Embora alguns computadores, como o que controla seu forno torradeira, realizem uma tarefa por vez, PCs desktop, smartphones e mainframes têm vários processos funcionando simultaneamente. O computador gerencia isso através de interrupções de sistema, um mecanismo pelo qual um programa obtém temporariamente prioridade sobre outros. A unidade central de processamento (CPU) permite vários tipos de interrupções baseados em uma hierarquia de tarefas predeterminada.
Um PC moderno, smartphone ou servidor mantém vários programas na memória, embora a CPU execute apenas alguns em qualquer momento; a maioria está ociosa. Programas incluem aplicativos como seu processador de texto, planilha e e-mail, funções utilitárias como monitores de memória e spoolers de impressão, e os programas que gerenciam sua placa de rede, teclado e alto-falantes. Quando um programa importante precisa de serviço, ele emite uma interrupção para a CPU, que para 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 emitem interrupções de hardware para obter a atenção da CPU. Por exemplo, um programa solicita dados do disco rígido; embora esta tarefa leve cerca de 10 milissegundos, este 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 temporariamente o que está fazendo e entregar os dados ao programa solicitante.
Programas emitem interrupções de software para lidar com solicitações especiais através do sistema operacional do computador. Por exemplo, no seu processador de texto, você quer colar a data em um cabeçalho de página. O processador de texto emite uma interrupção de software, solicitando a data ao 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 ao processador de texto. Interrupções de software têm prioridade relativamente baixa. Se, enquanto obtém a data, a CPU recebe uma solicitação do disco rígido, a CPU atende a interrupção do disco rígido primeiro, depois termina de recuperar a data.
O sistema operacional reserva várias interrupções de prioridade muito alta para emergências. Por exemplo, os dados de um programa ficam corrompidos, causando sua falha. O sistema operacional emite um trap da CPU que para 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 processamento.
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