అంతరాయం అంటే ఏమిటి: రకాలు మరియు దాని అనువర్తనాలు

వివిధ హార్డ్‌వేర్ ఫంక్షన్లను నిర్వహించడానికి PC లు అంతరాయ అభ్యర్థనలను ఉపయోగిస్తాయి. హార్డ్‌వేర్ అంతరాయాలను మొట్టమొదట 1953 లో UNIVAC 1103 ప్రవేశపెట్టింది. అంతరాయ మాస్కింగ్ యొక్క మొదటి సంఘటనను 1954 లో IBM 650 చేర్చింది. వివిధ విధులను నిర్వహించడానికి వేర్వేరు హార్డ్‌వేర్ పరికరాలకు వేర్వేరు IRQ లను కేటాయించడం చాలా అవసరం. ప్రోగ్రామ్ అమలు సమయంలో, కీబోర్డులు, మౌస్ వంటి పరికరాలకు CPU యొక్క సేవలు అవసరం మరియు CPU నుండి దృష్టిని ఆకర్షించడానికి మరియు అభ్యర్థించిన సేవను ప్రాసెస్ చేయడానికి అంతరాయాన్ని సృష్టిస్తుంది. వీటిని అంటారు అంతరాయాలు . I / O పరికరం యొక్క బస్సులలో ఒకటి ఈ ప్రయోజనం కోసం అంకితం చేయబడింది, దీనిని ఇంటరప్ట్ సర్వీస్ రొటీన్ (ISR) అంటారు. సమయ-సున్నితమైన సంఘటనలు, డేటా బదిలీ, అసాధారణ సంఘటనలపై నొక్కిచెప్పడం, వాచ్‌డాగ్ టైమర్లు, ఉచ్చులు మొదలైన వివిధ అనువర్తనాల్లో ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.

అంతరాయం అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: దీనిని ఇన్‌పుట్‌గా సూచిస్తారు సిగ్నల్ ఈవెంట్ యొక్క తక్షణ ప్రాసెసింగ్ అవసరమయ్యే హార్డ్‌వేర్ లేదా సాఫ్ట్‌వేర్ ఈవెంట్‌లకు ఇది అధిక ప్రాధాన్యతనిస్తుంది. కంప్యూటింగ్ ప్రారంభ రోజుల్లో, ది ప్రాసెసర్ ఏదైనా సంఘటనలను ప్రాసెస్ చేయడానికి సిగ్నల్ కోసం వేచి ఉండాలి. ప్రాసెసర్ ప్రతి హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ ప్రోగ్రామ్‌ను తనిఖీ చేయాలి, ప్రాసెస్ చేయడానికి ఏదైనా సిగ్నల్ ఉందా అని అర్థం చేసుకోవాలి. ఈ పద్ధతి అనేక గడియార చక్రాలను వినియోగిస్తుంది మరియు ప్రాసెసర్‌ను బిజీగా చేస్తుంది. ఒకవేళ, ఏదైనా సిగ్నల్ ఉత్పత్తి చేయబడితే, ప్రాసెసర్ ఈవెంట్‌ను ప్రాసెస్ చేయడానికి మళ్లీ కొంత సమయం పడుతుంది, ఇది సిస్టమ్ పనితీరు సరిగా ఉండదు.

ఈ సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియను అధిగమించడానికి కొత్త యంత్రాంగాన్ని ప్రవేశపెట్టారు. ఈ యంత్రాంగంలో, హార్డ్‌వేర్ లేదా సాఫ్ట్‌వేర్ నుండి ఏదైనా సిగ్నల్ కోసం ప్రాసెసర్ తనిఖీ చేయకుండా, హార్డ్‌వేర్ లేదా సాఫ్ట్‌వేర్ సిగ్నల్‌ను ప్రాసెసర్‌కు పంపుతుంది. సిగ్నల్ ప్రాసెసర్‌ను అత్యధిక ప్రాధాన్యతతో హెచ్చరిస్తుంది మరియు ప్రస్తుత స్థితి మరియు పనితీరును ఆదా చేయడం ద్వారా ప్రస్తుత కార్యకలాపాలను నిలిపివేస్తుంది మరియు అంతరాయాన్ని వెంటనే ప్రాసెస్ చేస్తుంది, దీనిని ISR అంటారు. ఇది ఎక్కువసేపు ఉండనందున, ప్రాసెసర్ ప్రాసెస్ అయిన వెంటనే సాధారణ కార్యకలాపాలను తిరిగి ప్రారంభిస్తుంది.

