中断系统概念、工作原理和工作过程PPT
中断系统的概念中断系统是现代计算机系统中非常重要的一个组成部分，它允许计算机在执行主程序的过程中，暂时停止当前的任务，转而处理其他紧急或重要的任务，处理完...
中断系统的概念中断系统是现代计算机系统中非常重要的一个组成部分，它允许计算机在执行主程序的过程中，暂时停止当前的任务，转而处理其他紧急或重要的任务，处理完后再返回到原来的任务继续执行。这种机制大大提高了计算机系统的响应能力和处理效率。中断可以分为外中断和内中断两种。外中断通常是由外部设备引起的，如键盘输入、鼠标移动、磁盘读写等。内中断则是由CPU内部事件引起的，如程序出错（如除零错误、非法指令等）、定时器溢出等。无论是外中断还是内中断，都会使CPU暂停当前的工作，转而执行中断服务程序。中断系统涉及到中断控制器、中断服务程序、中断向量表等多个关键组件。中断控制器负责接收和处理中断信号，中断服务程序是响应中断后执行的代码，中断向量表则保存了各个中断服务程序的入口地址。中断系统的工作原理中断系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 中断请求当中断源（如外部设备或CPU内部事件）发生中断事件时，会向中断控制器发送一个中断请求信号。中断请求信号通常是一个电平信号或边沿信号，用于通知中断控制器有中断事件发生。2. 中断判优中断控制器接收到中断请求后，会根据一定的优先级算法判断哪个中断请求应该被优先处理。优先级算法可以是固定的，也可以是可配置的。例如，某些系统可能会将硬件故障中断设置为最高优先级，以确保系统稳定性。3. 中断响应当中断控制器确定了要处理的中断请求后，会向CPU发送一个中断响应信号。中断响应信号通常是一个电平信号或脉冲信号，用于通知CPU有中断事件发生。CPU在接收到中断响应信号后，会暂停当前任务的执行，保存现场信息（如寄存器值、程序计数器等），并根据中断向量表跳转到对应的中断服务程序执行。4. 中断服务中断服务程序是专门用于处理中断事件的代码。当中断服务程序执行时，它会根据中断事件的类型进行相应的处理。例如，如果中断事件是由键盘输入引起的，中断服务程序可能会读取键盘输入的数据并存储到内存中；如果中断事件是由定时器溢出引起的，中断服务程序可能会更新系统时间或触发定时任务等。5. 中断返回当中断服务程序执行完毕后，会执行中断返回操作。中断返回操作包括恢复现场信息（如将之前保存的寄存器值、程序计数器等恢复到中断发生时的状态）和继续执行原来的任务。这样，CPU就可以回到中断发生前的状态，继续执行原来的任务。中断系统的工作过程中断系统的工作过程可以细分为以下几个阶段：1. 中断请求阶段当中断源发生中断事件时，会向中断控制器发送中断请求信号。中断请求信号可以是电平信号或边沿信号，用于通知中断控制器有中断事件发生。中断控制器在接收到中断请求信号后，会进行中断判优操作。2. 中断判优阶段中断控制器根据一定的优先级算法判断哪个中断请求应该被优先处理。优先级算法可以是固定的，也可以是可配置的。中断控制器在确定要处理的中断请求后，会向CPU发送中断响应信号。3. 中断响应阶段CPU在接收到中断响应信号后，会暂停当前任务的执行，保存现场信息（如寄存器值、程序计数器等）。保存现场信息是为了确保在中断服务程序执行完毕后能够恢复到中断发生前的状态。然后，CPU会根据中断向量表跳转到对应的中断服务程序执行。中断向量表是一个表格，其中保存了各个中断服务程序的入口地址。通过查询中断向量表，CPU可以找到对应的中断服务程序的入口地址并跳转到该地址执行。4. 中断服务阶段当中断服务程序执行时，它会根据中断事件的类型进行相应的处理。中断服务程序可能会读取或修改内存中的数据、调用其他函数或执行其他任务等。在中断服务程序执行过程中，CPU会暂时停止执行原来的任务，专注于处理中断事件。5. 中断返回阶段当中断服务程序执行完毕后，会执行中断返回操作。中断返回操作包括恢复现场信息（如将之前保存的寄存器值、程序计数器等恢复到中断发生时的状态）和继续执行原来的任务。恢复现场信息是为了确保CPU能够回到中断发生前的状态并继续执行原来的任务。在恢复现场信息后，CPU会跳转到原来被中断的程序的位置继续执行。这样，中断系统就完成了整个中断处理过程并返回到原来的任务执行状态。中断系统的应用与重要性中断系统在计算机系统中具有广泛的应用和重要性。