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中断

来源:用户分享 时间:2026/7/27 20:42:23 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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中断:指当出现需要时,CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的程序和执行过程。即在程序运行过程中,系统出现了一个必须由CPU立即处理的情况,此时,CPU暂时中止程序的执行转而处理这个新的情况的过程就叫做中断。

虽然现在win9x已经有了PNP(即插即用)功能,但是中断冲突仍然是不可避免的,其中最为容易发生冲突的就是IRQ、DMA和I/O。首先我们先了解一下IRQ、DMA和I/O的概念:

1、IRQ(Interrupt Request)

IRQ英文全称Interrupt Request,中文翻译为中断请求线。计算机中有许多设备(例如声卡、硬盘等)他们都能在没有CPU介入的情况下完成一定的工作。但是这些设备还是需要定期中断CPU,让CPU为其做一些特定的工作。如果这些设备要中断CPU的运行,就必需在中断请求线上把CPU中断的信号发给CPU。所以每个设备只能使用自己独立的中断请求线。一般来说在80286以上计算机中,共有16个中断请求线与各种需要用中断的不同外设相连接,(每个中断线有一个标号也就是中断号)。

中断是计算机中的一个十分重要的概念,在现代计算机中毫无例外地都要采用中断技术。什么是中断呢?可以举一个日常生活中的例子来说明,假如你正在给朋友写信,电话铃响了。这时,你放下手中的笔,去接电话。通话完毕,再继续写信。这个例子就表现了中断及其处理过程:电话铃声使你暂时中止当前的工作,而去处理更为急需处理的事情(接电话),把急需处理的事情处理完毕之后,再回头来继续原来的事情。在这个例子中,电话铃声称为“中断请求”,你暂停写信去接电话叫作“中断响应”,接电话的过程就是“中断处理”,相应地,在计算机执行程序的过程中,由于出现某个特殊情况(或称为“事件”),使得CPU中止现行程序,而转去执行处理该事件的处理程序(俗称中断处理或中断服务程序),待中断服务程序执行完毕,再返回断点继续执行原来的程序,这个过程称为中断。

计算机为什么要采用中断

为了说明这个问题,再举一例子。假设你有一个朋友来拜访你,但是由于不知道何时到达,你只能在大门等待,于是什么事情也干不了。如果在门口装一个门铃,你就不必在门口等待而去干其它的工作,朋友来了按门铃通知你,你这时才中断你的工作去开门,这样就避免等待和浪费时间。计算机也是一样,例如打印输出,CPU传送数据的速度高,而打印机打印的速度低,如果不采用中断技术,CPU将经常处于等待状态,效率极低。而采用了中断方式,CPU可以进行其它的工作,只在打印机缓冲区中的当前内容打印完毕发出中断请求之后,才予以响应,暂时中断当前工作转去执行向缓冲区传送数据,传送完成后又返回执行原来的程序。这样就大大地提高了计算机系统的效率。

什么是中断的优先级

我们仍然可以举例说明中断优先级的概念。在上面的例子中,如果在电话铃响的同时,门铃也响了,那么你将在“接电话”和“开门”这两个中断请求中选择,先响应哪一个请求。这就有一个谁优先的问题。如果“开门”比“接电话”重要(或者说“开门”比“接电话”的优先级高),那么就应该先开门,然后再接电话,接完电话后再回头来继续写信。这就是说,当同时有多个中断请求时,应该先响应优先级较高的中断请求。

此外,如果在响应一个中断,执行中断处理的过程中,又有新的中断事件发生而发出了中断请求,应该如何处理也取决于中断事件的优先级。当新发生的中断事件的优先级高于正在处理的中断事件时,又将中止当前的中断处理程序,转去处理新发生的中断事件,处理完毕才返回原来的中断处理。在上面的例子中,我们假设“开门”比“接电话”的优先级高。在你写信时,电话铃响了,你去接电话,在通话的过程中,门铃又响了。因为“开门”的优先级高,你只能让通话的对方稍等,放下电话去开门。开门之后再回头继续接电话,通话完毕再回去继续写信。而如果“开门”比“接电话”的优先级低,那么在通话的过程中门铃响了也可以不予理睬,通话结束再去开门。当然,在日常生活中,谁也不会为“开门”和“接电话”规定一个优先级别的高低。但是在计算机中,各种中断事件很多,其优先级都有规定,否则就会乱套。在计算机中,中断事件的优先级是根据事件的实时性、重要性和软件处理的方便性来安排的。

中断是处理器处理外部突发事件的一个重要技术。它能使处理器在运行过程中对外部事件发出的中断请求及时地进行处理,处理完成后又立即返回断点,继续进行处理器原来的工作。引起中断的原因或者说发出中断请求的来源叫做中断源。根据中断源的不同,可以把中断分为硬件中断和软件中断两大类,而硬件中断又可以分为外部中断和内部中断 两类。

外部中断一般是指由计算机外设发出的中断请求,如:键盘中断、打印机中断、定时器中断等。外部中断是可以屏蔽的中断,也就是说,利用中断控制器可以屏蔽这些外部设备 的中断请求。

内部中断是指因硬件出错(如突然掉电、奇偶校验错等)或运算出错(除数为零、运算 溢出、单步中断等)所引起的中断。内部中断是不可屏蔽的中断。

软件中断其实并不是真正的中断,它们只是可被调用执行的一般程序。例如:ROM BIOS中的各种外部设备管理中断服务程序(键盘管理中断、显示器管理中断、打印机管理 中断等,)以及DOS的系统功能调用(INT 21H)等都是软件中断。 CPU为了处理并发的中断请求,规定了中断的优先权,中断优先权由高到低的顺序是: (1)除法错、溢出中断、软件中断 (2)不可屏蔽中断 (3)可屏蔽中断 (4)单步中断。

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