Unterbrechungen erforschen

Definition von Unterbrechungen

Eine Unterbrechung ist ein asynchrones Signal oder Ereignis, das einen Prozessor veranlassen kann, das aktuelle Programm oder den aktuellen Ausführungsstrang zu unterbrechen und die Kontrolle an ein spezielles Programm oder eine Routine, den so genannten Interrupt-Handler, zu übertragen. Eine Unterbrechung kann entweder durch Hardware oder Software verursacht werden.

Arten von Interrupts

Interrupts können in zwei Kategorien unterteilt werden: Hardware-Interrupts und Software-Interrupts. Hardware-Interrupts werden durch physische Geräte, wie z. B. eine Tastatur oder eine Maus, ausgelöst und normalerweise über eine Standleitung an den Prozessor gesendet. Software-Interrupts werden durch Software-Befehle ausgelöst, z. B. einen Befehl zum Drucken oder zum Zugriff auf ein Peripheriegerät.

Unterbrechungsprioritäten

Unterbrechungen können nach ihren Prioritätsstufen klassifiziert werden. Interrupts mit höherer Priorität haben Vorrang vor Interrupts mit niedrigerer Priorität, was bedeutet, dass der Prozessor den Interrupt mit der höheren Priorität zuerst bearbeitet. Dies ist vorteilhaft, weil es sicherstellt, dass wichtige Aufgaben rechtzeitig erledigt werden.

Interrupt-Service-Routinen

Der Interrupt-Handler wird auch als Interrupt-Service-Routine (ISR) bezeichnet. ISRs werden in der Regel in Assemblersprache geschrieben und sind für die Verarbeitung der Unterbrechung zuständig. Nach der Bearbeitung der Unterbrechung versetzt die ISR den Prozessor in den vorherigen Zustand zurück, so dass das Programm weiter ausgeführt werden kann.

Unterbrechungslatenz

Die Unterbrechungslatenz ist die Zeit, die für die Bearbeitung einer Unterbrechung benötigt wird. Eine niedrige Unterbrechungslatenz ist wichtig für Programme, die schnelle Reaktionszeiten benötigen, wie z. B. Echtzeitanwendungen.

Interrupt-Vektortabellen

Eine Interrupt-Vektortabelle ist eine Liste aller Interrupts, die ein Prozessor verarbeiten kann. Wenn eine Unterbrechung ausgelöst wird, sucht der Prozessor in der Unterbrechungsvektortabelle nach der Adresse des ISR und springt dann zu dieser Adresse.

Unterbrechungsmaskierung

Die Unterbrechungsmaskierung ist eine Technik, mit der Unterbrechungen vorübergehend ausgeschaltet werden können. Dies kann nützlich sein, wenn ein Programm sicher sein muss, dass es von nichts anderem unterbrochen werden kann, z. B. wenn es auf kritische Datenstrukturen zugreift.

Unterbrechungs-Controller

Unterbrechungs-Controller sind Hardware-Geräte, die Unterbrechungen verwalten. Sie sind dafür verantwortlich, Unterbrechungen von externen Geräten zu empfangen, ihnen Priorität einzuräumen und sie dann an den Prozessor zu senden.

Unterbrechungsverkettung

Die Unterbrechungsverkettung ist eine Technik, mit der mehrere Unterbrechungen zu einer einzigen Unterbrechung zusammengefasst werden. Dies kann in Situationen nützlich sein, in denen mehrere Geräte gleichzeitig bedient werden müssen, wie z. B. in einer zeitkritischen Anwendung.

FAQ
Was bedeutet Interrupt im Betriebssystem?

In der Informatik ist ein Interrupt ein asynchrones Signal von einem Computer-Hardwaregerät, das dem Prozessor anzeigt, dass er eine Aufgabe ausführen muss. Eine Unterbrechung kann durch Hardware oder Software erzeugt werden und wird verwendet, um ein synchrones Ereignis für die Verarbeitung bereitzustellen.

Was bedeutet Unterbrechung?

Eine Unterbrechung ist ein Ereignis, das die sofortige Aufmerksamkeit des Prozessors erfordert. Es wird durch Hardware oder Software ausgelöst und veranlasst den Prozessor, seine aktuelle Aktivität zu unterbrechen und sofort mit der Ausführung eines speziellen Satzes von Anweisungen zu beginnen, die als Interrupt-Handler bekannt sind. Unterbrechungen werden verwendet, um dem Prozessor zu signalisieren, dass etwas Wichtiges passiert ist und dass er etwas unternehmen muss.

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. von einer Tastatur oder Maus. Sie werden normalerweise vom Betriebssystem behandelt, das dann die Kontrolle an den entsprechenden Software-Handler weitergibt.

Software-Interrupts werden durch Software erzeugt, z. B. durch einen Systemaufruf oder eine Ausnahme. Sie werden in der Regel von der Software selbst gehandhabt.

Warum werden Unterbrechungen verwendet?

Unterbrechungen werden in der Computerprogrammierung verwendet, um dem Betriebssystem eine Möglichkeit zu geben, mit einem laufenden Programm zu kommunizieren. Wenn ein Interrupt auftritt, wird das Programm angehalten und das Betriebssystem übernimmt die Kontrolle. Das Betriebssystem entscheidet dann je nach Art der Unterbrechung, was als nächstes zu tun ist.