एक बाधा क्या है: प्रकार और इसके अनुप्रयोग

विभिन्न हार्डवेयर फ़ंक्शंस को संभालने के लिए पीसी इंटरप्ट अनुरोधों का उपयोग करते हैं। 1953 में पहली बार UNIVAC 1103 द्वारा हार्डवेयर इंटरप्ट को पेश किया गया था। 1954 में आईबीएम 650 द्वारा इंटरप्ट मास्किंग की पहली घटना को शामिल किया गया था। विभिन्न कार्यों को करने के लिए विभिन्न हार्डवेयर उपकरणों के लिए विभिन्न IRQ को असाइन करना आवश्यक है। कार्यक्रम के निष्पादन के दौरान, कीबोर्ड जैसे उपकरणों, एक माउस को सीपीयू की सेवाओं की आवश्यकता होती है और सीपीयू से ध्यान हटाने और अनुरोधित सेवा को संसाधित करने के लिए एक बाधा उत्पन्न करता है। इन के रूप में जाना जाता है बीच में आता है । I / O डिवाइस की बसों में से एक इस उद्देश्य को पूरा करने के लिए समर्पित है जिसे इंटरप्ट सर्विस सर्विस (ISR) के रूप में जाना जाता है। इनका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है जैसे समय-संवेदनशील घटनाओं, डेटा स्थानांतरण, असामान्य घटनाओं पर जोर देना, वॉचडॉग टाइमर, ट्रैकर्स, आदि।

एक रुकावट क्या है?

परिभाषा: इसे एक इनपुट के रूप में जाना जाता है संकेत हार्डवेयर या सॉफ़्टवेयर ईवेंट के लिए सर्वोच्च प्राथमिकता है जिसके लिए किसी ईवेंट को तत्काल संसाधित करना आवश्यक है। कंप्यूटिंग के शुरुआती दिनों के दौरान, प्रोसेसर किसी भी घटना को संसाधित करने के लिए संकेत के लिए इंतजार करना पड़ा। प्रोसेसर को हर हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर प्रोग्राम को यह समझने के लिए जांचना चाहिए कि क्या कोई सिग्नल संसाधित होना है। यह विधि कई घड़ी चक्रों का उपभोग करती है और प्रोसेसर को व्यस्त बनाती है। यदि कोई सिग्नल उत्पन्न हो जाता है, तो प्रोसेसर खराब होने की स्थिति में फिर से इवेंट को प्रोसेस करने में थोड़ा समय लेगा।

इस जटिल प्रक्रिया को दूर करने के लिए एक नया तंत्र पेश किया गया। इस तंत्र में, हार्डवेयर या सॉफ्टवेयर किसी भी सिग्नल की जांच करने वाले प्रोसेसर के बजाय प्रोसेसर को सिग्नल भेजेगा। सिग्नल प्रोसेसर को सर्वोच्च प्राथमिकता के साथ सचेत करता है और इसकी वर्तमान स्थिति और फ़ंक्शन को सहेजकर वर्तमान गतिविधियों को निलंबित करता है, और तुरंत व्यवधान को संसाधित करता है, इसे ISR के रूप में जाना जाता है। जैसे ही यह लंबे समय तक रहता है, प्रोसेसर संसाधित होते ही सामान्य गतिविधियों को फिर से शुरू कर देता है।

इंटरप्ट

बाधा के प्रकार

इन्हें दो मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है।

हार्डवेयर में बाधा

प्रोसेसर के साथ संचार करने के लिए बाहरी डिवाइस या हार्डवेयर से भेजे गए इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल से संकेत मिलता है कि उसे तत्काल ध्यान देने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, एक कीबोर्ड से स्ट्रोक या एक माउस से एक एक्शन इनवोक हार्डवेयर में व्यवधान पैदा करता है, जिससे सीपीयू इसे पढ़ और प्रोसेस कर सकता है। इसलिए यह एक निर्देश निष्पादित करते समय अतुल्यकालिक और किसी भी समय के दौरान आता है।

