Учебное пособие составлено в соответствии с фгос3+ и уровню подготовки выпускников по специальности 09. 02. 04 «Информационные системы»

Тема 2.2. Обработка прерываний

1. 
   Внешние прерывания, связанные с сигналами от внешних устройств (аппаратные) могут возникать в результате действий пользователя или в результате поступления сигналов от аппаратных устройств – сигналов завершения операций ввода- вывода, вырабатываемых контроллерами внешних устройств (принтер, HDD и др.), или же сигналов датчиков управляемых компьютером технических объектов.
   

2. 
   Внутренние прерывания (исключения), возникающие в результате ошибок вычислений, происходят синхронно выполнению программы при появлении аварийной ситуации в ходе исполнения некоторой инструкции программы (внутри выполнения).
   

3. 
   Программные прерывания, представляющие собой удобный способ вызова процедур ОС.
   

1. 
   Векторный, когда в процессор передается номер вызываемой процедуры обработки прерывания. Это целое число в диапазоне о 0до 255, указывающее на одну из 256 программ обработки прерываний, адреса которых хранятся в таблице обработчиков прерываний.
   

2. 
   Опрашиваемый, когда процессор вынужден последовательно опрашивать потенциальные источники запуска прерываний.
   

1. 
   При возникновении сигнала (для аппаратных прерываний) или условия (для внутренних прерываний) прерывания, происходит первичное аппаратное распознавание прерывания. Если прерывания данного типа в настоящий момент запрещены (например, приоритетной схемой, т.е. при обслуживании запросов прерываний из разных классов выбирается запрос, имеющий высший приоритет), то процессор продолжает естественный ход выполнения команд. В противном случае в зависимости от поступившей в процессор информации (уровня прерывания, вектора прерывания или условия внутреннего прерывания) происходит автоматический вызов процедуры обработки прерывания, адрес которой находится в таблице векторов прерываний, размещенной либо в регистрах процессора, либо в определенном месте оперативной памяти.
   
2. 
   Автоматически сохраняется некоторая часть контекста прерванного процесса, которая позволяет возобновить исполнение процесса после обработки прерывания: значения счетчика команд, слова состояния процесса, несколько регистров общего назначения, которые требуются программе обработки прерываний.
   
3. 
   Одновременно с загрузкой адреса процедуры обработки прерываний в счетчик команд может автоматически выполняться загрузка нового значения слова состояния машины, которое определяет режим работы процессора при обработке прерывания, в т.ч. работу в привилегированном состоянии.
   

4. 
   Временно запрещаются прерывания данного типа, чтобы не образовалась очередь вложенных друг в друга потоков одной и той же процедуры.
   
5. 
   После того, как прерывание обработано ядром ОС, прерванный контекст восстанавливается, и работа процесса возобновляется с прерванного места.
   

1. 
   Что такое прерывание? Когда оно было введено в действие и с какой целью?
   
2. 
   Из каких этапов состоит механизм обработки прерывания?
   
3. 
   Можно ли запретить все прерывания на время работы обработчика прерываний? Почему?
   
4. 
   К какому типу прерываний относятся прерывания клавиатуры? Прерывания таймера? Возникновение деления на ноль в ходе выполнения программы? Обращение к запрещённой странице памяти, занятой кодом ОС?
   
5. 
   Приведите примеры аппаратных прерываний.
   
6. 
   Могут ли в ходе нормальной работы программы возникать исключительные ситуации? Почему?
   
7. 
   Какие существуют способы реализации механизма аппаратных прерываний? В чём их различие?
   
8. 
   Что такое маскирование прерываний и для чего оно может применяться?
   
9. 
   Каким образом можно реализовывать различные дисциплины обслуживания прерываний с помощью маскирования?
   
10. 
    В чём различия между дисциплиной обслуживания прерываний с относительными приоритетами и с абсолютными?
    
11. 
    Где содержится информация об уровне приоритета текущего обработчика прерываний?
    
12. 
    Каковы функции супервизора прерываний?
    
13. 
    Чем отличается реализация механизма прерывания в мультипрограммной системе от однопрограммной системы?
    
14. 
    Когда происходит возврат к выполнявшейся до поступления сигнала прерывания программе в мультипрограммной системе?