O que são interrupções do sistema?

Embora alguns computadores, como o que opera sua torradeira, executem uma tarefa por vez, os desktops, smartphones e mainframes têm vários processos funcionando simultaneamente. O computador gerencia isso por meio de interrupções do sistema, um mecanismo pelo qual um programa temporariamente obtém prioridade sobre os outros. A unidade de processamento central permite vários tipos de interrupções com base em uma hierarquia de tarefas predeterminada.

Um PC, smartphone ou servidor moderno mantém vários programas na memória, embora a CPU execute apenas um punhado em um determinado momento; a maioria está ociosa. Os programas incluem aplicativos como processador de texto, planilha e e-mail, funções utilitárias como monitores de memória e spoolers de impressão, e os programas que gerenciam a placa de rede do seu computador, teclado e caixas de som. Quando um programa importante precisa de serviço, ele emite uma interrupção para a CPU, que interrompe outro trabalho em andamento para cuidar da tarefa urgente. A CPU atende a interrupção apenas se ela tiver prioridade sobre outras tarefas.

Discos rígidos, placas de rede, impressoras e outros dispositivos interrompem o hardware para chamar a atenção da CPU. Por exemplo, um programa solicita dados do disco rígido; embora essa tarefa leve cerca de 10 milissegundos, é um longo tempo para a CPU, que realiza outro trabalho durante o intervalo. Quando o disco rígido encontra os dados, ele emite uma interrupção de hardware, dizendo à CPU para parar o que está fazendo temporariamente e entregar os dados ao programa solicitante.

Os programas emitem interrupções de software para lidar com solicitações especiais por meio do sistema operacional do computador. Por exemplo, em seu processador de texto, você deseja colar a data em um título de página. O processador de texto emite uma interrupção de software, solicitando a data do Microsoft Windows. O processador de texto espera brevemente enquanto o Windows recupera a data do calendário do sistema. Quando a data está pronta, o Windows retorna o controle para o processador de texto. As interrupções de software têm uma prioridade relativamente baixa. se, ao obter a data, a CPU obtiver uma solicitação do disco rígido, a CPU atende à interrupção do disco rígido primeiro e, a seguir, termina de recuperar a data.

O sistema operacional reserva várias interrupções de alta prioridade para emergências. Por exemplo, os dados de um programa são corrompidos, causando o travamento. O sistema operacional emite um trap da CPU que interrompe o programa e exibe uma mensagem de aviso na tela, informando o que aconteceu. Em casos mais extremos, o próprio sistema operacional desenvolve um problema grave. Ele emite outro trap da CPU que exibe uma mensagem de diagnóstico e interrompe todo o processamento.