Avbrott är en avgörande mekanism för att förbättra CPU -prestanda genom att möjliggöra effektiv och snabb hantering av händelser utan att avbryta huvudprogrammet. Så här::
1. Effektiv resurshantering:
* I/O -operationer: När en CPU behöver kommunicera med kringutrustning som skivor eller nätverkskort kan den utfärda en I/O -begäran och sedan fortsätta behandla andra uppgifter. Avbrottsmekanismen signalerar CPU när I/O -operationen är klar, vilket gör att CPU kan växla tillbaka till I/O -uppgiften och bearbeta resultaten utan att slösa tid att vänta. Detta förbättrar avsevärt CPU -användningen, eftersom det kan fungera på andra uppgifter medan I/O -operationen pågår.
* Timers: Avbrott som genereras av timers tillåter CPU att utföra periodiska uppgifter som schemaläggning, bakgrundsprocesser eller uppdatering av systemklockor. Dessa uppgifter kan hanteras i bakgrunden utan att avbryta det primära programutförandet.
2. Handling i rätt tid:
* externa händelser: Avbrott tillåter CPU att reagera på händelser som musklick, nyckelpressar eller nätverksdata ankomst i realtid. Utan avbrott skulle CPU behöva ständigt undersöka för dessa händelser, vilket leder till slösade CPU -cykler. Avbrott möjliggör omedelbart svar på händelser, förbättrar lyhördhet och användarupplevelse.
* fel och undantag: Avbryter signalfel som överträdelser av minnet, uppdelning efter noll eller systemfel. Genom att hantera dessa händelser genom avbrottsmekanismer kan CPU graciöst återhämta sig från fel och förhindra systemkrascher.
3. Reducerad över huvudet:
* Kontextväxling: Avbrott utlöser sammanhangsomkopplare, där CPU sparar det nuvarande programmets tillstånd och laddar tillståndet för avbrottshanteraren. Medan sammanhangsomkopplingen har en viss omkostnad är det betydligt mindre än omkostnaden för att ständigt pollar för händelser eller vänta på att I/O -operationer ska slutföras.
4. Förbättrad lyhördhet:
* realtidsapplikationer: Avbrott är kritiska för realtidsapplikationer som kontrollsystem, multimediabehandling och spel, där snabbt svar på händelser är av största vikt. Genom att låta CPU reagera snabbt på händelser, säkerställer avbrott smidig och tillförlitlig drift av dessa system.
Exempel:
Föreställ dig ett program som utför en komplex beräkning. Utan avbrott skulle CPU fastna och vänta på att en långsam I/O -operation slutfördes. Men med avbrott kan CPU:
1. Initiera I/O -operationen.
2. Fortsätt bearbeta beräkningen.
3. Få ett avbrott när I/O -operationen är klar.
4. Hantera den slutförda I/O -operationen.
5. Återuppta beräkningen.
Detta gör att CPU kan utnyttjas mycket och säkerställer att ingen tid slösas bort och väntar på att I/O -operationen kan slutföras.
I huvudsak ger avbrott CPU:er att effektivt hantera resurser, svara på händelser snabbt och minska omkostnader, vilket i slutändan leder till förbättrad total prestanda och lyhördhet.