हार्डवेयर इंटरप्ट को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है

• नकाबपोश व्यवधान - प्रोसेसरों को मास्क रजिस्टर को बाधित करना पड़ता है जो हार्डवेयर इंटरप्ट को सक्षम और अक्षम करने की अनुमति देता है। हर सिग्नल को मास्क रजिस्टर में थोड़ा रखा गया है। यदि यह बिट सेट है, तो बिट सेट नहीं होने पर या इसके विपरीत, एक बाधा सक्षम और अक्षम है। सिग्नल जो इन मास्क के माध्यम से प्रोसेसर को बाधित करते हैं, उन्हें मुखौटे के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• गैर-नकाबपोश व्यवधान (NMI) - एनएमआई सर्वोच्च प्राथमिकता वाली गतिविधियाँ हैं जिन्हें तुरंत संसाधित करने की आवश्यकता होती है और किसी भी परिस्थिति में, जैसे कि वॉचडॉग टाइमर से उत्पन्न टाइमआउट सिग्नल।

सॉफ्टवेयर में बाधा

प्रोसेसर स्वयं कुछ निर्देशों को निष्पादित करने के बाद या विशेष शर्तों को पूरा करने के बाद एक सॉफ्टवेयर रुकावट का अनुरोध करता है। ये एक विशिष्ट निर्देश हो सकते हैं जो सबरूटीन कॉल जैसे एक बाधा को ट्रिगर करता है और अप्रत्याशित रूप से प्रोग्राम निष्पादन त्रुटियों के कारण ट्रिगर किया जा सकता है, अपवाद या जाल के रूप में जाना जाता है।

ट्रिगर करने के तरीके

आमतौर पर, इन संकेतों को एक तर्क संकेत स्तर या एक संकेत बढ़त का उपयोग करके ट्रिगर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये विधियाँ दो प्रकार की होती हैं।

स्तर-ट्रिगर इंटरप्ट

इस प्रकार में, इनपुट मॉड्यूल एक बाधा को आमंत्रित करता है यदि इस का सेवा स्तर मुखर है। यदि फ़र्मवेयर इंटरप्ट हैंडलर इसे संभालता है, तो एक बाधा स्रोत का दावा करना जारी रहता है, यह मॉड्यूल फिर से आह्वान करने के लिए हैंडलर को पुन: बनाता है और ट्रिगर करता है। यदि लंबी अवधि के लिए मुखर रहे तो स्तर-ट्रिगर इनपुट अच्छे नहीं हैं।

एज-ट्रिगर इंटरप्ट

एक बढ़त-ट्रिगर बाधित इनपुट मॉड्यूल जैसे ही एक जोरदार किनारे की पहचान करता है - एक गिरने या बढ़ते किनारे को बाधित करता है। स्रोत के स्तर में परिवर्तन होने पर बढ़त देखने को मिलती है। इस प्रकार की ट्रिगर को तत्काल कार्रवाई की आवश्यकता होती है, भले ही स्रोत की गतिविधि के बावजूद।

स्तर-किनारे-ट्रिगर

प्रणाली लागू करना

इंटरप्ट को नियंत्रण रेखा के साथ एक अलग घटक के रूप में हार्डवेयर पर लागू किया जाएगा, या को एकीकृत जांच याद सबसिस्टम। जब कार्यान्वयन हार्डवेयर में किया जाता है, तो उसे सीपीयू के इनपुट पिन और इंटरप्ट डिवाइस के बीच कनेक्ट करने के लिए प्रोग्रामेबल इंटरप्ट कंट्रोलर (पीसीआई) की आवश्यकता होती है। पीसीआई एकल या डबल सीपीयू लाइन के लिए विभिन्न स्रोतों को मल्टीप्लेक्स करता है। स्मृति नियंत्रक से संबंधित लागू होने पर, सिस्टम का मेमोरी एड्रेस स्लॉट सीधे इंटरप्ट के साथ मैप किया जाता है।

