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凡亿专栏 | 工程师你知道硬中断和软中断吗?
工程师你知道硬中断和软中断吗?

在计算机科学领域中,硬中断和软中断是最常见的操作模式,在处理和任务跳读方面上具有重要的作用,但可能很多人不太清楚其区别及作用,所以本文将谈谈它们的区别及特点。

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1、硬中断

硬中断是一种由硬件设备(如处理器、内存、硬盘等)产生的中断信号,当硬件设备遇到某种情况(如硬件故障、任务完成、超时等)时,会向操作系统发送一个中断信号,操作系统会立即停止当前正在执行的任务,保存现场,跳转到预设定的中断处理程序去处理该中断;

硬中断的触发是实时性的,一旦硬件设备产生中断信号,操作系统必须立即响应。这使得硬中断能够确保对硬件设备的及时处理,避免数据丢失或设备故障;

硬中断的处理程序通常需要针对特定的硬件设备进行编写和配置。因此,硬中断具有明显的硬件依赖性;

由于硬中断会打断操作系统的当前任务,因此需要进行上下文切换,保存和恢复现场。这会增加系统的开销,降低系统的性能。

因此,硬中断常常被用于处理那些需要立即响应的硬件事件,如输入输出操作、定时器超时、硬件故障等、进程跳读、内存管理等。

2、软中断

软中断是一种由软件程序产生的中断,通常应用在操作系统中的异步事件处理,当一个软件任务或进程需要等待某个条件满足(如等待某个事件发生、获取某个资源等)时,可通过发送一个软中断信号来通知操作系统,操作系统会将该软中断信号加入到软中断队列中,并在适当时候进行处理。

软中断是异步的,即软中断信号的发送和接收是不需要等待对方准备好的。这使得软中断可以用于实现非阻塞性的操作和并发处理;

软中断的处理程序通常是由软件开发者编写的,与特定的硬件设备无关。这使得软中断具有更好的软件独立性,便于在不同的操作系统和平台上使用;

软中断信号可以被操作系统配置为不同的优先级和触发方式。这使得软中断可以根据不同的需求进行灵活的配置和使用。

因此,软中断常常被用于实现各种异步事件的处理,如定时器超时、消息队列通知、进程间通信等;

通过使用软中断,操作系统可以更加高效地处理并发任务和异步事件,提高系统的性能和响应速度。

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