מהן הפרעות במערכת?

למרות שמחשבים מסוימים, כמו זה שמפעיל את הטוסטר אובן שלך, מבצעים משימה אחת בכל פעם, למחשבים שולחניים, סמארטפונים ומיינפריים יש מספר תהליכים שפועלים בו זמנית. המחשב מנהל זאת באמצעות פסיקות מערכת, מנגנון שבאמצעותו תוכנה אחת מקבלת עדיפות על פני אחרים באופן זמני. יחידת העיבוד המרכזית מאפשרת סוגים שונים של פסיקות בהתבסס על היררכיית משימות קבועה מראש.

מחשב, סמארטפון או שרת מודרניים מכילים מספר תוכניות בזיכרון, למרות שה-CPU פועל רק קומץ בכל רגע נתון; רובם בטלים. תוכניות כוללות יישומים כגון מעבד התמלילים שלך, גיליון אלקטרוני ודוא"ל, פונקציות שירות כגון צגי זיכרון וספולרים להדפסה, והתוכניות המנהלות את כרטיס הרשת, המקלדת והמקלדת של המחשב שלך רמקולים. כאשר תוכנית חשובה זקוקה לשירות, היא מוציאה פסיקה למעבד, שעוצרת עבודה אחרת בתהליך כדי לטפל במשימה הלוחצת. המעבד משרת את ההפרעה רק אם יש לו עדיפות על פני משימות אחרות.

כוננים קשיחים, כרטיסי רשת, מדפסות והתקנים אחרים מנפיקים הפרעות חומרה כדי למשוך את תשומת הלב של המעבד. לדוגמה, תוכנית מבקשת נתונים מהכונן הקשיח; למרות שמשימה זו נמשכת בערך 10 מילישניות, זהו זמן רב למעבד, אשר מבצע עבודה אחרת במהלך הביניים. כאשר הכונן הקשיח מוצא את הנתונים, הוא מוציא הפרעת חומרה, ואומר למעבד להפסיק את מה שהוא עושה באופן זמני ולמסור את הנתונים לתוכנית המבקשת.

תוכניות מנפיקות פסיקות לתוכנה לטיפול בבקשות מיוחדות דרך מערכת ההפעלה של המחשב. לדוגמה, במעבד התמלילים שלך, אתה רוצה להדביק את התאריך בכותרת של עמוד. מעבד התמלילים מוציא הפרעה בתוכנה, המבקש את התאריך מ-Microsoft Windows. מעבד התמלילים ממתין לזמן קצר בזמן ש-Windows מאחזר את התאריך מלוח השנה של המערכת. כאשר התאריך מוכן, Windows מחזיר את השליטה למעבד התמלילים. לפסיקות תוכנה יש עדיפות נמוכה יחסית. אם, תוך כדי קבלת התאריך, ה-CPU מקבל בקשה מהכונן הקשיח, ה-CPU משרת תחילה את הכונן הקשיח, ולאחר מכן מסיים לאחזר את התאריך.

מערכת ההפעלה שומרת לעצמה מספר פסיקות בעדיפות גבוהה מאוד למקרי חירום. לדוגמה, הנתונים של תוכנית מושחתים, מה שגורם לה לקרוס. מערכת ההפעלה מנפיקה מלכודת CPU שעוצרת את התוכנית ומציגה הודעת אזהרה על המסך, המודיעה לך מה קרה. במקרים קיצוניים יותר, מערכת ההפעלה עצמה מפתחת בעיה חמורה. הוא מנפיק מלכודת CPU נוספת שמציגה הודעת אבחון ומפסיקה את כל העיבוד.