【コンピュータシステム】外からの合図に即座に対応！「外部割込み」｜情報処理問題1000本ノック

CPUがプログラムを実行中に、外部の機器や内部のタイマーから緊急の知らせが入ることがあります。これらを整理して正しく分類できるようにしましょう。

1. 問題：外部割込みの要因

【 問題 】 コンピュータの割込み処理のうち、CPUの外部にある装置やタイマーなど、プログラムの実行状態とは直接関係なく発生する「外部割込み」に該当するものはどれでしょうか？

1. ゼロによる除算（ゼロ除算）
2. 存在しない命令コード（不正命令）の実行
3. タイマーによる設定時間の通知
4. ページフォールト（主記憶にないページへのアクセス）の発生

2. 正解：割込み処理に関する正解

正解： 3. タイマーによる通知

3. 解説：「内部」か「外部」かの境界線

割込みは、その原因が「CPU内部のプログラム実行によるもの」か「CPU外部の要因によるもの」かで大きく2つに分けられます。

【図解：割込みの種類と具体例】

■ 外部割込み ★今回の正解
・要因：CPUの外側から発生するイベント。
・具体例：
　- タイマー割込み：設定した時間が経過した。
　- 入出力割込み：キーボード入力やディスクの読み書き完了。
　- コンソール割込み：オペレーターによる操作。
　- 機械チェック割込み：電源異常やメモリのパリティエラーなど。

■ 内部割込み（ソフトウエア割込み・例外）
・要因：プログラムの実行中に、その内容によって発生するもの。
・具体例：
　- プログラム割込み：ゼロ除算（選択肢1）、不正命令（選択肢2）、オーバーフロー。
　- SVC割込み：OSの機能（システムコール）を呼び出す時。
　- ページフォールト：仮想記憶の制御（選択肢4）。

[ 覚え方のポイント ]
★ 内部割込み：そのプログラムを実行したから「自業自得」で起きたもの（計算ミスやOSへの依頼）。
★ 外部割込み：プログラムの都合に関わらず「外から勝手に」やってくるもの。

1. 理解のコツ: 外部割込みは、いわば「外からの呼び鈴」です。作業の手を止めて玄関へ向かうように、CPUは現在の状態を一時保存して、割り込んできた緊急事態（入力対応や時間管理）を優先して処理します。
2. 試験対策の視点: 「ゼロ除算」と「タイマー」は、内部と外部を区別する問題で最もよく使われる典型的なキーワードです。この2つの違いを基準に覚えるのが効率的です。

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4. まとめ

「プログラムの実行とは無関係に外から発生する」。これが外部割込みです。コンピュータが時間通りに動作したり、私たちの入力に即座に反応したりできるのは、この割込みの仕組みがあるおかげです。