అంతరాయం

అంతరాయం యొక్క రకాలు

వీటిని రెండు ప్రధాన రకాలుగా వర్గీకరించారు.

హార్డ్వేర్ అంతరాయాలు

ప్రాసెసర్‌తో కమ్యూనికేట్ చేయడానికి బాహ్య పరికరం లేదా హార్డ్‌వేర్ నుండి పంపిన ఎలక్ట్రానిక్ సిగ్నల్ దీనికి తక్షణ శ్రద్ధ అవసరం అని సూచిస్తుంది. ఉదాహరణకు, కీబోర్డ్ నుండి స్ట్రోకులు లేదా మౌస్ నుండి వచ్చిన చర్య హార్డ్‌వేర్ అంతరాయాలను CPU చదివి ప్రాసెస్ చేయడానికి కారణమవుతుంది. కనుక ఇది ఒక సూచనను అమలు చేసేటప్పుడు అసమకాలికంగా మరియు ఏ సమయంలోనైనా వస్తుంది.

హార్డ్వేర్ అంతరాయాలు రెండు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి

• ముసుగు అంతరాయాలు - హార్డ్‌వేర్ అంతరాయాలను ప్రారంభించడానికి మరియు నిలిపివేయడానికి అనుమతించే మాస్క్ రిజిస్టర్‌ను ప్రాసెసర్లు అంతరాయం కలిగి ఉండాలి. ప్రతి సిగ్నల్ ముసుగు రిజిస్టర్‌లో ఒక బిట్ ఉంచబడుతుంది. ఈ బిట్ సెట్ చేయబడితే, ఒక బిట్ సెట్ చేయనప్పుడు అంతరాయం ప్రారంభించబడుతుంది & నిలిపివేయబడుతుంది, లేదా దీనికి విరుద్ధంగా. ఈ ముసుగుల ద్వారా ప్రాసెసర్లకు అంతరాయం కలిగించే సంకేతాలను ముసుగు అంతరాయాలు అంటారు.
• ముసుగు కాని అంతరాయాలు (NMI) - ఎన్‌ఎమ్‌ఐలు అత్యధిక ప్రాధాన్యత కలిగిన కార్యకలాపాలు, వీటిని వెంటనే ప్రాసెస్ చేయాల్సిన అవసరం ఉంది మరియు వాచ్‌డాగ్ టైమర్ నుండి ఉత్పత్తి అయ్యే టైమ్‌అవుట్ సిగ్నల్ వంటివి.

సాఫ్ట్‌వేర్ అంతరాయాలు

ప్రాసెసర్ కొన్ని సూచనలను అమలు చేసిన తర్వాత లేదా నిర్దిష్ట షరతులు నెరవేర్చిన తర్వాత సాఫ్ట్‌వేర్ అంతరాయాన్ని అభ్యర్థిస్తుంది. ఇవి సబ్‌ట్రౌటిన్ కాల్స్ వంటి అంతరాయాన్ని ప్రేరేపించే ఒక నిర్దిష్ట సూచన కావచ్చు మరియు మినహాయింపులు లేదా ఉచ్చులు అని పిలువబడే ప్రోగ్రామ్ అమలు లోపాల కారణంగా unexpected హించని విధంగా ప్రేరేపించబడతాయి.

ట్రిగ్గరింగ్ పద్ధతులు

సాధారణంగా, ఈ సంకేతాలు లాజిక్ సిగ్నల్ స్థాయి లేదా సిగ్నల్ అంచుని ఉపయోగించి ప్రేరేపించడానికి రూపొందించబడ్డాయి. ఈ పద్ధతులు రెండు రకాలు.

