Co to jest programowanie sygnałów?
„Programowanie sygnałów” jest terminem często używanym w odniesieniu do programu komputerowego, który działa przede wszystkim w odpowiedzi na sygnały lub zdarzenia generowane przez jakąś zmianę stanu lub przez dane wprowadzone przez użytkownika. Niemal każda część systemu komputerowego, od urządzenia peryferyjnego do samego systemu operacyjnego, może generować sygnał, który może zostać przechwycony przez aplikację, a następnie przetworzony. W wielu postaciach programowanie sygnałów przypomina programowanie sterowane zdarzeniami. Niektóre z najczęstszych zastosowań programowania sygnałów są z graficznymi interfejsami użytkownika, które reagują na dane wejściowe użytkownika, komunikację sieciową i programy niskiego poziomu, które przechwytują i obsługują określone sygnały systemowe.
Sygnał w programowaniu komputerowym można zdefiniować jako komunikat, zdarzenie lub przerwanie, w zależności od jego pochodzenia, architektury systemu, a nawet preferencji programisty. W najszerszym ujęciu jest to wskaźnik, że zmienił się stan lub fragment danych, a czasem towarzyszą mu dodatkowe informacje o zaistniałej zmianie. Sygnał może być generowany przez użytkownika po naciśnięciu klawisza, ze sprzętu, takiego jak monitor, gdy następuje powrót pionowy, lub nawet z systemu operacyjnego, gdy coś takiego jak błąd strony wystąpi podczas przydzielania pamięci.
W aplikacji programowanie sygnałów może przyjmować kilka rodzajów architektur, ale jednym z najczęstszych jest model słuchacza lub obserwatora. W tej metodzie fragment kodu zdefiniowanego przez użytkownika można przekazać w pewien sposób do modułu obsługi sygnału, zwykle w systemie operacyjnym, który następnie wywołuje ten fragment kodu w celu przetworzenia wszelkich sygnałów pasujących do tego, czego szuka funkcja. Typ sygnału, który funkcja może często obsługiwać, jest określany przez zmienną znaną jako maska sygnału, więc niektóre sygnały nie są przekazywane do procedur, które nie są zaprojektowane do ich obsługi.
Drugi typ programowania sygnałów obejmuje program, który implementuje kolejkę, która przyjmuje sygnały przychodzące. Ta kolejka jest odpytywana w głównej pętli wykonawczej programu, a program reaguje, gdy sygnał wejdzie do kolejki. Każdy sygnał można następnie logicznie posortować, obsłużyć, zignorować lub przekazać do innego procesu.
Pewne trudności mogą pojawić się w programowaniu sygnałów, gdy stosowane są procesy równoległe lub aplikacje wielowątkowe. Komplikacje mogą powstać, jeśli na przykład dwa oddzielne wątki nasłuchują sygnałów generowanych przez dwa oddzielne urządzenia wejściowe użytkownika lub z dwóch gniazd sieciowych. Jeśli dwóch użytkowników jednocześnie spróbuje dokonać zmiany niektórych danych, dane programu mogą wypaść z synchronizacji i wyglądać inaczej dla każdego użytkownika. Użycie kolejki liniowej lub wdrożenie metod synchronizacji wątków może pomóc w zapobieganiu tej sytuacji.