Unterbrechungen sind Signale, die von internen oder externen Geräten an einen Prozessor gesendet werden und anzeigen, dass sie sofortige Aufmerksamkeit erfordern. Wenn eine Unterbrechung ausgelöst wird, unterbricht der Prozessor seine aktuelle Tätigkeit, speichert den Zustand der Maschine und führt einen speziellen Interrupt-Handler aus, um das Ereignis zu bearbeiten.
Unterbrechungen können in zwei Haupttypen unterteilt werden: Hardware-Unterbrechungen und Software-Unterbrechungen. Hardware-Interrupts werden durch physikalische Signale ausgelöst, die von externen Geräten gesendet werden, während Software-Interrupts durch Software-Anforderungen ausgelöst werden.
Jedem Interrupt wird eine Prioritätsstufe zugewiesen, die die Reihenfolge bestimmt, in der der Prozessor ihn bearbeitet. Unterbrechungen mit höherer Priorität werden zuerst bearbeitet, während Unterbrechungen mit niedrigerer Priorität verzögert oder ignoriert werden können.
Der Prozessor beginnt mit einer Unterbrechungsbehandlungssequenz, sobald er die Quelle einer Unterbrechung identifiziert hat. Diese Sequenz umfasst in der Regel die Deaktivierung von Interrupts aus allen anderen Quellen, die Speicherung des Prozessorzustands, den Sprung zu einem Interrupt-Handler und die Wiederherstellung des Prozessorzustands nach Ausführung des Handlers.
Ein Prozessor kann auch Unterbrechungsmaskierung verwenden, um bestimmte Arten von Unterbrechungen von der Verarbeitung auszuschließen. Dazu wird ein spezielles Register auf einen Wert gesetzt, der Unterbrechungen von bestimmten Quellen blockiert.
Die Unterbrechungslatenz ist die Zeit, die der Prozessor benötigt, um auf eine Unterbrechung zu reagieren. Längere Unterbrechungslatenzzeiten können sich negativ auf die Systemleistung auswirken.
Eine Interrupt-Service-Routine (ISR) ist eine spezielle Funktion, die ausgeführt wird, wenn eine Unterbrechung ausgelöst wird. Eine ISR führt in der Regel eine Aktion aus, z. B. das Lesen von Daten aus einem Gerät oder die Durchführung einer E/A-Operation.
Unterbrechungs-Controller sind spezielle Hardware-Geräte, die für die Verwaltung von Unterbrechungen in einem System verwendet werden. Sie sind dafür verantwortlich, die entsprechenden Signale an den Prozessor zu senden, wenn ein Interrupt ausgelöst wird.
Unterbrechungen sind ein wichtiger Bestandteil eines jeden Systems, und das Verständnis ihrer Funktionsweise ist für die Gewährleistung einer optimalen Systemleistung unerlässlich. Wenn Sie die verschiedenen Arten von Unterbrechungen, ihre Prioritätsstufen und ihre Verwaltung verstehen, können Sie sicherstellen, dass Ihr System so effizient wie möglich arbeitet.
Ein Interrupt ist ein Signal, das dem Betriebssystem anzeigt, dass ein Ereignis eingetreten ist, das sofortige Aufmerksamkeit erfordert.
Eine Unterbrechung ist eine Art Computersignal, das dazu verwendet werden kann, einen laufenden Prozess anzuhalten, um die Ausführung eines anderen Prozesses zu ermöglichen. Interrupts können von Hardware-Geräten, wie z. B. einer Tastatur oder Maus, oder von Software, wie z. B. einem laufenden Programm, erzeugt werden.
Eine Unterbrechung ist ein Signal, das dem Prozessor sagt, dass er seine Arbeit unterbrechen und etwas anderes tun soll. Wenn eine Unterbrechung auftritt, speichert der Prozessor den aktuellen Zustand des Programms und beginnt mit der Ausführung eines speziellen Codes, des so genannten Interrupt-Handlers. Der Interrupt-Handler kann tun, was immer er will, aber in der Regel ruft er eine Funktion auf, die mit der Unterbrechung zusammenhängt. Wenn zum Beispiel eine Tastaturunterbrechung auftritt, könnte der Interrupt-Handler eine Funktion aufrufen, um Daten von der Tastatur zu lesen.
Es gibt zwei Arten von Unterbrechungen: Hardware-Unterbrechungen und Software-Unterbrechungen.
Hardware-Interrupts werden durch physische Geräte wie eine Tastatur oder eine Maus verursacht und von der Hardware des Computers verarbeitet. Software-Unterbrechungen werden durch Software verursacht, z. B. durch ein Programm oder ein Betriebssystem, und werden von der Software des Computers verarbeitet.
Unterbrechungen werden für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, darunter:
* Um dem Betriebssystem zu signalisieren, dass ein Ereignis eingetreten ist, das Aufmerksamkeit erfordert
* Um dem Prozessor zu signalisieren, dass ein Befehl abgeschlossen ist
* Um einem Gerät zu signalisieren, dass es bereit ist, Daten anzunehmen oder zu übertragen
* Um den Prozessor anzuhalten, um spezielle Operationen zu ermöglichen