Prerušenie (IRQ)

Každý počítačový systém pozostáva nielen z hlavného procesora (CPU) a dátovej pamäte, ale aj z periférií, ktoré sú zabudované do krytu alebo sú pripojené k externým rozhraniam. Tieto zariadenia sú vstupné a výstupné zariadenia. Môžete napríklad prijímať údaje zvonku. Napríklad typické vstupy, ako je pohyb myši, vstup z klávesnice alebo sieťový prenos. Aby si CPU všimol, že údaje čakajú zvonka, musí byť možné prerušiť prácu procesora.

Za týmto účelom existuje možnosť, aby procesor cyklicky dopytoval všetky vstupné zariadenia. Čo by pri množstve komponentov v počítači znamenalo, že procesor by nebol zaneprázdnený ničím iným.
Alternatívou je takzvaná požiadavka na prerušenie (prerušiť), ku ktorej dôjde, keď údaje čakajú zvonka. Za týmto účelom bola vytvorená možnosť prerušiť hlavný procesor definovaným spôsobom počas prebiehajúcej práce.

Poradie prerušenia

Ak má zariadenie k dispozícii údaje na ďalšie spracovanie alebo chce iba odpovedať, procesoru sa v prebiehajúcej práci odošle žiadosť o prerušenie, t.j. žiadosť o prerušenie (IRQ). To sa deje cez prerušenie (riadok) pridelené danému zariadeniu.
Napríklad, ak je stlačená klávesa na klávesnici, ovládač klávesnice odošle IRQ do procesora. Preruší svoju aktuálnu činnosť a vykoná príkaz na konkrétnej adrese pamäte, ktorá je závislá od vstupu IRQ a odkazuje na ovládač klávesnice. Pri nasledujúcich operáciách čítania a zápisu je zaistené, že sa písmeno objaví na obrazovke.

Dôvody prerušenia spúšťania

Prerušenie sa spustí pre každú časovo dôležitú aplikáciu, v ktorej sa musia údaje odoslať do procesora. Za IRQ môžu byť zodpovedné nasledujúce akcie:

Pohyb myši
Príjem dát z modemu
Vstup z klávesnice
Záznam zvuku pomocou zvukovej karty
Čítanie z pamäťového média
Úspešný zápis

Aby systém fungoval optimálne z pohľadu používateľa, je váha medzi prerušeniami odlišná. CPU sa tak môže postarať o dôležité úlohy. V prípade preťaženia však dôležité údaje nemusí procesor spracovať včas alebo iba s oneskorením.

Prerušenie riadenia

Keď ešte existovali zásuvné karty ISA, bolo treba prerušenia konfigurovať pomocou prepojok. Neskôr pomocou zásuvných kariet PCI sa dali prerušenia nastaviť pomocou softvéru. S APIC môže operačný systém spravovať prerušenia nezávisle. Používateľ v tomto okamihu už nemusí podať pomocnú ruku. Vďaka plne automatickej správe prerušenia spoločnosťou APIC a operačným systémom bol fanda PC zbavený jednej z najotravnejších úloh, aké kedy existovali.

APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller), ktorý si nemožno zamieňať s ACPI, je riadiacou jednotkou pre prerušenia v počítači.
Vo viacprocesorových systémoch majú procesory lokálny APIC, prostredníctvom ktorého komunikujú s ostatnými procesormi a I/O-APIC na základnej doske. Je to nevyhnutné, aby pri spustení prerušenia bolo zrejmé, ktorý z procesorov je za toto prerušenie zodpovedný.
S APIC je možné, aby operačný systém za predpokladu, že podporuje APIC, priradil prerušenia viackrát. Z tohto dôvodu je APIC teraz integrovaný do každého procesora a na každej základnej doske.
Používanie ďalších a ďalších rozširujúcich kariet si urgentne vyžadovalo podporu APIC od čipovej sady a operačného systému. Režim APIC priniesol významné vylepšenia architektúry prerušenia počítača. Ku konfliktom zdrojov dnes už prakticky nedochádza.

Postup v režime APIC

Po spustení systému BIOS najskôr spracuje distribúciu IRQ, aby bolo možné zariadenia používať. Napríklad na to, aby bolo možné spustiť operačný systém z pevného disku alebo inej jednotky. Po spustení operačného systému prevezme kontrolu nad správou IRQ a vykoná zmeny v distribúcii IRQ systému BIOS.
Moderné operačné systémy zvládajú správu IRQ na hardvéri kompatibilnom s APIC veľmi zručne a bez manuálnej konfigurácie používateľom. Z tohto dôvodu nemá manuálna zmena distribúcie IRQ zmysel a zvyčajne nie je vôbec možná. Zvyčajne sú všetky operačné systémy nainštalované v režime APIC.