Grundlagen der Unterbrechung

Was ist eine Unterbrechung?

Eine Unterbrechung ist ein Signal, das an den Prozessor gesendet wird und anzeigt, dass ein Ereignis eingetreten ist. Es kann entweder von der Hardware oder von der Software erzeugt werden und wird normalerweise verwendet, um die aktuelle Aufgabe anzuhalten und eine spezielle Routine zur Behandlung des Ereignisses auszuführen.

Unterbrechungsdienstroutinen

Unterbrechungsdienstroutinen (ISRs) sind die speziellen Routinen, die beim Auftreten einer Unterbrechung ausgeführt werden. Diese Routine besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die für die Art der aufgetretenen Unterbrechung spezifisch sind. Sie werden verwendet, um das Ereignis zu behandeln, das die Unterbrechung ausgelöst hat, und dann die Kontrolle an den unterbrochenen Prozess zurückzugeben.

Arten von Unterbrechungen

Unterbrechungen können in zwei Hauptarten unterteilt werden: Hardware-Unterbrechungen und Software-Unterbrechungen. Hardware-Interrupts werden von physischen Hardware-Geräten wie einer Tastatur oder Maus erzeugt. Software-Interrupts werden von Anwendungen oder dem Betriebssystem erzeugt.

der Unterbrechungsvektor

Der Unterbrechungsvektor ist eine Tabelle, die die Adressen aller Unterbrechungsdienstroutinen enthält. Wenn eine Unterbrechung auftritt, schaut der Prozessor in den Unterbrechungsvektor, um zu bestimmen, welche Routine ausgeführt werden soll.

Unterbrechungspriorität

Unterbrechungen können verschiedene Prioritätsstufen haben, die die Reihenfolge ihrer Bearbeitung bestimmen. Unterbrechungen mit höherer Priorität werden zuerst bearbeitet, während Unterbrechungen mit niedrigerer Priorität zuletzt bearbeitet werden.

Maskierbare und nicht-maskierbare Interrupts

Maskierbare Interrupts können vorübergehend deaktiviert werden, um zu verhindern, dass sie den Prozessor unterbrechen, während nicht-maskierbare Interrupts nicht deaktiviert werden können und sofort bedient werden müssen.

Unterbrechungslatenz

Die Unterbrechungslatenz ist die Verzögerung zwischen der Auslösung einer Unterbrechung und dem Beginn der Ausführung der entsprechenden Unterbrechungsdienstroutine durch den Prozessor. Diese Verzögerung kann dadurch entstehen, dass der Prozessor den Unterbrechungsvektor suchen muss oder dass die Unterbrechung eine niedrigere Priorität als andere Unterbrechungen in der Warteschlange hat.

Interrupt-Controller

Interrupt-Controller sind Hardware-Geräte, die für die Verwaltung von Interrupts zuständig sind. Sie verfolgen, welche Unterbrechungen anstehen und ordnen die Unterbrechungen nach ihrer Wichtigkeit.

Unterbrechungsbehandlung in Betriebssystemen

Die meisten modernen Betriebssysteme haben einen Interrupt-Handler, der für die Verwaltung von Unterbrechungen zuständig ist. Der Handler empfängt Unterbrechungsanfragen von Hardware- und Software-Quellen, ordnet sie nach Priorität und ruft dann die entsprechende Unterbrechungs-Service-Routine auf.

Unterbrechungen sind ein wichtiger Bestandteil vieler Computersysteme, und wenn man versteht, wie sie funktionieren und wie sie verwaltet werden, kann man als Entwickler effizientere und zuverlässigere Anwendungen erstellen.

FAQ
Was bedeutet Unterbrechung im Betriebssystem?

In der Computertechnik ist ein Interrupt ein Signal an den Prozessor, das von der Hardware oder Software ausgegeben wird und ein Ereignis anzeigt, das sofortige Aufmerksamkeit erfordert. Eine Unterbrechung macht den Prozessor auf einen Zustand mit hoher Priorität aufmerksam, der eine Unterbrechung des gerade ausgeführten Codes erfordert. Der Prozessor reagiert darauf, indem er seine aktuellen Aktivitäten unterbricht, seinen Status speichert und eine Funktion namens Interrupt-Handler ausführt, um das Ereignis zu bearbeiten. Diese Unterbrechung ist vorübergehend, und nach Beendigung des Interrupt-Handlers nimmt der Prozessor seine normalen Aktivitäten wieder auf.

Was bedeutet Unterbrechung?

Ein Interrupt ist ein Signal an den Prozessor, das anzeigt, dass ein Ereignis eingetreten ist, das sofortige Aufmerksamkeit erfordert.

Was ist ein Interrupt in einfachen Worten?

Eine Unterbrechung ist ein Signal, das dem Computer sagt, dass er aufhören soll zu arbeiten und etwas anderes tun soll.

Welche 2 Arten von Unterbrechungen gibt es?

Es gibt zwei Arten von Unterbrechungen: Hardware-Unterbrechungen und Software-Unterbrechungen.

Hardware-Interrupts werden von Hardware-Geräten erzeugt, z. B. dem System-Timer oder einer Tastatureingabe. Software-Interrupts werden durch Software erzeugt, z. B. durch einen Systemaufruf oder eine Ausnahme.

Warum werden Unterbrechungen verwendet?

Unterbrechungen werden in der Computerprogrammierung verwendet, um dem Betriebssystem eine Möglichkeit zu geben, mit laufenden Programmen zu interagieren. Wenn eine Unterbrechung auftritt, wird das Programm unterbrochen und das Betriebssystem übernimmt die Kontrolle. Auf diese Weise kann das Betriebssystem wichtige Aufgaben erledigen, z. B. die Speicherverwaltung oder die Verarbeitung von Eingabe-/Ausgabeanforderungen.