Mengganggu

Interupsi adalah konsep dasar dalam ilmu komputer dan elektronik, mengacu pada sinyal yang dikirim oleh perangkat keras atau perangkat lunak untuk meminta perhatian Central Processing Unit (CPU). Ketika interupsi terjadi, CPU menangguhkan tugasnya saat ini dan beralih menangani permintaan interupsi. Interupsi memainkan peran penting dalam multitasking, memungkinkan perangkat dan aplikasi berkomunikasi dengan CPU secara efisien.

Sejarah asal usul Interrupt dan penyebutan pertama kali

Konsep interupsi dapat ditelusuri kembali ke masa awal komputasi. Pada tahun 1950-an, komputer pertama dibuat menggunakan tabung vakum dan mengandalkan rangkaian pemrograman sederhana. Ketika komputer menjadi lebih kompleks dan perangkat periferal diperkenalkan, muncul kebutuhan akan suatu mekanisme untuk menangani kejadian eksternal.

Penyebutan interupsi pertama kali dikaitkan dengan komputer UNIVAC I, yang merupakan salah satu komputer paling awal yang tersedia secara komersial. UNIVAC I, dirilis pada tahun 1951, memanfaatkan bentuk dasar interupsi untuk menangani kejadian perangkat keras seperti operasi input dan output.

Informasi rinci tentang Interupsi. Memperluas topik Interupsi.

Dalam sistem komputer modern, interupsi sangat penting untuk mengelola interaksi perangkat keras dan perangkat lunak secara efisien. Ketika perangkat keras memerlukan perhatian atau peristiwa perangkat lunak tertentu terjadi, interupsi dipicu, yang menghentikan tugas CPU saat ini dan mentransfer kendali ke rutinitas penanganan interupsi. Setelah pengendali interupsi menyelesaikan tugasnya, CPU melanjutkan tugas yang terputus.

Interupsi dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori utama: interupsi perangkat keras dan interupsi perangkat lunak. Interupsi perangkat keras dihasilkan secara eksternal oleh perangkat periferal, seperti keyboard, mouse, atau kartu jaringan. Di sisi lain, interupsi perangkat lunak biasanya dihasilkan oleh aplikasi perangkat lunak untuk meminta layanan dari sistem operasi.

Struktur internal Interupsi. Bagaimana Interupsi bekerja.

Struktur internal interupsi terkait erat dengan arsitektur CPU dan interaksinya dengan komponen perangkat keras lainnya. Ketika interupsi terjadi, CPU melakukan langkah-langkah berikut:

1. Permintaan Interupsi (IRQ): Perangkat atau perangkat lunak yang mengganggu mengirimkan sinyal permintaan interupsi (IRQ) ke CPU, yang menunjukkan perlunya perhatian.

2. Pengendali Interupsi: CPU menerima sinyal IRQ dan mentransfer kendali ke pengontrol interupsi, yang memprioritaskan dan mengelola interupsi yang masuk. Sistem modern menggunakan pengontrol interupsi canggih yang mampu menangani berbagai sumber interupsi.

3. Vektor Interupsi: Setiap interupsi dikaitkan dengan vektor interupsi, yang merupakan pengidentifikasi unik untuk tipe interupsi. Pengontrol interupsi menggunakan vektor ini untuk menemukan rutinitas penanganan interupsi yang sesuai.

4. Penangan Interupsi: Penangan interupsi adalah rutinitas khusus yang dirancang untuk menangani jenis interupsi tertentu. Ia memproses interupsi dan melakukan tindakan yang diperlukan, seperti membaca data dari perangkat atau merespons permintaan perangkat lunak.

5. Peralihan Konteks: Ketika interupsi terjadi, CPU menyimpan status saat ini dari tugas yang diinterupsi, termasuk penghitung program dan nilai registernya, dalam struktur data yang disebut blok kendali proses (PCB). Hal ini memungkinkan CPU untuk melanjutkan tugas nanti tanpa kehilangan kemajuannya.

6. Pengakuan Interupsi: Setelah pengendali interupsi menyelesaikan tugasnya, CPU mengenali interupsi tersebut dan memulihkan konteks tugas yang diinterupsi. CPU kemudian melanjutkan tugas dari titik interupsinya.

Analisis fitur utama Interupsi

Interupsi menawarkan beberapa fitur utama yang berkontribusi terhadap efisiensi dan daya tanggap sistem komputer modern:

1. Komunikasi Asinkron: Interupsi memungkinkan perangkat dan perangkat lunak berkomunikasi secara asinkron dengan CPU, memastikan bahwa tugas-tugas penting ditangani dengan segera tanpa menunggu CPU melakukan polling pada perangkat secara terus-menerus.

2. Penanganan Prioritas: Interupsi dapat diprioritaskan, memastikan bahwa interupsi dengan prioritas lebih tinggi dilayani sebelum interupsi dengan prioritas lebih rendah. Hal ini membantu mengelola peristiwa penting waktu secara efektif.

