计算机组成原理（修订版） 教学课件 作者 竺士蒙 主编 柳 祎 副主编 19.PPTVIP

1、中断的概念 1.1、什么是中断？ 所谓中断是指暂停CPU的现行工作，即中断CPU正在执行的程序，而转去执行相应的中断服务程序，待中断服务程序执行完毕，再返回到原程序继续执行。 * 1.中断的概念 2.中断的处理过程 8.3 中断方式 要点 * 8.3 中断方式 1. 中断的基本概念 2. 单级中断 3. 中断控制器8259 要点 CPU启动I/O设备后，如果在I/O设备准备数据的同时，CPU继续执行现行程序，只有当I/O设备准备就绪，主动向CPU发出中断请求信号，CPU接收到中断请求信号后，若条件允许响应，则CPU才中断现行程序转入I/O设备的中断服务程序，进行数据的输入/输出处理，待中断服务程序执行完毕，再返回到原程序继续执行，这便是中断方式。 图8.5 中断处理示意图 A中断请求 B中断请求 C中断请求 主程序 A中断服务程序 B中断服务程序 C中断服务程序 主程序只是在I/O设备A、B、C数据准备就绪，提出中断请求后，才去处理I/O设备A、B、C的中断服务程序。在速度较慢的I/O设备准备数据时，CPU照常执行自己的主程序。在这个意义上说，CPU和I/O设备的一些操作是并行进行的，因而同串行进行的查询方式相比，计算机的效率大大提高了。 1.2、中断的特点 中断，不但大大提高了计算机的效率，而且它还提供了一种以响应外部随机事件（也称为突发事件）而改变程序流程的有效手段。 中断处理过程和调用子程序的过程相仿，形式上都有调用和返回的过程。除了两者在实现方法上的不同外，本质上的不同点是子程序调用是程序设计者预先安排好的，而中断则是随机发生的。 因此，中断方式特别适合于随机出现的服务。 中断概念的出现，是计算机系统结构设计中的一个重大变革。 2、中断的处理过程 中断的处理过程一般包括：I/O设备提出中断请求和CPU响应中断两大步骤。 2.1、I/O设备提出中断请求 2.1.1、中断源 中断由中断源发出，引起中断的事件称为中断源。 中断的复杂性主要表现在中断源的多样性上。 常见的中断源引起的中断有以下一些： I/O设备中断。例如I/O设备准备好后向CPU发出的中断请求。 软件中断。例如程序在运行过程中发生溢出等错误引起中断。 故障中断，例如掉电等要求CPU进行紧急处理等。 实时时钟中断。当外部时钟电路需要定时时，可由CPU发出命令，时钟电路开始工作，规定的时间到后，时钟电路发出中断请求，由CPU加以处理。 为了调试程序而设置的中断。例如DEBUG的某些调试命令可以设置断点进行调试。 2.1.2、 中断请求的提出 每个中断源都能发出中断请求信号，每一个中断源设一个中断请求触发器INTR，通过将中断请求触发器置1向CPU发出中断请求信号INTR，并一直保留到CPU响应了这个中断，才可以将这个中断请求信号清除。 2.1.3、中断排队 由于中断请求的随机性，有可能出现多个中断源同时（一个指令周期内）发出中断请求的情况。那么在这种情况下，CPU究竟应该响应哪一个中断源的请求呢？这就需要根据中断源的重要性、紧迫性把中断源分成若干等级，以便排出一个处理顺序，让最重要、最紧迫的中断优先处理，这就是中断排队或称为中断判优。