อะไรคือการขัดจังหวะของระบบ?

แม้ว่าคอมพิวเตอร์บางเครื่อง เช่น คอมพิวเตอร์ที่ใช้เตาอบเครื่องปิ้งขนมปัง จะทำงานทีละอย่าง แต่พีซีเดสก์ท็อป สมาร์ทโฟน และเมนเฟรมมีหลายกระบวนการที่ทำงานพร้อมกัน คอมพิวเตอร์จัดการสิ่งนี้ผ่านการขัดจังหวะของระบบ ซึ่งเป็นกลไกที่โปรแกรมหนึ่งได้รับความสำคัญเหนือโปรแกรมอื่นชั่วคราว หน่วยประมวลผลกลางอนุญาตให้มีการอินเตอร์รัปต์ประเภทต่างๆ ตามลำดับชั้นของงานที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

พีซี สมาร์ทโฟน หรือเซิร์ฟเวอร์สมัยใหม่มีโปรแกรมหลายโปรแกรมอยู่ในหน่วยความจำ แม้ว่า CPU จะทำงานเพียงเล็กน้อยในช่วงเวลาใดก็ตาม ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้งาน โปรแกรมรวมถึงแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น โปรแกรมประมวลผลคำ สเปรดชีตและอีเมล ฟังก์ชันยูทิลิตี้ เช่น ตรวจสอบหน่วยความจำและตัวจัดคิวงานพิมพ์ และโปรแกรมที่จัดการการ์ดเครือข่าย แป้นพิมพ์ และ. ของคอมพิวเตอร์ของคุณ ลำโพง เมื่อโปรแกรมสำคัญต้องการบริการ โปรแกรมจะส่งการขัดจังหวะไปยัง CPU ซึ่งจะหยุดงานอื่นที่กำลังดำเนินการเพื่อดูแลงานเร่งด่วน CPU จะให้บริการอินเตอร์รัปต์เฉพาะเมื่อมีลำดับความสำคัญเหนืองานอื่นๆ

ฮาร์ดไดรฟ์ การ์ดเครือข่าย เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์อื่นๆ ทำให้ฮาร์ดแวร์ขัดจังหวะเพื่อเรียกร้องความสนใจจาก CPU ตัวอย่างเช่น โปรแกรมร้องขอข้อมูลจากฮาร์ดไดรฟ์ แม้ว่างานนี้จะใช้เวลาประมาณ 10 มิลลิวินาที แต่ก็เป็นเวลานานสำหรับ CPU ซึ่งทำงานอย่างอื่นในระหว่างนี้ เมื่อฮาร์ดไดรฟ์พบข้อมูล ฮาร์ดแวร์จะขัดจังหวะโดยบอกให้ CPU หยุดการทำงานชั่วคราวและส่งข้อมูลไปยังโปรแกรมที่ร้องขอ

โปรแกรมออกซอฟต์แวร์ขัดจังหวะเพื่อจัดการคำขอพิเศษผ่านระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น ในโปรแกรมประมวลผลคำ คุณต้องการวางวันที่ลงในส่วนหัวของหน้า โปรแกรมประมวลผลคำทำให้ซอฟต์แวร์หยุดชะงัก โดยขอวันที่จาก Microsoft Windows โปรแกรมประมวลผลคำรอชั่วครู่ขณะที่ Windows ดึงข้อมูลวันที่จากปฏิทินระบบ เมื่อวันที่พร้อม Windows จะส่งคืนการควบคุมไปยังโปรแกรมประมวลผลคำ การขัดจังหวะของซอฟต์แวร์มีลำดับความสำคัญค่อนข้างต่ำ ถ้าในขณะที่รับวันที่ CPU ได้รับคำขอจากฮาร์ดไดรฟ์ CPU จะให้บริการฮาร์ดไดรฟ์ที่ขัดจังหวะก่อน จากนั้นจึงเรียกวันที่เสร็จสิ้น

ระบบปฏิบัติการสงวนการขัดจังหวะที่มีลำดับความสำคัญสูงมากไว้หลายรายการสำหรับเหตุฉุกเฉิน ตัวอย่างเช่น ข้อมูลของโปรแกรมเสียหาย ทำให้เกิดปัญหา ระบบปฏิบัติการออกกับดัก CPU ซึ่งจะหยุดโปรแกรมและแสดงข้อความเตือนบนหน้าจอเพื่อแจ้งให้คุณทราบว่าเกิดอะไรขึ้น ในกรณีที่รุนแรงกว่านั้น ระบบปฏิบัติการจะเกิดปัญหาร้ายแรงขึ้นเอง มันออกกับดัก CPU อื่นซึ่งแสดงข้อความวินิจฉัยและหยุดการประมวลผลทั้งหมด