స్థాయి-ప్రేరేపిత అంతరాయం

ఈ రకంలో, దీని యొక్క సేవా స్థాయిని నొక్కిచెప్పినట్లయితే ఇన్పుట్ మాడ్యూల్ అంతరాయాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది. ఫర్మ్‌వేర్ ఇంటరప్ట్ హ్యాండ్లర్ దీన్ని నిర్వహిస్తున్నప్పుడు అంతరాయ మూలాన్ని నొక్కిచెప్పడం కొనసాగిస్తే, ఈ మాడ్యూల్ పునరుత్పత్తి చేస్తుంది మరియు హ్యాండ్లర్‌ను మళ్లీ ప్రారంభించడానికి ప్రేరేపిస్తుంది. ఎక్కువ కాలం పాటు నొక్కిచెప్పినట్లయితే స్థాయి-ప్రేరేపిత ఇన్‌పుట్‌లు మంచిది కాదు.

ఎడ్జ్-ట్రిగ్గర్డ్ ఇంటరప్ట్

ఎడ్జ్-ట్రిగ్గర్డ్ ఇంటరప్ట్ ఇన్పుట్ మాడ్యూల్ ఒక నొక్కిన అంచుని గుర్తించిన వెంటనే అంతరాయాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది - పడిపోవడం లేదా పెరుగుతున్న అంచు. మూలం స్థాయి మారినప్పుడు అంచు గుర్తించబడుతుంది. మూలం యొక్క కార్యాచరణతో సంబంధం లేకుండా ఈ రకమైన ట్రిగ్గరింగ్‌కు తక్షణ చర్య అవసరం.

స్థాయి-అంచు-ప్రేరేపించడం

సిస్టమ్ అమలు

నియంత్రణ పంక్తులతో పాటు హార్డ్‌వేర్‌కు అంతరాయాలు వేరే భాగం వలె వర్తించబడతాయి లేదా ఇంటిగ్రేటెడ్ లోకి మెమరీ ఉపవ్యవస్థలు. హార్డ్‌వేర్‌లో అమలు చేసినప్పుడు, CPU యొక్క ఇన్‌పుట్ పిన్ మరియు అంతరాయం కలిగించే పరికరం మధ్య కనెక్ట్ అవ్వడానికి ప్రోగ్రామబుల్ ఇంటరప్ట్ కంట్రోలర్ (పిసిఐ) అవసరం. పిసిఐ సింగిల్ లేదా డబుల్ సిపియు లైన్‌కు అంతరాయం కలిగించే వివిధ వనరులను మల్టీప్లెక్స్ చేస్తుంది. మెమరీ కంట్రోలర్‌కు సంబంధించి అమలు చేసినప్పుడు, సిస్టమ్ యొక్క మెమరీ చిరునామా స్లాట్ నేరుగా అంతరాయాలతో మ్యాప్ చేయబడుతుంది.

భాగస్వామ్య అంతరాయ అభ్యర్థనలు (IRQ లు)

అంచు-ప్రేరేపిత అంతరాయంతో, పుల్-అప్ లేదా పుల్-డౌన్ రెసిస్టర్ అంతరాయ పంక్తిని నడపడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ లైన్ ప్రతి పరికరం ఉత్పత్తి చేసే ప్రతి పల్స్‌ను ప్రసారం చేస్తుంది. వేర్వేరు పరికరాల నుండి ఉత్పత్తి చేయబడిన అంతరాయ పప్పులు సమయానికి దగ్గరగా జరిగితే, అంతరాయాలను కోల్పోకుండా ఉండటానికి CPU పల్స్ యొక్క వెనుకంజలో ఉండాలి, దీని తరువాత సేవా అభ్యర్థనల కోసం ప్రతి పరికరాన్ని తనిఖీ చేయడానికి CPU నిర్ధారిస్తుంది. IRQ పంక్తులను పంచుకునే పుల్-అప్ రెసిస్టర్‌లతో బాగా ప్రవర్తించిన ఇండస్ట్రీ స్టాండర్డ్ ఆర్కిటెక్చర్ (ISA) మదర్‌బోర్డులు చక్కగా పనిచేయాలి. అయినప్పటికీ, పాత సిస్టమ్స్‌లో పేలవంగా రూపొందించిన ప్రోగ్రామింగ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌తో IRQ లైన్‌ను పంచుకునే బహుళ పరికరాలు అంతరాయాలను ప్రాసెస్ చేయడం కష్టతరం చేస్తుంది. మరోవైపు, పిసిఐ వంటి కొత్త సిస్టమ్ ఆర్కిటెక్చర్ ఈ సమస్యకు గణనీయమైన ఉపశమనం కలిగించడంలో సహాయపడుతుంది.

