Аппаратные и программные

1.2.4.1 Классификация прерываний 
В зависимости от источника возникновения сигнала прерывания делятся 
на: 
• асинхронные или внешние (аппаратные) — события, которые исходят 
от внешних источников (например, периферийных устройств) и могут 
произойти в любой произвольный момент: сигнал от таймера, внешнего 
интерфейса, АЦП и других; 
• внутренние — события в самом процессоре как результат нарушения 
каких-то условий при исполнении машинного кода: деление на ноль 
или переполнение, обращение к недопустимым адресам или 
недопустимый код операции. Такого рода прерывания еще называются 
исключительными ситуациями (exceptions);
• программные (частный случай внутреннего прерывания) — 
инициируются исполнением специальной инструкции в коде 
программы. Программные прерывания как правило используются для 
обращения к функциям встроенного программного обеспечения
драйверов и операционной системы. 
Аппаратные прерывания могут возникать в произвольные моменты 
времени и являются асинхронными по отношению к выполняемой программе. 
С помощью аппаратных прерываний осуществляется взаимодействие 
процессора с периферийными устройствами, а также сообщается о различных 
ошибках аппаратуры (например, ошибка памяти, ошибка передачи по шине и т. 

---

24 
п.) или об аварийном отключении питания. Во втором случае иногда такие 
прерывания называют исключительными ситуациями (exceptions).
Реагируя на аппаратное прерывание, процессор должен идентифицировать 
его источник, сохранить минимальный контекст прерываемой программы и 
переключаться на специальную программу – обработчик прерывания (interrupt 
handler), который может быть оформлен как процедура или задача. 
Действия 
обработчика 
прерывания, 
называемые 
обслуживанием 
прерывания, заключается в том, чтобы правильно отреагировать на прерывание 
конкретного источника (например, поместить символ нажатой клавиши в 
буфер, произвести инкремент системных часов и т. п.). 
После завершения обслуживания прерывания процессор возвращается к 
выполнению прерванной программы, и она должна продолжиться таким 
образом, как будто прерывания не было. 
К основным ситуациям, возникающим вне процессора и приводящим к 
прерыванию, относятся: 
• запросы от управляемого объекта (являются типичными для 
управляющих систем), т.е. запросы от ВУ: 
a) ВУ, готовые к обмену, требуют реакции процессора для организации 
программно-управляемой передачи данных; 
b) завершение работы ВУ или КВВ по передаче данных; 
c) особая (аварийная) ситуация в ВУ или КВВ. 
• запросы прерываний от других процессоров для обеспечения 
синхронизации вычислительных процессов, протекающих в рамках 
многопроцессорной системы. 
Программные прерывания, в отличие от аппаратных, появляются 
синхронно по отношению к выполняемой программе. 
Причинами программных прерываний могут служить особые ситуации, 
возникающие при выполнении программы, препятствующие нормальному 
продолжению программы и требующие специального обслуживания 
(переполнение, нарушение защиты памяти, отсутствие нужной страницы в 
оперативной памяти и т.п.), а также специальные команды типа INT n ( n — 
номер прерывания), являющиеся генераторами программных прерываний. Эти 
команды обычно используются для вызова определенных функций ОС. 
Обработка исключительных ситуаций (exception handling) — механизм 
языков программирования, предназначенный для описания реакции программы 
на ошибки времени выполнения и другие возможные проблемы (исключения), 
которые могут возникнуть при выполнении программы и приводят к 
невозможности (бессмысленности) дальнейшей отработки программой её 

---

25 
базового алгоритма. В русском языке также применяется более короткая форма 
термина: «обработка исключений». 
Во время выполнения программы могут возникать ситуации, когда 
состояние данных, УВВ или компьютерной системы в целом делает 
дальнейшие вычисления в соответствии с базовым алгоритмом невозможным 
или бессмысленными. Классические примеры подобных ситуаций: 
• Нулевое 
значение 
знаменателя 
при 
выполнении 
операции 
целочисленного деления. Результата у операции быть не может, 
поэтому ни дальнейшие вычисления, ни попытка использования 
результата деления не приведут к решению задачи. 
• Ошибка при попытке считать данные с внешнего устройства. Если 
данные не удаётся ввести, любые дальнейшие запланированные 
операции с ними бессмысленны. 
• Исчерпание доступной памяти. Если в какой-то момент система 
оказывается не в состоянии выделить достаточный для прикладной 
программы объём оперативной памяти, программа не сможет работать 
нормально. 
• Появление сигнала аварийного отключения электропитания системы. 
Прикладную задачу, по всей видимости, решить не удастся, в лучшем 
случае (при наличии какого-то резерва питания) прикладная программа 
может озаботиться сохранением данных. 
• Появление на входе коммуникационного канала данных, требующих 
немедленного считывания. Чем бы ни занималась в этот момент 
программа, она должна перейти к чтению данных, чтобы не потерять 
поступившую информацию.