《中断与中断管理》课件.pptVIP

**********************中断与中断管理了解计算机系统中的中断机制以及如何有效管理中断是非常重要的。中断是系统响应外部事件或内部事件的一种机制,它可以提高系统的响应速度和灵活性。本课将详细介绍中断的概念、类型以及中断管理的原理和实现。课程概要1课程大纲介绍中断与中断管理的基本概念,包括中断的定义、类型、发生机制及CPU的处理方式。2关键内容探讨中断向量表、中断优先级、中断屏蔽、嵌套中断等重要机制,以及中断管理的目标和策略。3实践应用通过介绍中断服务程序的设计和性能分析,帮助学习者更好地理解中断管理在实际系统中的应用。4总结评价分析中断管理对系统性能的影响,为学习者提供全面的认知。什么是中断中断是计算机系统中用于响应异步事件的一种机制。当外部设备或内部事件需要CPU的注意时,就会触发中断信号,使CPU暂时中止当前的任务,转而处理这个中断请求。中断是计算机系统实现高效、快速的输入输出及事件响应的关键技术之一。中断的功能快速响应中断可以立即暂停当前进程,快速响应紧急事件,确保系统能够及时处理重要任务。优先级调度通过设置不同中断的优先级,可以确保关键任务先得到执行,提高系统的实时性和可靠性。同步机制中断可以作为不同硬件和软件组件之间的同步机制,帮助协调各个子系统的工作。中断的类型硬件中断由外部硬件设备触发的中断,如键盘、鼠标、网卡等。它们随时可能发生,需要及时处理。软件中断由软件程序内部产生的中断,如系统调用、异常处理等。它们是预期的中断,可以在程序中进行设计和控制。可屏蔽中断可以被系统暂时屏蔽的中断,CPU可以选择是否响应这类中断。不可屏蔽中断必须立即响应的中断,如系统异常、电源故障等,CPU无法忽略这些中断。中断的发生机制1中断请求外部设备或内部程序发送中断请求信号。2中断检测CPU检测到中断请求信号。3中断响应CPU暂时中止当前程序执行,开始处理中断。中断的发生机制包括中断请求、中断检测和中断响应3个步骤。当外部设备或内部程序出现紧急情况需要CPU立即处理时,就会发出中断请求信号。CPU检测到中断请求后,会暂时中止当前程序的执行,转而开始处理这个中断事件。CPU如何处理中断1中断检测CPU会不断监测各种外设和硬件的中断请求信号。一旦检测到中断发生，就会立即暂停当前正在执行的程序。2保存现场CPU会将当前程序的执行状态（如指令指针、寄存器等）保存到内存中，以便稍后恢复。3调用中断处理程序CPU会根据中断类型查找对应的中断服务程序地址，然后跳转到该程序执行中断处理逻辑。中断处理的流程1中断请求外围设备或内部软件触发中断请求2中断检测CPU检测并确认中断请求3中断响应CPU暂停当前程序执行,转向中断服务程序4中断处理执行中断服务程序处理中断事件中断处理的流程包括中断请求、中断检测、中断响应和中断处理四个步骤。当外围设备或内部软件触发中断请求时,CPU会检测并确认中断,然后暂停当前程序执行转向中断服务程序进行处理。中断向量表硬件地址表中断向量表是一个硬件地址表,包含了各种中断源的入口地址。内存空间划分系统会为每一种中断类型预留一块内存空间作为中断服务程序的入口。中断处理机制当发生中断时,CPU会根据中断向量表快速跳转到相应的中断服务程序。中断优先级优先级分级中断请求按照不同优先级进行排序和处理。优先级高的中断请求将先得到响应和服务。优先级种类常见的中断优先级包括低、中、高等级。不同硬件设备会有不同的优先级设置。优先级调度CPU将根据中断优先级的高低来决定先服务哪个中断请求,确保及时响应关键事件。优先级管理通过合理设置中断优先级,可以确保关键任务得以优先执行,提高系统响应效率。屏蔽中断中断屏蔽CPU可以暂时屏蔽某些中断源,这样可以防止频繁的中断干扰正常的程序执行。中断优先级不同中断源可以设置不同的优先级,CPU根据优先级来决定处理哪个中断请求。中断屏蔽机制通过专门的中断屏蔽寄存器来控制哪些中断源可以被屏蔽,哪些不能被屏蔽。嵌套中断1多层中断机制嵌套中断指CPU同时处理多个中断请求的情况。为了处理更高优先级的中断，CPU会暂时挂起当前正在处理的低优先级中断。2中断处理栈在嵌套中断中，CPU需要使用中断处理栈来保存被中断的上下文信息，以便在处理完高优先级中断后恢复之前被中断的任务。3中断优先级管理嵌套中断的关键在于合理安排中断优先级，确保关键任务能及时得到处理并避免死锁等问题。中断延迟响应时间中断延迟指从中断请求发出到CPU开始执行中断服务程序之间的时间差。这个响应时间直接影响到