Afbrydelser er en afgørende mekanisme til forbedring af CPU -ydeevne ved at muliggøre effektiv og rettidig håndtering af begivenheder uden at afbryde hovedprogramudførelsen. Her er hvordan:

1. Effektiv ressourcestyring:

* I/O -operationer: Når en CPU skal kommunikere med perifere enheder som diske eller netværkskort, kan den udstede en I/O -anmodning og derefter fortsætte med at behandle andre opgaver. Interrupt -mekanismen signaliserer CPU'en, når I/O -operationen er afsluttet, så CPU'en kan skifte tilbage til I/O -opgaven og behandle resultaterne uden at spilde tid på at vente. Dette forbedrer CPU's udnyttelse markant, da det kan arbejde på andre opgaver, mens I/O -operationen er i gang.

* timere: Afbrydelser genereret af timere giver CPU'en mulighed for at udføre periodiske opgaver som planlægning, baggrundsprocesser eller opdatering af systemur. Disse opgaver kan styres i baggrunden uden at afbryde den primære programudførelse.

2. Rettidig håndtering af begivenheder:

* eksterne begivenheder: Afbrydelser giver CPU'en mulighed for at reagere på begivenheder som museklik, tastetryk eller netværksdata Ankomst i realtid. Uden afbrydelser ville CPU'en konstant være nødt til at afstemme disse begivenheder, hvilket fører til spildte CPU -cyklusser. Afbrydelser giver mulighed for øjeblikkelig respons på begivenheder, forbedring af lydhørhed og brugeroplevelse.

* fejl og undtagelser: Afbryder signalfejl som overtrædelser af hukommelsesadgang, opdeling af nul eller systemfejl. Ved at håndtere disse begivenheder gennem afbrydelsesmekanismer kan CPU'en yndefuldt komme sig efter fejl og forhindre systemulykker.

3. Reduceret overhead:

* Kontekstskift: Afbrydere udløser kontekstafbrydere, hvor CPU'en gemmer det aktuelle programs tilstand og indlæser tilstanden for afbryderhåndtereren. Mens kontekstkontakten har nogle overhead, er det markant mindre end overheadet af konstant polling til begivenheder eller venter på, at I/O -operationer skal gennemføre.

4. Forbedret lydhørhed:

* realtidsapplikationer: Afbrydelser er kritiske for realtidsapplikationer som kontrolsystemer, multimediebehandling og spil, hvor rettidig respons på begivenheder er vigtigst. Ved at tillade CPU'en at reagere straks på begivenheder, sørger afbrydelser en jævn og pålidelig drift af disse systemer.

Eksempel:

Forestil dig et program, der udfører en kompleks beregning. Uden afbrydelser ville CPU'en sidde fast og vente på afslutningen af ​​en langsom I/O -operation. Dog med afbrydelser kan CPU'en imidlertid:

1. Start I/O -operationen.

2. Fortsæt med at behandle beregningen.

3. modtag en afbrydelse, når I/O -operationen er afsluttet.

4. håndter den færdige I/O -operation.

5. Genoptag beregningen.

Dette gør det muligt for CPU at blive meget udnyttet og sikrer, at der ikke spildes tid på at vente på, at I/O -operationen er afsluttet.

Afbryder i det væsentlige CPU'en til effektivt at styre ressourcerne, reagere hurtigt på begivenheder og reducere overhead, hvilket i sidste ende fører til forbedret samlet præstation og lydhørhed.