它允许计算机在处理多任务时能够响应外部设备或内部事件的中断请求，中断系统概念、工作原理和工作过程中断系统的概念中断系统是现代计算机系统中非常重要的一个组成部分，它允许计算机在执行主程序的过程中，暂时停止当前的任务，转而处理其他紧急或重要的任务，处理完后再返回到原来的任务继续执行。这种机制大大提高了计算机系统的响应能力和处理效率。中断可以分为外中断和内中断两种。外中断通常是由外部设备引起的，如键盘输入、鼠标移动、磁盘读写等。内中断则是由CPU内部事件引起的，如程序出错（如除零错误、非法指令等）、定时器溢出等。无论是外中断还是内中断，都会使CPU暂停当前的工作，转而执行中断服务程序。中断系统涉及到中断控制器、中断服务程序、中断向量表等多个关键组件。中断控制器负责接收和处理中断信号，中断服务程序是响应中断后执行的代码，中断向量表则保存了各个中断服务程序的入口地址。中断系统的工作原理中断系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 中断请求当中断源（如外部设备或CPU内部事件）发生中断事件时，会向中断控制器发送一个中断请求信号。中断请求信号通常是一个电平信号或边沿信号，用于通知中断控制器有中断事件发生。2. 中断判优中断控制器接收到中断请求后，会根据一定的优先级算法判断哪个中断请求应该被优先处理。优先级算法可以是固定的，也可以是可配置的。例如，某些系统可能会将硬件故障中断设置为最高优先级，以确保系统稳定性。3. 中断响应当中断控制器确定了要处理的中断请求后，会向CPU发送一个中断响应信号。中断响应信号通常是一个电平信号或脉冲信号，用于通知CPU有中断事件发生。CPU在接收到中断响应信号后，会暂停当前任务的执行，保存现场信息（如寄存器值、程序计数器等），并根据中断向量表跳转到对应的中断服务程序执行。4. 中断服务中断服务程序是专门用于处理中断事件的代码。当中断服务程序执行时，它会根据中断事件的类型进行相应的处理。例如，如果中断事件是由键盘输入引起的，中断服务程序可能会读取键盘输入的数据并存储到内存中；如果中断事件是由定时器溢出引起的，中断服务程序可能会更新系统时间或触发定时任务等。5. 中断返回当中断服务程序执行完毕后，会执行中断返回操作。中断返回操作包括恢复现场信息（如将之前保存的寄存器值、程序计数器等恢复到中断发生时的状态）和继续执行原来的任务。这样，CPU就可以回到中断发生前的状态，继续执行原来的任务。中断系统的工作过程中断系统的工作过程可以细分为以下几个阶段：1. 中断请求阶段当中断源发生中断事件时，会向中断控制器发送中断请求信号。中断请求信号可以是电平信号或边沿信号，用于通知中断控制器有中断事件发生。中断控制器在接收到中断请求信号后，会进行中断判优操作。2. 中断判优阶段中断控制器根据一定的优先级算法判断哪个中断请求应该被优先处理。优先级算法可以是固定的，也可以是可配置的。中断控制器在确定要处理的中断请求后，会向CPU发送中断响应信号。3. 中断响应阶段CPU在接收到中断响应信号后，会暂停当前任务的执行，保存现场信息（如寄存器值、程序计数器等）。保存现场信息是为了确保在中断服务程序执行完毕后能够恢复到中断发生前的状态。然后，CPU会根据中断向量表跳转到对应的中断服务程序执行。中断向量表是一个表格，其中保存了各个中断服务程序的入口地址。通过查询中断向量表，CPU可以找到对应的中断服务程序的入口地址并跳转到该地址执行。4. 中断服务阶段当中断服务程序执行时，它会根据中断事件的类型进行相应的处理。中断服务程序可能会读取或修改内存中的数据、调用其他函数或执行其他任务等。在中断服务程序执行过程中，CPU会暂时停止执行原来的任务，专注于处理中断事件。中断服务程序执行完成后，会向中断控制器发送一个中断结束信号，表示中断事件已经处理完毕。5. 中断返回阶段当中断服务程序执行完毕后，会执行中断返回操作。中断返回操作包括恢复现场信息（如将之前保存的寄存器值、程序计数器等恢复到中断发生时的状态）和继续执行原来的任务。恢复现场信息是为了确保CPU能够回到中断发生前的状态并继续执行原来的任务。在恢复现场信息后，CPU会跳转到原来被中断的程序的位置继续执行。这样，中断系统就完成了整个中断处理过程并返回到原来的任务执行状态。中断系统的重要性和应用中断系统在现代计算机系统中