హైబ్రిడ్

హైబ్రిడ్ రకం సిస్టమ్ అమలు అంచు-ప్రేరేపిత మరియు స్థాయి-ప్రేరేపిత సిగ్నలింగ్ రెండింటి కలయికను కలిగి ఉంది. హార్డ్వేర్ ఒక అంచు కోసం వెతుకుతుంది మరియు ఒక నిర్దిష్ట కాలానికి సిగ్నల్ చురుకుగా ఉంటే ధృవీకరిస్తుంది. మాస్క్ చేయలేని అంతరాయం (NMI) ఇన్పుట్ కోసం హైబ్రిడ్ రకాన్ని సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు, ఇది తప్పుడు అంతరాయాలు వ్యవస్థను ప్రభావితం చేయదని నిర్ధారిస్తుంది.

సందేశం - సిగ్నల్

ఒక సందేశాన్ని ప్రసారం చేయడం ద్వారా పరికర సంకేతాలను ఉపయోగించి సేవ కోసం సందేశ-సంకేత అంతరాయ అభ్యర్థన a కమ్యూనికేషన్ కంప్యూటర్ వంటి ఛానెల్ బస్సు . ఇవి భౌతిక అంతరాయ పంక్తిని ఉపయోగించవు. పిసిఐ ఎక్స్‌ప్రెస్ సీరియల్ బస్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు సందేశ-సంకేత అంతరాయాలుగా ప్రత్యేకంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

డోర్బెల్

పనిని పూర్తి చేయడానికి కంప్యూటర్ హార్డ్‌వేర్‌ను సిగ్నల్ చేయడానికి సాఫ్ట్‌వేర్ సిస్టమ్ ద్వారా డోర్‌బెల్ అంతరాయాన్ని సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు. హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్‌ల మధ్య పరస్పర ఒప్పందం తరువాత, సాఫ్ట్‌వేర్ డేటాను బాగా తెలిసిన మెమరీ స్థానంలో ఉంచుతుంది మరియు డేటా సిద్ధంగా ఉందని మరియు ప్రాసెస్ చేయడానికి వేచి ఉందని హార్డ్‌వేర్‌కు తెలియజేయడానికి డోర్‌బెల్ మోగిస్తుంది. ఇప్పుడు, కంప్యూటర్ హార్డ్వేర్ పరికరం డేటా చెల్లుబాటు అయ్యేదని అర్థం చేసుకుంటుంది మరియు తదనుగుణంగా ప్రాసెస్ చేస్తుంది.

మల్టీప్రాసెసర్ ఐపిఐ

మల్టీప్రాసెసర్ సిస్టమ్స్, ప్రాసెసర్ నుండి అంతరాయ అభ్యర్థన ఇంటర్ ప్రాసెసర్ ఇంటరప్ట్స్ (ఐపిఐ) ద్వారా వేరే ప్రాసెసర్‌కు పంపబడుతుంది.

సాధారణ ఉపయోగాలు / అనువర్తనాలు

ఇవి సాధారణంగా ఉపయోగించే శక్తివంతమైన ఇన్‌పుట్‌లు

• సేవా హార్డ్‌వేర్ టైమర్‌లు, కీబోర్డ్ స్ట్రోక్‌లు మరియు మౌస్ చర్యలను నిర్వహించండి
• సమయ-సున్నితమైన లేదా నిజ-సమయ సంఘటనలకు త్వరగా స్పందించండి
• పరిధీయ పరికరాలకు మరియు నుండి డేటా బదిలీ
• పవర్-డౌన్ సిగ్నల్స్, ట్రాప్స్ మరియు వాచ్డాగ్ టైమర్స్ వంటి అధిక-ప్రాధాన్యత పనులకు ప్రతిస్పందిస్తుంది
• CPU యొక్క అసాధారణ సంఘటనలను సూచిస్తుంది
• పవర్-ఆఫ్ అంతరాయం శక్తిని కోల్పోవడాన్ని fore హించి, క్రమంగా మూసివేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది వ్యవస్థ
• సంపూర్ణ సమయాన్ని ట్రాక్ చేయడానికి ఆవర్తన అంతరాయాలు

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). అంతరాయాలు ఎందుకు ఉపయోగించబడతాయి?

