Software-Interrupts sind eine Art von Unterbrechung, die auftritt, wenn ein Softwareprogramm einen Dienst vom Betriebssystem anfordert. Diese Art von Unterbrechung wird durch das Programm selbst und nicht durch ein Hardware-Gerät ausgelöst. Sie werden verwendet, um dem Betriebssystem mitzuteilen, dass eine bestimmte Aufgabe erledigt werden muss.
Software-Interrupts sind nützlich für Multitasking und ermöglichen es Programmen, mit dem Betriebssystem zu kommunizieren, ohne dass Hardware-Interrupts erforderlich sind. Außerdem bieten sie dem Betriebssystem eine Möglichkeit, die Planung von Aufgaben zu kontrollieren und Systemaufrufe durchzuführen.
Es gibt zwei Hauptarten von Software-Unterbrechungen: Hardware-Unterbrechungen und Software-Unterbrechungen. Hardware-Interrupts werden durch physische Komponenten wie eine Maus oder eine Tastatur ausgelöst, während Software-Interrupts durch Softwareprogramme ausgelöst werden.
Software-Interrupts funktionieren, indem sie eine Anfrage an das Betriebssystem senden. Das Betriebssystem verarbeitet dann die Anfrage und führt die erforderliche Aufgabe aus. Sobald die Aufgabe abgeschlossen ist, sendet das Programm ein Signal an das Betriebssystem, um ihm mitzuteilen, dass die Aufgabe abgeschlossen ist.
Beispiele für Software-Unterbrechungen sind Systemaufrufe, Kontextwechsel und Geräteanforderungen. Systemaufrufe werden verwendet, um Dienste des Betriebssystems anzufordern, z. B. das Erstellen einer Datei oder das Öffnen eines Sockets. Kontextwechsel ermöglichen es Programmen, zwischen verschiedenen Aufgaben zu wechseln. Geräteanforderungen schließlich werden verwendet, um den Zugriff auf ein Gerät, z. B. einen Drucker oder Scanner, anzufordern.
Software-Interrupts bieten mehrere Vorteile. Sie ermöglichen es Programmen, mit dem Betriebssystem zu kommunizieren, ohne dass Hardware-Interrupts erforderlich sind. Außerdem können sie zur Planung von Aufgaben und zur Ausführung von Systemaufrufen verwendet werden. Außerdem sind sie für Multitasking nützlich, da sie die gleichzeitige Ausführung mehrerer Programme ermöglichen.
Software-Interrupts können zu Leistungsproblemen führen, wenn sie nicht richtig eingesetzt werden. Wenn ein Programm zum Beispiel zu viele Interrupts sendet, kann es das gesamte System verlangsamen. Wenn ein Programm zu wenige Interrupts sendet, kann es außerdem zu Verzögerungen bei der Ausführung von Aufgaben kommen.
Software-Interrupts werden in vielen verschiedenen Anwendungen verwendet, z. B. in Betriebssystemen, Multimedia-Anwendungen und Netzwerkanwendungen. Sie werden auch in eingebetteten Systemen, wie Mobiltelefonen und Tablets, verwendet.
Um sicherzustellen, dass Software-Interrupts effizient genutzt werden, sollten Entwickler die verschiedenen Arten von Interrupts kennen und sie entsprechend einsetzen. Darüber hinaus sollten sie sich auch der Leistungsprobleme bewusst sein, die durch die Verwendung von zu vielen oder zu wenigen Interrupts entstehen können.
Die obigen Themen bieten einen Überblick über Software-Interrupts und ihre verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten. Wenn Entwickler verstehen, wie Software-Interrupts funktionieren, können sie ihre Programme so optimieren, dass die Interrupts effizient genutzt werden.
Es gibt vier Haupttypen von Unterbrechungen:
1. interne Unterbrechungen: Diese Unterbrechungen werden innerhalb der CPU erzeugt und können z. B. durch die Ausführung einer Anweisung oder das Auslösen einer Ausnahme verursacht werden.
2. Externe Interrupts: Diese Interrupts werden von externen Geräten erzeugt und können z. B. durch eine Tastatureingabe oder das Erreichen des Ablaufs eines Timers ausgelöst werden.
3. Hardware-Interrupts: Diese Interrupts werden von Hardware-Geräten erzeugt und können z. B. durch einen Hardware-Gerätefehler oder einen Paritätsfehler ausgelöst werden.
4. Software-Interrupts: Diese Interrupts werden von der Software erzeugt und können z. B. durch eine E/A-Anforderung oder einen Systemaufruf ausgelöst werden.
Es gibt vier grundlegende Interrupt-Terminologien:
1. maskierbare Interrupts: Dies sind Hardware-Interrupts, die vom Prozessor maskiert (deaktiviert) werden können. Sie werden normalerweise für zeitkritische Aufgaben verwendet, die nicht unterbrochen werden können.
2. Nicht maskierbare Interrupts: Hierbei handelt es sich um Hardware-Interrupts, die vom Prozessor nicht maskiert werden können. Sie werden in der Regel für kritische Aufgaben verwendet, die nicht unterbrochen werden dürfen.
3. Software-Interrupts: Dies sind Interrupts, die durch Software erzeugt werden, typischerweise durch einen Systemaufruf oder eine Ausnahme. Sie werden für Aufgaben verwendet, die unterbrechbar sein müssen, aber nicht zeitkritisch sind.
4. ungewollte Unterbrechungen: Dies sind Unterbrechungen, die nicht durch ein bestimmtes Ereignis verursacht werden. Sie können durch Hardware oder Software verursacht werden und werden normalerweise vom Prozessor ignoriert.
Ein Systeminterrupt ist ein Signal, das an den Prozessor gesendet wird, um anzuzeigen, dass ein Systemereignis eingetreten ist. Der Prozessor reagiert daraufhin, indem er seine aktuelle Aktivität unterbricht und eine spezielle Routine ausführt, die als Interrupt-Handler bekannt ist. Übliche Beispiele für Systemunterbrechungen sind Hardware-Unterbrechungen (die von Geräten wie Tastaturen und Druckern erzeugt werden) und Software-Unterbrechungen (die durch Ereignisse wie Systemaufrufe erzeugt werden).
Eine Softwarefalle ist ein softwarebasierter Mechanismus, der dazu dient, unbefugten Zugriff auf Computersysteme zu erkennen und aufzuzeichnen. Sie funktioniert, indem ein spezieller Code in das System eingefügt wird, der dazu dient, unberechtigte Zugriffsversuche auf das System zu erkennen und aufzuzeichnen. Wenn ein unbefugter Zugriff festgestellt wird, erstellt die Softwarefalle einen Bericht, der Informationen über den versuchten Zugriff enthält, z. B. Uhrzeit, Datum und Ort des Versuchs. Diese Informationen können dann zur Ermittlung und Verfolgung der für den unbefugten Zugriff verantwortlichen Person verwendet werden.