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Diferença entre armadilha e interrupção no sistema operacional


Um sistema operacional é responsável por controlar os recursos de um sistema de computador e atuar como uma interface entre o hardware e o software. O gerenciamento de eventos que surgem durante a execução de programas é um componente crucial do projeto de sistemas operacionais. Armadilhas e interrupções são dois métodos frequentemente utilizados para esse propósito.

  • Uma trap é uma ocorrência gerada por computador que resulta de um erro ou exceção no programa que está sendo executado no momento. Divisão por zero, erros de página e instruções ilegítimas são alguns exemplos de armadilhas. A CPU entra instantaneamente no modo kernel após a ocorrência de uma armadilha e transfere o controle para o manipulador de armadilhas do sistema operacional, que é responsável por tratar o erro e tomar as medidas necessárias (como encerrar o programa).

  • Ao contrário, uma interrupção é um evento gerado por hardware provocado por um temporizador ou um dispositivo externo (como um teclado ou mouse).

O que é uma armadilha no sistema operacional?

Uma armadilha em um sistema operacional é uma interrupção gerada por software provocada por um erro ou exceção que ocorre enquanto um programa está sendo executado. Quando ocorre uma armadilha, a CPU alterna do modo de usuário para o modo kernel e salta para o manipulador de armadilhas, um ponto predefinido no sistema operacional. As armadilhas podem acontecer por vários motivos, incluindo divisão por zero, acesso a endereços de memória errados, execução de instruções erradas ou outras ocorrências imprevistas que podem forçar o programa a travar ou produzir resultados imprecisos.

As armadilhas também podem ser criadas propositalmente pelo software para solicitar ao sistema operacional um serviço específico, como leitura de um arquivo ou alocação de memória. O manipulador de armadilhas do sistema operacional é responsável por gerenciar a armadilha e tomar as medidas adequadas de acordo com a causa da armadilha. Por exemplo, se uma instrução ilegal acionou a armadilha, o manipulador da armadilha pode encerrar o programa e notificar o usuário sobre o erro. O manipulador de trap pode executar o serviço solicitado e transferir o controle de volta para o programa se o trap for acionado por uma solicitação de um serviço específico.

Como funcionam as armadilhas?

Os estágios a seguir podem ser usados para resumir como uma armadilha opera em um sistema operacional -

  • Um erro de divisão por zero, uma tentativa de acessar a memória errada ou uma instrução inválida são exemplos de erros ou exceções que podem ocorrer enquanto um programa está sendo executado. A CPU gera um sinal de trap após identificar a falha ou exceção.

  • Com a ajuda deste sinal, a CPU entra no modo kernel e transfere o controle para o manipulador de trap, uma área pré-determinada do sistema operacional.

  • O manipulador de armadilhas do sistema operacional verifica a origem da armadilha e toma as medidas necessárias. Isto pode implicar encerrar o programa, informar o usuário sobre um erro ou fornecer um serviço específico solicitado pelo programa.

  • O controle é retornado ao programa que criou o trap depois que o manipulador de trap termina seu trabalho e a CPU retorna ao modo de usuário.

O que é uma interrupção no sistema operacional?

Um dispositivo de hardware, como teclado, mouse ou unidade de disco, pode enviar um sinal de interrupção a um sistema operacional, que instrui a CPU a pausar brevemente a execução do programa que está sendo executado e mudar para outra tarefa. Nos sistemas computacionais atuais, as interrupções são uma técnica crucial para fornecer serviços de entrada/saída (E/S) e multitarefa.

Quando ocorre uma interrupção, a CPU faz a transição imediata do modo de usuário para o modo kernel e transfere o comando para o manipulador de interrupção do sistema operacional. Após identificar a origem da interrupção, o manipulador de interrupções toma as medidas necessárias, como ler dados do dispositivo ou realizar atividades adicionais de E/S.

Interrupções de hardware e interrupções de software são as duas categorias nas quais as interrupções podem ser divididas.

  • As interrupções de software são produzidas por software em execução na CPU, enquanto as interrupções de hardware são produzidas por componentes de hardware externos.

  • Interrupções mascaráveis e interrupções não mascaráveis são as categorias adicionais nas quais as interrupções de hardware são divididas. O software pode permitir ou desabilitar interrupções mascaráveis, mas o sistema não pode ignorar ou desabilitar interrupções não mascaráveis.

Como funcionam as interrupções?

Os seguintes estágios podem ser usados para resumir como uma interrupção funciona em um sistema operacional:

  • Um sinal de interrupção é produzido por um dispositivo de hardware externo para que a CPU saiba que precisa ser atendida. O sistema operacional pode lidar com a interrupção porque a CPU suspende a execução do programa em execução e entra no modo kernel.

  • Para lidar com a interrupção, o sistema operacional chama seu manipulador de interrupção. Quando ocorre uma interrupção, o manipulador de interrupção localiza sua origem e responde adequadamente lendo dados do dispositivo ou executando outras ações de entrada/saída (E/S).

  • O programa interrompido retoma a execução no local onde foi suspenso após o tratamento da interrupção.

Interrupções de hardware e interrupções de software são as duas categorias nas quais as interrupções podem ser divididas. As interrupções de software são produzidas por software em execução na CPU, enquanto as interrupções de hardware são produzidas por componentes de hardware externos.

Diferença entre armadilhas e interrupções no sistema operacional

A tabela a seguir destaca as principais diferenças entre Traps e Interrupções:

The trap is a signal that a user software sends to the operating system telling it to carry out particular activity right away.

A interrupção é um sinal do hardware que informa à CPU que algo precisa ser atendido imediatamente.</p>

The procedure is synchronized.

O processo é assíncrono.</p>

Every trap is interruptible.

Nem toda interrupção é uma armadilha.</p>

That might only occur from software-based devices. Devices' hardware and software could be at fault.

Isso só pode ocorrer em dispositivos baseados em software. O hardware e o software dos dispositivos podem ser os culpados.</p>

It is generated by a user programme instruction.

Eles são produzidos por hardware.</p>

A software interruption is another name for it.

Também é conhecido como interrupção de hardware.</p>

The operating system's specialised functionality is carried out, and the trap handler is given control.

Obriga o Processador a lançar um programa manipulador de interrupção específico.</p>

Conclusão

Resumindo, armadilhas e interrupções são dois componentes cruciais do sistema operacional que permitem à CPU gerenciar falhas, exceções e eventos externos. O software cria armadilhas, que são usadas para gerenciar erros e exceções que acontecem enquanto um programa está sendo executado. Ao contrário, as interrupções são produzidas por hardware externo e usadas para gerenciar operações de entrada/saída e reagir a ocorrências do momento.

Traps e interrupções exigem colocar a CPU no modo kernel e dar controle ao sistema operacional, mas vêm de fontes distintas e atendem a objetivos diferentes. Para a criação de sistemas operacionais eficazes e confiáveis, é essencial compreender as distinções entre armadilhas e interrupções.

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