割り込み処理とは？意味をわかりやすく簡単に解説

割り込み処理とは

割り込み処理とは、コンピュータが実行中のプログラムを一時中断し、別の処理を優先的に行う仕組みです。この機能は、緊急性の高いタスクや外部からの要求に迅速に対応するために不可欠であり、リアルタイムシステムの動作を支える重要な要素となります。割り込み処理を理解することは、システム全体の効率と応答性を高める上で非常に重要です。

割り込みが発生すると、CPUは現在のプログラムの実行状態を保存し、割り込み処理ルーチン（割り込みハンドラ）と呼ばれる特別なプログラムを実行します。割り込みハンドラは、割り込みの原因を特定し、必要な処理を行った後、中断されたプログラムの実行を再開します。この一連の流れによって、システムは多様なイベントに柔軟に対応できます。

割り込み処理は、ハードウェア割り込みとソフトウェア割り込みの2種類に大別できます。ハードウェア割り込みは、キーボード入力やネットワークからのデータ受信など、外部デバイスからの信号によって発生します。一方、ソフトウェア割り込みは、プログラム自身がシステムコールなどを通じてOSに要求を出すことによって発生します。どちらの種類の割り込みも、システムの円滑な動作に貢献します。

割り込み処理の種類と優先度

「割り込み処理の種類と優先度」に関して、以下を解説していきます。

• 割り込み処理の種類
• 割り込み処理の優先度

割り込み処理の種類

割り込み処理には、大きく分けてハードウェア割り込みとソフトウェア割り込みの二種類が存在します。ハードウェア割り込みは、外部デバイスからの信号によって発生し、ソフトウェア割り込みは、プログラムからの要求によって発生するという違いがあります。これらの違いを理解することで、割り込み処理の全体像を把握できます。

ハードウェア割り込みは、タイマー割り込みやI/O割り込みなど、さらに細かく分類できます。ソフトウェア割り込みは、システムコールや例外処理など、プログラムの実行中に発生する様々なイベントに対応するために使用されます。これらの割り込みは、システム全体の安定性と効率性を維持するために重要な役割を果たします。

割り込み処理の優先度

割り込み処理には、複数の割り込みが同時に発生した場合に、どの割り込みを優先的に処理するかを決定するための優先度という概念が存在します。優先度の高い割り込みは、低い割り込みよりも先に処理されるため、システムの応答性を維持するために重要です。優先度制御を適切に行うことで、システム全体の安定性を高めることができます。

割り込み優先度の設定は、システム設計において重要な要素であり、誤った設定はシステムの誤動作や応答遅延を引き起こす可能性があります。一般的に、緊急性の高いイベントやリアルタイム性が求められる処理には、高い優先度が割り当てられます。優先度を適切に管理することで、システムは効率的に動作します。