozhodujúce v kritických častiach kódu, kde prerušenie by mohlo spôsobiť korupciu údajov. Napríklad prerušenie môže byť maskované pri úpravách zdieľaných dátových štruktúr.
4. Vzťah k procesom a riadeniu úloh:
Prerušenia sú základom multitaskingu. Umožňujú OS:
* Časové sklonenie: Časovač prerušuje spúšťacie kontextové prepínače, ktoré umožňujú OS prepínať medzi rôznymi prevádzkovými procesmi, čím sa vytvára ilúzia súbežnosti.
* I/O MANICLING: Prerušenia zo zariadení I/O umožňujú OS spravovať asynchrónne vstupné/výstupné operácie bez blokovania CPU. Proces požadujúci operáciu I/O môže pokračovať v spustení, zatiaľ čo obsluha prerušenia spracuje prenos údajov na pozadí.
* Manipulácia s chybami: Prerušenia poskytujú mechanizmus na efektívne zvládnutie hardvérových chýb a výnimky systému, čím sa bránia zrážkam systému.
* Systémové volania: Softvérové prerušenia (systémové hovory) umožňujú aplikáciám požadovať služby OS, efektívne interagovať s jadrom a spravovanie prístupu k systémovým zdrojom.
Stručne povedané, prerušenia sú základom moderných operačných systémov. Ich schopnosť efektívne zvládnuť asynchrónne udalosti a s prioritným prístupom je nevyhnutná pre riadenie procesov, riešenie I/O a udržiavanie stability a reakcie systému. Dômyselné používanie manipulácie, priorít prerušenia, priorít a prepínanie kontextu oprávňuje efektívne multitasking a celkovú prevádzku počítačového systému.