Dado que o processador não pode tratar várias informações simultaneamente (trata uma informação de cada vez), um programa em execução pode, graças a uma interrupção, ser temporariamente suspendido, durante o tempo em que se executa uma rotina de interrupção. O programa interrompido pode seguidamente retomar a sua execução. Existem 256 endereços de interrupção diferentes.
Uma interrupção torna-se uma interrupção material quando é pedida por um componente material do computador. Com efeito, existem no computador numerosos periféricos. Estes têm geralmente necessidade de utilizar os recursos do sistema, nem que seja só para comunicar com ele.
Quando um periférico deseja aceder a um recurso, envia um pedido de interrupção ao processador para que lhe preste atenção. Assim, os periféricos têm um número de interrupção, que se chama IRQ (Interruption ReQuest, seja “pedido de interrupção”). Metaforicamente, cada periférico puxa “um cordão” ligado a um sino para avisar o computador que quer que lhe prestem atenção.
Este “cordão” é, com efeito, uma linha física que liga cada conector de extensão, bem como cada interface de entrada/saída, à placa mãe.Para uma posição ISA de 8 bits, por exemplo, existem 8 linhas IRQ que ligam os slots ISA 8 bits à placa- mãe (IRQ0 à IRQ7). Estes IRQ são controlados por um “controlador de interrupção” encarregado de “dar a palavra” ao IRQ que tem mais prioridade.
Com o aparecimento de slots 16 bits, os IRQ 8 a 15 foram acrescentados, por conseguinte foi necessário acrescentar um segundo controlador de interrupção. A ligação entre os dois grupos de interrupções faz-se através do IRQ 2 ligar ao IRQ 9 (chamado “cascata”). A cascata vem então em certa medida “inserir” os IRQ 8 a 15 entre os IRQ 1 e 3:
Sendo a prioridade dada por ordem de IRQ crescente, e os IRQ 8 a 15 inseridos entre os IRQ 1 e 3, a ordem de prioridade é por conseguinte a seguinte :
0 > 1 > 8 > 9 > 10 > 11 > 12 > 13 > 14 > 15 > 3 > 4 > 5 > 6 > 7
Os periféricos têm regularmente necessidade de “emprestar memória” ao sistema a fim de se servir como zona de tampão (em inglês buffer), ou seja uma zona de armazenamento temporária que permite registar rapidamente dados em entrada ou saída.
Um canal de acesso directo à memória, chamado DMA (Direct Memory Access ou Acesso directo à memória), foi assim definido para remediar.
O canal DMA designa um acesso a um lugar da memória viva (RAM) do computador, localizado “por um endereço de início” (ou “RAM Start Address” em inglês) e “um endereço de fim”. Este método permite a um periférico seguir canais especiais que lhe dão um acesso directo à memória, sem estar a fazer intervir o microprocessador, a fim de o libertar destas tarefas.
Um computador de tipo PC possui 8 canais DMA. Os quatro primeiros canais DMA têm uma amplitude de banda de 8 bits enquanto os DMA 4 a 7 têm uma amplitude de banda de 16 bits.
Os canais DMA são geralmente atribuídos do seguinte modo:
Os periféricos têm às vezes necessidade de trocar informações com o sistema, é por isso que endereços de memória lhes são atribuídos para o envio e a recepção de dados. Estes endereços são chamados “endereços básicos” (os termos seguintes são também utilizados às vezes: “portas de entrada/saída”, “portas E/S”, “endereço E/S”, “endereços de portas E/S”, “portas básicas”, ou em inglês I/O adress que significa«Input/Output Address»,, literalmente “Endereço de entrada/saída”).
É através deste endereço básico que o periférico pode comunicar com o sistema de exploração. Pode por conseguinte existir apenas um endereço de base único por periférico.
Eis uma lista de alguns endereços de base correntes:
Todos os elementos são contudo transparentes para o utilizador, ou seja, não tem que se preocupar com eles.
Uma interrupção é uma linha que liga um periférico ao processador. A interrupção é material quando é pedida por um componente material do PC. É o caso, por exemplo, quando uma tecla foi pressionada e o teclado quer atrair a atenção do processador para este acontecimento. Contudo, as 256 interrupções não podem ser todas pedidas como interrupções materiais e os diferentes periféricos chamam sempre interrupções bem precisas.
Assim, aquando da instalação de placas de extensão, é necessário garantir, no momento da configuração, que a mesma interrupção não seja utilizada por dois periféricos diferentes, isso provocaria um “conflito material”, conduzindo a um disfuncionamento de um dos dois periféricos.
Com efeito, se dois periféricos utilizarem a mesma interrupção, o sistema não saberá distingui-la. Um conflito material não se produz unicamente com dois periféricos que têm a mesma interrupção material, um conflito pode igualmente produzir-se quando dois periféricos possuem o mesmo endereço de entradas/saídas ou utilizam os mesmos canais DMA.
O IRQ de uma placa de extensão pode ser alterado a fim de lhe atribuir um número de IRQ não utilizado por um outro periférico.
| IRQ | Periférico |
|---|---|
| 0 | Relógio interno |
| 1 | teclado |
| 2 | controlador de interrupções programável Envio para os IRQ 8 a 15 |
| 3 | porta de comunicação COM2/COM4 |
| 4 | porta de comunicação COM1/COM3 |
| 5 | livre |
| 6 | controlador de disquetes |
| 7 | porta impressora LPT1 |
| 8 | CMOS (Relógio tempo real) |
| 9 | livre |
| 10 | livre |
| 11 | livre |
| 12 | porta rato PS2/livro |
| 13 | processador numérico de dados (Co-processador aritmético) |
| 14 | controlador de discos duros primário (IDE) |
| 15 | controlador de discos duros secundário (IDE) |
As portas COM1 e COM4 bem como os portos COM2 e COM3 utilizam as mesmas interrupções. Isto pode parecer ilógico na medida em que uma mesma interrupção não pode ser utilizada por dois periféricos. Na realidade, é possível utilizar a porta COM1 bem como a porta COM4 (bem como a porta COM2 e a porta COM3) na condição de estas não estarem simultaneamente activas. No caso contrário, o computador pode bloquear ou ter um comportamento anormal.
No caso de problema material, a primeira coisa a fazer é tentar isolar o problema a fim de determinar qual o periférico que coloca problemas. Isto significa que é necessário tentar eliminar todas as variáveis possíveis até à descoberta do elemento responsável: