Što su prekidi sustava?

Iako neka računala, kao što je ono koje pokreće vašu pećnicu za toster, obavljaju jedan po jedan zadatak, stolna računala, pametni telefoni i mainframe imaju nekoliko procesa koji rade istovremeno. Računalo upravlja ovim putem prekida sustava, mehanizma pomoću kojeg jedan program privremeno dobiva prioritet nad drugima. Središnja procesorska jedinica dopušta različite vrste prekida na temelju unaprijed određene hijerarhije zadataka.

Moderno računalo, pametni telefon ili poslužitelj drži nekoliko programa u memoriji, iako CPU u svakom trenutku radi samo nekoliko programa; većina je besposlena. Programi uključuju aplikacije kao što su vaš program za obradu teksta, proračunske tablice i e-pošta, uslužne funkcije kao što su monitore memorije i ispisne spoolere, te programe koji upravljaju mrežnom karticom, tipkovnicom i tipkovnicom vašeg računala zvučnike. Kada je važnom programu potrebna usluga, on izdaje prekid CPU-u, koji zaustavlja drugi rad u tijeku kako bi se pobrinuo za hitni zadatak. CPU servisira prekid samo ako ima prioritet nad drugim zadacima.

Tvrdi diskovi, mrežne kartice, pisači i drugi uređaji uzrokuju hardverske prekide kako bi privukli pozornost CPU-a. Na primjer, program zahtijeva podatke s tvrdog diska; iako ovaj zadatak traje oko 10 milisekundi, ovo je dugo za CPU, koji u međuvremenu obavlja druge poslove. Kada tvrdi disk pronađe podatke, izdaje hardverski prekid, govoreći CPU-u da privremeno zaustavi ono što radi i dostavi podatke programu koji je zatražio.

Programi izdaju softverske prekide za obradu posebnih zahtjeva kroz operacijski sustav računala. Na primjer, u svom procesoru teksta želite zalijepiti datum u naslov stranice. Procesor teksta izdaje softverski prekid, tražeći datum od Microsoft Windowsa. Procesor teksta kratko čeka dok Windows dohvaća datum iz kalendara sustava. Kada je datum spreman, Windows vraća kontrolu procesoru teksta. Softverski prekidi imaju relativno nizak prioritet. ako, tijekom dobivanja datuma, CPU dobije zahtjev od tvrdog diska, CPU prvo servisira prekid tvrdog diska, a zatim završava dohvaćanje datuma.

Operativni sustav rezervira nekoliko prekida vrlo visokog prioriteta za hitne slučajeve. Na primjer, podaci programa postaju oštećeni, što dovodi do njegovog rušenja. Operativni sustav izdaje CPU zamku koja zaustavlja program i prikazuje poruku upozorenja na zaslonu, obavještavajući vas što se dogodilo. U ekstremnijim slučajevima, sam operativni sustav razvija ozbiljan problem. Izdaje još jednu CPU zamku koja prikazuje dijagnostičku poruku i zaustavlja svu obradu.