హార్డ్వేర్ లేదా సాఫ్ట్‌వేర్ కోరిన సేవలను నిర్వహించడానికి CPU దృష్టిని ఆకర్షించడానికి ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.

2). ఎన్‌ఎంఐ అంటే ఏమిటి?

NMI అనేది ముసుగు చేయలేని అంతరాయం, దీనిని ప్రాసెసర్ విస్మరించదు లేదా నిలిపివేయదు

3). అంతరాయ అంగీకార పంక్తి యొక్క పని ఏమిటి?

ప్రాసెసర్ అంతరాయాలను స్వీకరించడానికి సిద్ధంగా ఉందని సూచించే పరికరాలకు సిగ్నల్ పంపుతుంది.

4). హార్డ్వేర్ అంతరాయాన్ని వివరించండి. ఉదాహరణలు ఇవ్వండి

ఇది బాహ్య పరికరం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది లేదా కీబోర్డ్ కీలు లేదా మౌస్ కదలిక వంటి హార్డ్‌వేర్ అంతరాయాలను ప్రేరేపిస్తుంది

5). సాఫ్ట్‌వేర్ అంతరాయాన్ని వివరించండి.

ఇది సబ్‌ట్రౌటిన్ కాల్స్ వంటి అంతరాయాన్ని ప్రేరేపించే ప్రత్యేక సూచనగా నిర్వచించబడింది. ప్రోగ్రామ్ అమలు లోపాల కారణంగా సాఫ్ట్‌వేర్ అంతరాయాలు unexpected హించని విధంగా ప్రేరేపించబడతాయి

6). ఏ అంతరాయానికి అత్యధిక ప్రాధాన్యత ఉంది?

• ముసుగు కాని అంచు మరియు స్థాయి ప్రేరేపించబడ్డాయి
• TRAP కి అత్యధిక ప్రాధాన్యత ఉంది

7). అంతరాయం యొక్క కొన్ని ఉపయోగాలు ఇవ్వండి

• సమయ-సున్నితమైన లేదా నిజ-సమయ సంఘటనలకు త్వరగా స్పందించండి
• పరిధీయ పరికరాలకు మరియు నుండి డేటా బదిలీ
• పవర్-డౌన్ సిగ్నల్స్, ట్రాప్స్ మరియు వాచ్డాగ్ టైమర్స్ వంటి అధిక-ప్రాధాన్యత పనులకు ప్రతిస్పందిస్తుంది
• CPU యొక్క అసాధారణ సంఘటనలను సూచిస్తుంది

8). సిస్టమ్ అమలు యొక్క హైబ్రిడ్ రకం ఏమిటి?

హైబ్రిడ్ రకం సిస్టమ్ అమలు అంచు-ప్రేరేపిత మరియు స్థాయి-ప్రేరేపిత సిగ్నలింగ్ రెండింటి కలయికను కలిగి ఉంది. హార్డ్వేర్ ఒక అంచు కోసం వెతుకుతుంది మరియు ఒక నిర్దిష్ట కాలానికి సిగ్నల్ చురుకుగా ఉంటే ధృవీకరిస్తుంది.

ఈ వ్యాసంలో, దాని ప్రాముఖ్యతను మేము అర్థం చేసుకున్నాము అంతరాయాలు మరియు అభ్యర్థించిన సేవలను అమలు చేయడానికి ఇవి ఎలా ఉపయోగించబడతాయి. రకాలు, సిస్టమ్ అమలు మరియు దాని ఉపయోగాలు ఏమిటో కూడా మేము చర్చించాము.