割込み処理とは？

割込み処理の意味

CPUが現在の処理を一時中断し、優先度の高い別の処理（割込みハンドラ）を実行してから元の処理に戻る仕組み。ハードウェア割込み（入出力機器からの信号など）とソフトウェア割込み（プログラムからの要求など）に大別される。

割込み処理の具体例

プリンタの印刷完了通知や、キーボードのキー入力はハードウェア割込みの例。CPUは割込みが発生すると、実行中の処理の状態（レジスタの値など）を退避してから割込み処理へ移り、処理後に状態を復元して元の処理を再開する。

割込み処理は試験でどう引っ掛けられる？

分類の軸を混ぜないこと。内部割込みはゼロ除算やページフォールトなど実行中のプログラム自身が原因、外部割込みは入出力完了やタイマなどCPUの外が原因。元の処理へ戻るためプログラムカウンタとPSWを退避する点も頻出。

割込み処理と関連する用語

• CPUの構成と命令実行サイクル

割込み処理が出た過去問

• 割込み処理の終了後に，割込みによって中断された処理を割り込まれた場所から再開するために，割込み発生時にプロセッサが保存するものはどれか。

  正解：プログラムカウンタ

  要点：割込みでは再開位置を示すプログラムカウンタを退避する

  中断した場所から再開するには、次に実行すべき命令の番地を覚えておく必要がある。その番地を保持しているのがプログラムカウンタで、割込み発生時に退避され、復帰時に元へ戻される。

  出典：平成30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問10（IPA）

• メイン処理、及び表に示す二つの割込みA、Bの処理があり、多重割込みが許可されている。割込みA、Bが図のタイミングで発生するとき、0ミリ秒から5ミリ秒までの間にメ…

  正解：2

  要点：多重割込みでは高優先の割込みが低優先の処理を横取りする

  多重割込みが許可されているので、処理中でも優先度の高い割込みが入れば横取りされ、終了後に元の処理へ戻る。0msにBが始まり1.0ms分進んだところで1.0msに優先度の高いAが割り込み0.5ms実行、1.5msにBが再開して残り0.5msを消化し2.0msに終わる。以降メインは2.0〜2.5、3.0〜3.5、4.0〜5.0を使え、間の2.5〜3.0と3.5〜4.0はAの処理で奪われる。合計すると0.5＋0.5＋1.0＝2ミリ秒となる。

  出典：令和1年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問13（IPA）