Excepciones del Microprocesador
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Las excepciones son interrupciones causadas por errores en el programa como divisiones entre 0. Generan un cambio de contexto al modo supervisor para que el sistema operativo maneje el error. Las excepciones garantizan la integridad de datos al detectar accesos inválidos. Si el SO no puede solucionar la excepción, notificará el error al usuario y abortará la aplicación.
Excepciones del Microprocesador
- 2. Excepciones • Las excepciones son un tipo de interrupción sincrónica típicamente causada por una condición de error en un programa, como por ejemplo una división entre 0 o un acceso inválido a memoria en un proceso de usuario. • Normalmente genera un cambio de contexto a modo supervisor para que el sistema operativo atienda el error. Así pues, las excepciones son un mecanismo de protección que permite garantizar la integridad de los datos almacenados tanto en el espacio de usuario como en el espacio kernel. • Cuando el Sistema Operativo detecta una excepción intenta solucionarla, pero en caso de no poder simplemente notificará la condición de error a la aplicación/usuario y abortará la misma.
- 3. EXCEPCIONES • Se dan cuando la CPU intenta ejecutar una instrucción incorrectamente construida, como divisiones por cero, etc. • Las excepciones, al igual que las interrupciones, deben estar identificadas.
- 4. CLASES DE EXCEPCIONES • Las instrucciones de un programa pueden estar mal construidas por diversas razones: • El código de operación puede El ser incorrecto. • Se intenta realizar alguna operación no definida, como dividir por cero. • La instrucción puede no estar permitida en el modo de ejecución actual. • La dirección de algún operando puede ser incorrecta o se intenta violar alguno de sus permisos de uso.
- 5. DIFERENCIA ENTRE INTERRUPCIONES Y EXCEPCIONES • Cuando la CPU intenta ejecutar una instrucción incorrectamente construida, la unidad de control lanza una excepción para permitir al sistema operativo ejecutar el tratamiento adecuado. • Al contrario que en una interrupción, la instrucción en curso es abortada.
- 6. DIFERENCIA ENTRE INTERRUPCIONES Y EXCEPCIONES • El sistema operativo ocupa una posición intermedia entre los programas de aplicación y el hardware. No se limita a utilizar el hardware a petición de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware es el que necesita que se ejecute código del SO.
- 7. DIFERENCIA ENTRE INTERRUPCIONES Y EXCEPCIONES • En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones: • Algún dispositivo de E/S necesita atención. • Se ha producido una situación de error al intentar ejecutar una instrucción del programa (normalmente la aplicación). • En ambos casos, la acción realizada no está ordenada por el programa de aplicación, es decir, no figura en el programa.
- 8. Según los dos casos anteriores, se tienen las interrupciones y las excepciones: • Interrupción: señal que envía un dispositivo de E/S a la CPU para indicar que la operación de la que estaba ocupado, ya ha terminado. • Excepción: una situación de error detectada por la CPU mientras ejecutaba una instrucción, que requiere tratamiento por parte del sistema operativo.
- 9. • Peter Norton, distinguido informático nacido en 1943, dijo lo siguiente respecto a las interrupciones: • “(con interrupciones) el procesador no desperdicia su tiempo buscando trabajo – cuando hay algo qué hacer, el trabajo va en busca del procesador.”
- 10. • Se puede afirmar entonces que tanto las interrupciones como las excepciones alteran el flujo del programa. La diferencia entre ambas es que las interrupciones son usadas para manejar eventos externos (puertos seriales, teclado) y las excepciones son usadas para manejar errores en las instrucciones (división por cero, opcode indefinido). • Las interrupciones son manejadas por el procesador después de que finaliza la instrucción actual. Si se encuentra una señal en su pin de interrupción, buscará la dirección del manejador de interrupciones en la tabla de interrupciones y pasará el control de la rutina. • Después de retornar de el manejador de rutina de interrupciones, retornará la ejecución del programa en la instrucción posterior a la instrucción interrumpida.
- 11. TRATAMIENTO DE LAS INTERRUPCIONES • Una interrupción se trata en todo caso, después de terminar la ejecución de la instrucción en curso. • El tratamiento depende de cuál sea el dispositivo de E/S que ha causado la interrupción, ante la cual debe poder identificar el dispositivo que la ha causado.
- 12. IMPORTANCIA DE LAS EXCEPCIONES • El mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial para impedir, junto a los modos de ejecución de la CPU y los mecanismos de protección de la memoria, que las aplicaciones realicen operaciones que no les están permitidas. En cualquier caso, el tratamiento específico de una excepción lo realiza el sistema operativo.
- 13. • Como en el caso de las interrupciones, el hardware se limita a dejar el control al sistema operativo, y éste es el que trata la situación como convenga. • Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepción no retorne al programa que se estaba ejecutando cuando se produjo la excepción, sino que el sistema operativo aborte la ejecución de ese programa. Este factor depende de la pericia del programador para controlar la excepción adecuadamente.
- 14. GRACIAS