Τι είναι οι διακοπές συστήματος;

Αν και ορισμένοι υπολογιστές, όπως αυτός που λειτουργεί το φούρνο της τοστιέρας σας, εκτελούν μία εργασία τη φορά, οι επιτραπέζιοι υπολογιστές, τα smartphone και τα mainframes έχουν πολλές διαδικασίες που λειτουργούν ταυτόχρονα. Ο υπολογιστής το διαχειρίζεται αυτό μέσω διακοπών συστήματος, ενός μηχανισμού με τον οποίο ένα πρόγραμμα παίρνει προσωρινά προτεραιότητα έναντι άλλων. Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας επιτρέπει διάφορα είδη διακοπών με βάση μια προκαθορισμένη ιεραρχία εργασιών.

Ένας σύγχρονος υπολογιστής, smartphone ή διακομιστής διαθέτει πολλά προγράμματα στη μνήμη, αν και η CPU εκτελεί μόνο μια χούφτα ανά πάσα στιγμή. οι περισσότεροι είναι αδρανείς. Τα προγράμματα περιλαμβάνουν εφαρμογές όπως ο επεξεργαστής κειμένου, υπολογιστικό φύλλο και email, βοηθητικές λειτουργίες όπως π.χ οθόνες μνήμης και ουρά εκτύπωσης, καθώς και τα προγράμματα που διαχειρίζονται την κάρτα δικτύου του υπολογιστή σας, το πληκτρολόγιο και Ηχεία. Όταν ένα σημαντικό πρόγραμμα χρειάζεται σέρβις, εκδίδει μια διακοπή στην CPU, η οποία διακόπτει άλλες εργασίες σε εξέλιξη για να αναλάβει την πιεστική εργασία. Η CPU εξυπηρετεί τη διακοπή μόνο εάν έχει προτεραιότητα έναντι άλλων εργασιών.

Οι σκληροί δίσκοι, οι κάρτες δικτύου, οι εκτυπωτές και άλλες συσκευές εκδίδουν διακοπές υλικού για να τραβήξουν την προσοχή της CPU. Για παράδειγμα, ένα πρόγραμμα ζητά δεδομένα από τον σκληρό δίσκο. αν και αυτή η εργασία διαρκεί περίπου 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου, αυτό είναι μεγάλο χρονικό διάστημα για την CPU, η οποία εκτελεί άλλες εργασίες κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης. Όταν ο σκληρός δίσκος βρει τα δεδομένα, εκδίδει μια διακοπή υλικού, λέγοντας στην CPU να σταματήσει προσωρινά αυτό που κάνει και να παραδώσει τα δεδομένα στο πρόγραμμα που ζητά.

Τα προγράμματα εκδίδουν διακοπές λογισμικού για τη διαχείριση ειδικών αιτημάτων μέσω του λειτουργικού συστήματος του υπολογιστή. Για παράδειγμα, στον επεξεργαστή κειμένου σας, θέλετε να επικολλήσετε την ημερομηνία σε μια επικεφαλίδα σελίδας. Ο επεξεργαστής κειμένου εκδίδει μια διακοπή λογισμικού, ζητώντας την ημερομηνία από τα Microsoft Windows. Ο επεξεργαστής κειμένου περιμένει για λίγο καθώς τα Windows ανακτούν την ημερομηνία από το ημερολόγιο συστήματος. Όταν η ημερομηνία είναι έτοιμη, τα Windows επιστρέφουν τον έλεγχο στον επεξεργαστή κειμένου. Οι διακοπές λογισμικού έχουν σχετικά χαμηλή προτεραιότητα. εάν, κατά τη λήψη της ημερομηνίας, η CPU λάβει ένα αίτημα από τον σκληρό δίσκο, η CPU εξυπηρετεί τη διακοπή του σκληρού δίσκου πρώτα και, στη συνέχεια, ολοκληρώσει την ανάκτηση της ημερομηνίας.

Το λειτουργικό σύστημα διατηρεί πολλές διακοπές υψηλής προτεραιότητας για έκτακτες ανάγκες. Για παράδειγμα, τα δεδομένα ενός προγράμματος καταστρέφονται, προκαλώντας τη διακοπή λειτουργίας του. Το λειτουργικό σύστημα εκδίδει μια παγίδα CPU η οποία σταματά το πρόγραμμα και εμφανίζει ένα προειδοποιητικό μήνυμα στην οθόνη, ενημερώνοντάς σας τι συνέβη. Σε πιο ακραίες περιπτώσεις, το ίδιο το λειτουργικό σύστημα αναπτύσσει ένα σοβαρό πρόβλημα. Εκδίδει μια άλλη παγίδα CPU που εμφανίζει ένα διαγνωστικό μήνυμα και σταματά κάθε επεξεργασία.