साझा रुकावट अनुरोध (IRQs)

बढ़त-ट्रिगर बाधा के साथ, एक पुल-अप या पुल-डाउन अवरोध का उपयोग इंटरप्ट लाइन को चलाने के लिए किया जाता है। यह रेखा प्रत्येक उपकरण द्वारा उत्पादित हर नाड़ी को प्रसारित करती है। यदि विभिन्न उपकरणों से उत्पन्न होने वाली बाधा दालों को समय के करीब होता है, तो सीपीयू को पल्स के एक पीछे के छोर को आमंत्रित करना चाहिए ताकि बीच में न आने पाए, जिसके बाद सीपीयू सेवा अनुरोधों के लिए प्रत्येक डिवाइस का निरीक्षण करना सुनिश्चित करता है। आईआरक्यू लाइनों को साझा करने वाले पुल-अप प्रतिरोधों के साथ एक अच्छी तरह से व्यवहार उद्योग मानक वास्तुकला (आईएसए) मदरबोर्ड को ठीक काम करना चाहिए। हालाँकि, खराब डिज़ाइन किए गए प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस के साथ पुराने सिस्टम में IRQ लाइन साझा करने वाले कई डिवाइस इंटरप्ट को प्रोसेस करना मुश्किल बनाते हैं। दूसरी ओर, एक नया सिस्टम आर्किटेक्चर, जैसे कि पीसीआई इस समस्या से काफी राहत प्रदान करने में मदद करता है।

हाइब्रिड

हाइब्रिड प्रकार के सिस्टम कार्यान्वयन में किनारे-ट्रिगर और स्तर-ट्रिगर सिग्नलिंग दोनों का संयोजन होता है। हार्डवेयर एक किनारे की तलाश करेगा और यह भी सत्यापित करेगा कि यदि कोई संकेत एक निश्चित अवधि के लिए सक्रिय है। एक हाइब्रिड प्रकार का उपयोग आमतौर पर गैर-नकाबपोश व्यवधान (एनएमआई) इनपुट के लिए किया जाता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि झूठी व्यवधान प्रणाली को प्रभावित न करें।

संदेश - संकेत

किसी संदेश को एक संदेश पर प्रसारित करके उपकरण संकेतों का उपयोग करके सेवा के लिए एक संदेश-संकेतित बाधा अनुरोध संचार चैनल, जैसे कि कंप्यूटर बस । ये एक भौतिक बाधा रेखा का उपयोग नहीं करते हैं। पीसीआई एक्सप्रेस एक सीरियल बस के रूप में कार्य करता है और इसका उपयोग विशेष रूप से संदेश-संकेतित इंटरप्ट के रूप में किया जाता है।

दर्वाज़ी की घंटी

कंप्यूटर के हार्डवेयर को काम पूरा करने के लिए सिग्नल करने के लिए सॉफ्टवेयर सिस्टम द्वारा डोरबेल को आमतौर पर एक तंत्र के रूप में उपयोग किया जाता है। हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के बीच आपसी समझौते पर, सॉफ्टवेयर डेटा को अच्छी तरह से ज्ञात मेमोरी स्थान में रखता है और हार्डवेयर को सूचित करने के लिए डोरबेल बजाता है कि डेटा तैयार है और प्रक्रिया की प्रतीक्षा कर रहा है। अब, कंप्यूटर हार्डवेयर डिवाइस समझता है कि डेटा वैध है और तदनुसार प्रक्रिया करता है।

मल्टीप्रोसेसर आईपीआई

मल्टीप्रोसेसर सिस्टम, एक प्रोसेसर से इंटरप्ट प्रोसेसर इंटरप्ट (आईपीआई) के माध्यम से एक प्रोसेसर से एक अलग अनुरोध भेजा जाता है

