L'interruption est un concept fondamental en informatique et en \u00e9lectronique, faisant r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 un signal envoy\u00e9 par un mat\u00e9riel ou un logiciel pour demander l'attention de l'unit\u00e9 centrale de traitement (CPU). Lorsqu'une interruption se produit, la CPU suspend sa t\u00e2che en cours et passe au traitement de la demande d'interruption. Les interruptions jouent un r\u00f4le crucial dans le multit\u00e2che, permettant aux appareils et aux applications de communiquer efficacement avec le processeur.<\/p>\n
Le concept d\u2019interruption remonte aux d\u00e9buts de l\u2019informatique. Dans les ann\u00e9es 1950, les premiers ordinateurs ont \u00e9t\u00e9 construits \u00e0 l\u2019aide de tubes \u00e0 vide et reposaient sur des s\u00e9quences de programmation simples. \u00c0 mesure que les ordinateurs sont devenus plus complexes et que des p\u00e9riph\u00e9riques ont \u00e9t\u00e9 introduits, il est devenu n\u00e9cessaire de disposer d'un m\u00e9canisme permettant de g\u00e9rer les \u00e9v\u00e9nements externes.<\/p>\n
La premi\u00e8re mention d'interruptions peut \u00eatre attribu\u00e9e \u00e0 l'ordinateur UNIVAC I, qui fut l'un des premiers ordinateurs disponibles dans le commerce. UNIVAC I, sorti en 1951, utilisait une forme basique d'interruptions pour g\u00e9rer les \u00e9v\u00e9nements mat\u00e9riels tels que les op\u00e9rations d'entr\u00e9e et de sortie.<\/p>\n
Dans les syst\u00e8mes informatiques modernes, les interruptions sont cruciales pour g\u00e9rer efficacement les interactions mat\u00e9rielles et logicielles. Lorsqu'un p\u00e9riph\u00e9rique mat\u00e9riel requiert votre attention ou qu'un \u00e9v\u00e9nement logiciel sp\u00e9cifique se produit, une interruption est d\u00e9clench\u00e9e, ce qui arr\u00eate la t\u00e2che en cours du processeur et transf\u00e8re le contr\u00f4le \u00e0 une routine de gestion d'interruption. Une fois que le gestionnaire d'interruption a termin\u00e9 sa t\u00e2che, le processeur reprend la t\u00e2che interrompue.<\/p>\n
Les interruptions peuvent \u00eatre class\u00e9es en deux cat\u00e9gories principales : les interruptions mat\u00e9rielles et les interruptions logicielles. Les interruptions mat\u00e9rielles sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9es en externe par des p\u00e9riph\u00e9riques, tels que des claviers, des souris ou des cartes r\u00e9seau. D'un autre c\u00f4t\u00e9, les interruptions logicielles sont g\u00e9n\u00e9ralement g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par des applications logicielles pour demander des services au syst\u00e8me d'exploitation.<\/p>\n
La structure interne des interruptions est \u00e9troitement li\u00e9e \u00e0 l'architecture du processeur et \u00e0 son interaction avec d'autres composants mat\u00e9riels. Lorsqu'une interruption se produit, la CPU ex\u00e9cute les \u00e9tapes suivantes\u00a0:<\/p>\n
Demande d'interruption (IRQ)<\/strong>: Le dispositif ou le logiciel d'interruption envoie un signal de demande d'interruption (IRQ) au CPU, indiquant le besoin d'attention.<\/p>\n<\/li>\n Contr\u00f4leur d'interruption<\/strong>: Le CPU re\u00e7oit le signal IRQ et transf\u00e8re le contr\u00f4le au contr\u00f4leur d'interruption, qui priorise et g\u00e8re les interruptions entrantes. Les syst\u00e8mes modernes utilisent des contr\u00f4leurs d'interruption avanc\u00e9s capables de g\u00e9rer de nombreuses sources d'interruption.