操作系统中陷阱与中断的区别

本文将介绍陷阱与中断的区别。但在讨论区别之前，您必须先了解陷阱和中断。

什么是陷阱？

陷阱由用户程序引起，用于调用操作系统的功能。假设用户应用程序需要将某些内容打印到屏幕上，它会触发一个陷阱，然后操作系统会将数据写入屏幕。

陷阱是软件产生的，可以由多种因素引起，包括指令错误，例如除以零或非法内存访问。当用户程序向操作系统发出明确的服务请求时，也可能生成陷阱。

陷阱被称为同步事件，因为当前指令的执行更有可能导致陷阱。系统调用是另一种类型的陷阱，程序通过系统调用请求操作系统寻求某些服务，操作系统随后会生成中断以允许程序访问这些服务。

陷阱作为中断更为活跃，因为代码将很大程度上依赖于陷阱可用于与操作系统进行交互的事实。因此，为了访问任何系统服务，陷阱将重复陷阱的功能。

操作系统中陷阱的机制

CPU 上的用户程序通常使用库调用来发出系统调用。库例程检查的目的是验证程序的参数，创建数据结构以将参数从应用程序传输到操作系统内核，然后执行称为陷阱或软件中断的特殊指令。

这些特殊的指令或陷阱具有操作数，有助于确定应用程序输入需要哪个内核服务。因此，当进程设置为执行陷阱时，中断会保存用户代码的状态，切换到监督模式，然后分派可能提供所请求服务的相关内核过程。

什么是中断？

中断是软件或硬件发出的信号，当进程或事件需要立即关注时。由于硬件和软件都会生成这些信号，因此它们被称为硬件中断和软件中断。硬件设备产生中断。中断可能由 USB 设备、网卡或键盘引起。中断是异步发生的，它们可能在任何时候发生。

中断引脚是 CPU 上的专用引脚。它也称为 INT 引脚。中断引脚连接键盘等设备到处理器。当按下按键时，会发生中断。CPU 将从当前进程切换到中断处理程序例程。在这种情况下，正在发生键盘中断处理程序例程。完成中断处理程序代码后，CPU 将返回到正在运行的原始程序。当发生中断时，CPU 会更改上下文并执行中断处理程序。完成后，它将返回到之前的状态。

CPU 只有一个中断引脚，但有多个硬件设备。中断控制器允许多个引脚共享一个中断引脚。为了识别哪个设备导致了中断，处理器将与中断控制器交互，执行适当的中断处理程序过程。这可能是处理计时器、USB 或键盘中断的方法。

操作系统中中断的机制

让我们看看中断是如何工作的。程序中执行多个指令，程序执行一条指令所需的时间称为指令周期。I/O 设备或用户程序可能在 CPU 执行程序指令时生成中断。当 CPU 正在执行程序指令时，这些中断将作为输入传递给它。

处理器通过在每个指令周期后检查是否有待处理中断来管理中断。如果 CPU 未识别到任何待处理中断，它将继续执行下一个程序指令。如果 CPU 识别到待处理中断，它将停止指令的执行并调用中断处理程序程序来处理待处理的中断。

陷阱与中断的主要区别

在这里，您将了解操作系统中陷阱与中断的主要区别。操作系统中的陷阱与中断之间存在区别。一些区别如下：

1. 陷阱是用户程序发出的信号，指示操作系统立即执行某些功能。相比之下，中断是硬件发出的发送给 CPU 的信号，表明有事件需要立即关注。
2. 陷阱还会触发 OS 功能。它将控制权交给陷阱处理程序。相比之下，中断会触发 CPU 执行中断处理程序例程。
3. 陷阱是同步的，可能在指令执行后发生。相比之下，中断是异步的，可能在任何时候发生。
4. 陷阱由用户程序指令生成。相比之下，硬件设备会生成中断。
5. 陷阱也称为软件中断。相比之下，中断称为硬件中断。
6. 陷阱是同步过程。相比之下，中断是异步过程。

陷阱与中断的逐项比较

在这里，您将了解操作系统中陷阱与中断的逐项比较。操作系统中的陷阱与中断之间存在区别。一些区别如下：

结论

有两种事件：陷阱和中断。陷阱和中断的区别在于，陷阱是由用户程序触发以调用 OS 功能的，而中断是由硬件设备触发以允许处理器执行相应的中断处理程序例程。