Kas ir sistēmas pārtraukumi?

Lai gan daži datori, piemēram, tie, kuros darbojas jūsu tostera krāsns, veic vienu uzdevumu vienlaikus, galddatoros, viedtālruņos un lieldatoros vienlaikus darbojas vairāki procesi. Dators to pārvalda, izmantojot sistēmas pārtraukumus — mehānismu, ar kuru viena programma īslaicīgi iegūst prioritāti pār citām. Centrālā procesora bloks pieļauj dažāda veida pārtraukumus, pamatojoties uz iepriekš noteiktu uzdevumu hierarhiju.

Mūsdienīga datora, viedtālruņa vai servera atmiņā ir vairākas programmas, lai gan centrālais procesors jebkurā brīdī darbojas tikai nedaudz; lielākā daļa ir dīkstāvē. Programmas ietver tādas lietojumprogrammas kā tekstapstrādes programma, izklājlapa un e-pasts, utilīta funkcijas, piemēram, atmiņas monitorus un drukas spolētājus, kā arī programmas, kas pārvalda datora tīkla karti, tastatūru un skaļruņi. Kad svarīgai programmai ir nepieciešams serviss, tā izdod CPU pārtraukumu, kas aptur citu darbu, kas notiek, lai veiktu steidzamo uzdevumu. CPU apkalpo pārtraukumu tikai tad, ja tam ir prioritāte pār citiem uzdevumiem.

Cietie diski, tīkla kartes, printeri un citas ierīces izdod aparatūras pārtraukumus, lai pievērstu CPU uzmanību. Piemēram, programma pieprasa datus no cietā diska; lai gan šis uzdevums aizņem apmēram 10 milisekundes, tas ir ilgs laiks CPU, kas starpposmā veic citus darbus. Kad cietais disks atrod datus, tas izdod aparatūras pārtraukumu, liekot centrālajam procesoram īslaicīgi pārtraukt darbību un piegādāt datus pieprasītājai programmai.

Programmas izdod programmatūras pārtraukumus, lai apstrādātu īpašus pieprasījumus, izmantojot datora operētājsistēmu. Piemēram, tekstapstrādes programmā datumu vēlaties ielīmēt lapas virsrakstā. Teksta procesors izdod programmatūras pārtraukumu, pieprasot datumu no Microsoft Windows. Vārdu procesors īsi nogaida, līdz sistēma Windows izgūst datumu no sistēmas kalendāra. Kad datums ir gatavs, sistēma Windows atgriež kontroli tekstapstrādes programmai. Programmatūras pārtraukumiem ir salīdzinoši zema prioritāte. ja datuma iegūšanas laikā centrālais procesors saņem pieprasījumu no cietā diska, centrālais procesors vispirms apkalpo cieto disku un pēc tam pabeidz datuma izgūšanu.

Operētājsistēma rezervē vairākus ļoti augstas prioritātes pārtraukumus ārkārtas situācijām. Piemēram, programmas dati tiek bojāti, izraisot tās avāriju. Operētājsistēma izdod CPU slazdu, kas aptur programmu un parāda brīdinājuma ziņojumu ekrānā, informējot par notikušo. Ārkārtējos gadījumos pati operētājsistēma rada nopietnas problēmas. Tas izdod citu CPU slazdu, kas parāda diagnostikas ziņojumu un aptur visu apstrādi.