一、什么是中断?
中断,是计算机系统中的一种机制,它允许CU在执行当前任务时,暂停当前任务,转而执行其他任务。这种机制在操作系统、实时系统以及嵌入式系统中都有广泛应用。
二、CU在中断时做了些什么?
1.保存当前状态
当CU接收到中断请求时,首先会保存当前的任务状态,包括程序计数器、寄存器等。这样做的目的是为了在处理完中断后,能够恢复到中断前的状态,继续执行原来的任务。
2.转向中断处理程序
CU将程序计数器指向中断处理程序的入口地址,开始执行中断处理程序。中断处理程序负责处理中断请求,完成相应操作。
3.执行中断处理程序
中断处理程序执行过程中,会根据中断类型进行相应的处理。例如,*件中断、软件中断等。
4.恢复中断前的状态
中断处理程序执行完毕后,CU需要恢复中断前的状态,包括程序计数器、寄存器等。这样,CU就可以继续执行原来的任务。
5.恢复中断前的任务
CU在恢复中断前的状态后,会继续执行原来的任务。如果中断处理程序修改了某些共享资源,那么在恢复中断前的任务时,需要考虑这些共享资源的状态。
三、中断的分类
1.*件中断
*件中断是由外部设备引发的,如键盘、鼠标、*盘等。*件中断具有优先级,当多个中断同时发生时,CU会按照优先级处理。
2.软件中断
软件中断是由程序主动发起的,如系统调用、异常处理等。软件中断通常用于请求操作系统提供特定服务。
3.同步中断
同步中断是由当前任务本身引发的,如任务切换、进程调度等。同步中断通常用于任务之间的通信。
四、中断的优缺点
(1)提高CU的利用率,使CU能够高效地处理多个任务。
(2)提高系统的实时性,确保关键任务能够及时得到处理。
(3)简化程序设计,降低程序复杂性。
(1)中断处理需要消耗一定的CU资源。
(2)中断处理可能导致系统性能下降。
中断是计算机系统中一种重要的机制,它使得CU能够在执行当前任务的处理其他任务。了解中断的原理和分类,有助于我们更好地理解和设计计算机系统。
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