विशिष्ट उपयोग / अनुप्रयोग

ये शक्तिशाली इनपुट्स हैं जिनका आमतौर पर उपयोग किया जाता है

• सेवा हार्डवेयर टाइमर, कीबोर्ड स्ट्रोक और माउस क्रियाओं को संभालना
• समय-संवेदनशील या वास्तविक समय की घटनाओं के लिए जल्दी से प्रतिक्रिया दें
• परिधीय उपकरणों से डेटा स्थानांतरण
• पावर-डाउन सिग्नल, ट्रैप और वॉचडॉग टाइमर जैसे उच्च-प्राथमिकता वाले कार्यों का जवाब देता है
• सीपीयू की असामान्य घटनाओं का संकेत देता है
• पावर-ऑफ इंटरप्ट से बिजली के नुकसान की सूचना मिलती है, जिससे क्रमिक रूप से शट-डाउन हो जाता है प्रणाली
• निरपेक्ष समय का ट्रैक रखने के लिए आवधिक हस्तक्षेप करता है

पूछे जाने वाले प्रश्न

1)। इंटरप्ट का उपयोग क्यों किया जाता है?

इनका उपयोग CPU का ध्यान हार्डवेयर या सॉफ्टवेयर द्वारा अनुरोधित सेवाओं को करने के लिए किया जाता है।

२)। NMI क्या है?

NMI एक गैर-मुखौटा योग्य व्यवधान है, जिसे प्रोसेसर द्वारा अनदेखा या अक्षम नहीं किया जा सकता है

३)। रुकावट स्वीकार रेखा का कार्य क्या है?

प्रोसेसर उपकरणों को एक संकेत भेजता है जिससे यह संकेत मिलता है कि यह इंटरप्ट प्राप्त करने के लिए तैयार है।

4)। हार्डवेयर अवरोध का वर्णन करें। उदाहरण दो

यह एक बाहरी डिवाइस या हार्डवेयर द्वारा बनाया गया है जैसे कि कीबोर्ड कीज़ या माउस मूवमेंट हार्डवेयर में व्यवधान लाते हैं

5)। सॉफ़्टवेयर व्यवधान का वर्णन करें।

इसे एक विशेष निर्देश के रूप में परिभाषित किया गया है जो सबरूटीन कॉल जैसे एक व्यवधान को आमंत्रित करता है। कार्यक्रम के निष्पादन की त्रुटियों के कारण सॉफ़्टवेयर इंटरप्ट को अप्रत्याशित रूप से ट्रिगर किया जा सकता है

6)। किस बाधा में सर्वोच्च प्राथमिकता है?

• गैर-नकाबपोश बढ़त और स्तर ट्रिगर
• TRAP की सर्वोच्च प्राथमिकता है

))। रुकावट के कुछ उपयोग दें

• समय-संवेदनशील या वास्तविक समय की घटनाओं के लिए जल्दी से प्रतिक्रिया दें
• परिधीय उपकरणों से डेटा स्थानांतरण
• पावर-डाउन सिग्नल, ट्रैप और वॉचडॉग टाइमर जैसे उच्च-प्राथमिकता वाले कार्यों का जवाब देता है
• सीपीयू की असामान्य घटनाओं का संकेत देता है

8)। एक हाइब्रिड प्रकार का सिस्टम कार्यान्वयन क्या है?

हाइब्रिड प्रकार के सिस्टम कार्यान्वयन में किनारे-ट्रिगर और स्तर-ट्रिगर सिग्नलिंग दोनों का संयोजन होता है। हार्डवेयर एक किनारे की तलाश करेगा और यह भी सत्यापित करेगा कि यदि कोई संकेत एक निश्चित अवधि के लिए सक्रिय है।

इस लेख में, हमने इसका महत्व समझा है बीच में आता है और इनका उपयोग अनुरोधित सेवाओं को निष्पादित करने के लिए कैसे किया जाता है। हमने यह भी चर्चा की कि इसके प्रकार, प्रणाली कार्यान्वयन और इसके उपयोग क्या हैं।