3. Arsitektur Berbasis Peristiwa: Interupsi mengaktifkan pemrograman berbasis peristiwa, di mana aplikasi merespons peristiwa tertentu, seperti masukan pengguna atau sinyal perangkat keras, daripada mengikuti urutan linier.

4. Pemanfaatan Sumber Daya yang Efisien: Dengan menangguhkan tugas hanya jika diperlukan, interupsi memungkinkan pemanfaatan sumber daya CPU yang lebih baik, mencegah siklus pemborosan yang dihabiskan untuk polling.

5. Pemrosesan Waktu Nyata: Interupsi memainkan peran penting dalam sistem real-time, di mana respons tepat waktu terhadap kejadian eksternal sangatlah penting, seperti dalam otomasi industri atau robotika.

Jenis Interupsi

Interupsi dapat dikategorikan menjadi berbagai jenis berdasarkan asal dan fungsinya. Di bawah ini adalah daftar jenis interupsi yang umum:

Cara penggunaan Interrupt, permasalahan, dan solusinya terkait penggunaan

Interupsi banyak digunakan dalam berbagai aspek sistem komputer. Beberapa aplikasi umum meliputi:

1. Interaksi Perangkat: Interupsi perangkat keras memungkinkan perangkat seperti keyboard, mouse, dan kartu jaringan berinteraksi dengan CPU secara efisien.

2. Peralihan Tugas: Sistem operasi menggunakan interupsi untuk mengimplementasikan multitasking, memungkinkan CPU untuk beralih di antara proses atau thread yang berbeda.

3. Sistem Waktu Nyata: Dalam sistem real-time, interupsi sangat penting untuk menangani peristiwa-peristiwa penting dalam waktu, memastikan respons segera terhadap rangsangan eksternal.

Terlepas dari manfaatnya, penggunaan interupsi dapat menimbulkan beberapa tantangan:

• Interupsi Overhead: Interupsi yang sering terjadi dapat menimbulkan overhead, sehingga mempengaruhi kinerja sistem secara keseluruhan.

• Manajemen Prioritas Interupsi: Prioritas interupsi yang tepat sangat penting untuk menghindari pertikaian sumber daya dan memastikan penanganan kejadian berprioritas tinggi secara tepat waktu.

• Latensi Interupsi: Waktu antara permintaan interupsi dan penanganannya (latensi interupsi) harus diminimalkan untuk aplikasi yang sensitif terhadap waktu.

Untuk mengatasi masalah ini, perancang sistem menggunakan teknik seperti penggabungan interupsi, preemption interupsi, dan rutinitas penanganan interupsi yang efisien.

Ciri-ciri utama dan perbandingan lain dengan istilah serupa

Interupsi vs. Polling:

• Interupsi bersifat event-driven dan asynchronous, sedangkan polling adalah metode pengecekan event yang kontinyu dan sinkron.
• Interupsi lebih efisien karena menghindari pemborosan siklus CPU pada polling yang konstan.

Interupsi vs. Pengecualian:

• Interupsi adalah peristiwa eksternal yang dihasilkan oleh perangkat keras atau perangkat lunak untuk meminta perhatian CPU.
• Pengecualian adalah peristiwa internal yang disebabkan oleh CPU itu sendiri karena kondisi kesalahan atau instruksi tertentu.

Interupsi vs. Jebakan:

• Interupsi digunakan untuk kejadian eksternal, sedangkan jebakan (juga dikenal sebagai interupsi perangkat lunak) digunakan untuk kejadian internal seperti panggilan sistem.

Perspektif dan teknologi masa depan terkait Interrupt

Seiring dengan kemajuan komputasi, peran interupsi akan tetap penting dalam menangani semakin kompleksnya interaksi perangkat keras dan perangkat lunak. Teknologi masa depan mungkin berfokus pada:

• Peningkatan Kemampuan Waktu Nyata: Penelitian kemungkinan besar akan mengarah pada perbaikan dalam penanganan interupsi untuk memenuhi tuntutan ketat aplikasi real-time.

• Penanganan Interupsi Hemat Energi: Teknik untuk mengurangi overhead interupsi dan konsumsi daya pada perangkat portabel dan pusat data.

• Mekanisme Prioritas yang Inovatif: Skema prioritas interupsi yang lebih canggih untuk mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya dan memastikan daya tanggap.

Bagaimana server proxy dapat digunakan atau dikaitkan dengan Interupsi

Server proxy dapat memainkan peran penting dalam mengelola interupsi di lingkungan jaringan. Ketika banyak klien mengakses internet melalui proxy, proxy tersebut dapat secara efisien menangani interupsi seperti resolusi DNS, menyimpan konten dalam cache, dan mengelola koneksi. Dengan bertindak sebagai perantara, server proxy dapat membantu mengoptimalkan lalu lintas jaringan dan meningkatkan pengalaman penelusuran secara keseluruhan.

Tautan yang berhubungan

Untuk informasi selengkapnya tentang Interupsi, Anda dapat menjelajahi sumber daya berikut:

1. Interupsi dan Penangan Interupsi
2. Pengantar Interupsi dan Perangkap
3. Penanganan Interupsi di Linux