Kaj so sistemske prekinitve?

Čeprav nekateri računalniki, na primer tisti, ki poganja vaš toaster, opravljajo eno nalogo naenkrat, imajo namizni računalniki, pametni telefoni in veliki računalniki več procesov, ki delujejo hkrati. Računalnik to upravlja s sistemskimi prekinitvami, mehanizmom, s katerim en program začasno dobi prednost pred drugimi. Centralna procesna enota omogoča različne vrste prekinitev na podlagi vnaprej določene hierarhije opravil.

Sodoben osebni računalnik, pametni telefon ali strežnik hrani več programov v pomnilniku, čeprav CPE v danem trenutku izvaja le nekaj programov; večina miruje. Programi vključujejo aplikacije, kot so urejevalnik besedil, preglednica in e-pošta, uporabne funkcije, kot je npr pomnilniške monitorje in tiskalnike v ozadju ter programe, ki upravljajo omrežno kartico, tipkovnico in zvočniki. Ko pomemben program potrebuje servis, izda prekinitev CPE, ki ustavi drugo delo v teku, da poskrbi za nujno nalogo. CPU servisira prekinitev le, če ima prednost pred drugimi nalogami.

Trdi diski, omrežne kartice, tiskalniki in druge naprave povzročajo prekinitve strojne opreme, da pritegnejo pozornost CPE. Program na primer zahteva podatke s trdega diska; čeprav ta naloga traja približno 10 milisekund, je to dolgo časa za CPU, ki v vmesnem času opravlja drugo delo. Ko trdi disk najde podatke, izda prekinitev strojne opreme, ki CPE-ju pove, naj začasno ustavi svoje početje in dostavi podatke zahtevanemu programu.

Programi izdajajo programske prekinitve za obdelavo posebnih zahtev prek operacijskega sistema računalnika. V urejevalniku besedil želite na primer prilepiti datum v naslov strani. Urejevalnik besedil izda programsko prekinitev, ki zahteva datum od Microsoft Windows. Urejevalnik besedil na kratko počaka, ko Windows pridobi datum iz sistemskega koledarja. Ko je datum pripravljen, Windows vrne nadzor urejevalniku besedil. Programske prekinitve imajo relativno nizko prioriteto. če med prejemanjem datuma CPE prejme zahtevo s trdega diska, CPE najprej servisira prekinitev trdega diska, nato pa konča pridobivanje datuma.

Operacijski sistem rezervira več prekinitev z zelo visoko prioriteto za nujne primere. Podatki programa se na primer poškodujejo, kar povzroči zrušitev. Operacijski sistem izda CPE past, ki ustavi program in na zaslonu prikaže opozorilno sporočilo, ki vas obvesti, kaj se je zgodilo. V bolj skrajnih primerih se sam operacijski sistem pojavi resno težavo. Izda drugo past CPE, ki prikaže diagnostično sporočilo in ustavi vso obdelavo.