<\/p>\n<\/li>\n Vecteur d'interruption<\/strong>: Chaque interruption est associ\u00e9e \u00e0 un vecteur d'interruption, qui est un identifiant unique pour le type d'interruption. Le contr\u00f4leur d'interruption utilise ce vecteur pour localiser la routine de gestion d'interruption appropri\u00e9e.<\/p>\n<\/li>\n Gestionnaire d'interruption<\/strong>: Le gestionnaire d'interruption est une routine sp\u00e9cialis\u00e9e con\u00e7ue pour g\u00e9rer un type sp\u00e9cifique d'interruption. Il traite l'interruption et effectue les actions n\u00e9cessaires, telles que la lecture des donn\u00e9es de l'appareil ou la r\u00e9ponse \u00e0 une requ\u00eate logicielle.<\/p>\n<\/li>\n Changement de contexte<\/strong>: Lorsqu'une interruption se produit, la CPU enregistre l'\u00e9tat actuel de la t\u00e2che interrompue, y compris ses valeurs de compteur de programme et de registre, dans une structure de donn\u00e9es appel\u00e9e bloc de contr\u00f4le de processus (PCB). Cela permet au CPU de reprendre la t\u00e2che plus tard sans perdre sa progression.<\/p>\n<\/li>\n Acquittement d'interruption<\/strong>: Une fois que le gestionnaire d'interruption a termin\u00e9 sa t\u00e2che, le CPU accuse r\u00e9ception de l'interruption et restaure le contexte de la t\u00e2che interrompue. Le CPU reprend alors la t\u00e2che l\u00e0 o\u00f9 elle a \u00e9t\u00e9 interrompue.<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n Les interruptions offrent plusieurs fonctionnalit\u00e9s cl\u00e9s qui contribuent \u00e0 l\u2019efficacit\u00e9 et \u00e0 la r\u00e9activit\u00e9 des syst\u00e8mes informatiques modernes\u00a0:<\/p>\n Communication asynchrone<\/strong>: les interruptions permettent aux p\u00e9riph\u00e9riques et aux logiciels de communiquer de mani\u00e8re asynchrone avec le processeur, garantissant ainsi que les t\u00e2ches critiques sont trait\u00e9es rapidement sans attendre que le processeur interroge continuellement les p\u00e9riph\u00e9riques.<\/p>\n<\/li>\n Traitement prioritaire<\/strong>: Les interruptions peuvent \u00eatre hi\u00e9rarchis\u00e9es, garantissant que les interruptions de priorit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e sont trait\u00e9es avant celles de priorit\u00e9 inf\u00e9rieure. Cela permet de g\u00e9rer efficacement les \u00e9v\u00e9nements critiques.<\/p>\n<\/li>\n Architecture pilot\u00e9e par les \u00e9v\u00e9nements<\/strong>: les interruptions permettent une programmation \u00e9v\u00e9nementielle, dans laquelle les applications r\u00e9pondent \u00e0 des \u00e9v\u00e9nements sp\u00e9cifiques, tels que des entr\u00e9es utilisateur ou des signaux mat\u00e9riels, plut\u00f4t que de suivre une s\u00e9quence lin\u00e9aire.<\/p>\n<\/li>\n Utilisation efficace des ressources<\/strong>: En suspendant les t\u00e2ches uniquement lorsque cela est n\u00e9cessaire, les interruptions permettent une meilleure utilisation des ressources du processeur, \u00e9vitant ainsi les cycles inutiles consacr\u00e9s aux interrogations.<\/p>\n<\/li>\n Traitement en temps r\u00e9el<\/strong>: Les interruptions jouent un r\u00f4le essentiel dans les syst\u00e8mes en temps r\u00e9el, o\u00f9 des r\u00e9ponses rapides aux \u00e9v\u00e9nements externes sont cruciales, comme dans l'automatisation industrielle ou la robotique.<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n Les interruptions peuvent \u00eatre class\u00e9es en diff\u00e9rents types en fonction de leur origine et de leur fonction. Vous trouverez ci-dessous une liste des types d'interruptions courants\u00a0:<\/p>\nAnalyse des principales caract\u00e9ristiques d\u2019Interrupt<\/h2>\n
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Types d'interruptions<\/h2>\n