명령어 사이클과 인터럽트 (interrupt)

CPU는 메모리로부터 명령어나 데이터들을 갖고 와서 실행하고, 필요하다면 값을 저장할 수도 있다.

CPU는 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 일정한 패턴(정해진 흐름)대로 실행한다.

간혹 그 정해진 흐름을 방해하는 신호가 CPU에게 올 수 있는데, 그 신호를 인터럽트라고 부른다.

 

명령어 사이클

• 프로그램 속 명령어들은 일정한 주기가 반복되며 실행
• 이 주기를 명령어 사이클이라고 함 

 

메모리에 저장된 명령어를 실행하려면 메모리에 있는 값을 CPU의 레지스터로 갖고 와야한다.(인출)

그리고 이런식으로 인출을 하는 주기를 인출사이클

갖고 온 메모리를 실행시키는 것을 실행사이클 

인출-실행-인출-실행 ...

 

그런데 CPU로 명령어를 갖고 와도 바로 실행이 불가능한 경우가 있음 (명령어 주소지정 방식)

몇번 더 인출을 해와야 하는 상황에서는 간접사이클이 추가될 수 있다.

 

인터럽트

CPU가 꼭 주목해야 할 때, CPU가 얼른 처리해야 할 다른 작업이 생겼을 때 발생

• 동기 인터럽트(예외) : CPU가 예기치 못한 상황을 접했을 때 발생 (exception)
  • fault, trap, abort
• 비동기 인터럽트(하드웨어 인터럽트) : 주로 입출력장치에 의해 발생
  • 세탁기 완료 알림, 전자레인지 조리 알림과 같은 역할
  • 입출력 작업 도중에도 효율적으로 명령어를 처리하기 위해 하드웨어 인터럽트 사용
  • 입출력장치는 CPU에 비해 느리다 
  • 인터럽트가 없다면 CPU는 프린트 완료 여부를 주기적으로 확인해야 안다
    
    
  • 하드웨어 인터럽트의 처리 순서
    1. 입출력 장치는 CPU에 인터럽트 요청 신호를 보냄
    2. CPU는 실행 사이클이 끝나고 명령어를 인출하기 전 항상 인터럽트의 여부를 확인
    3. CPU는 인터럽트 요청을 확인하고 인터럽트 플래그를 통해 현재 인터럽트를 받아들일 수 있는지 여부를 확인
    4. 인터럽트를 받아들일 수 있다면 CPU는 지금까지의 작업을 백업 
    5. CPU는 인터럽트 백터를 참조하여 인터럽트 서비스 루틴을 실행
       - 인터럽트 백터 : 각각의 인터럽트를 구분하기 위한 정보 
    6. 인터럽트 서비스 루틴 실행이 끝나면 백업해 둔 작업을 복구하여 실행을 재개
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