中断是并行运行的基础1

中断是并行运行的基础。

打个比方：
你正在看书的时候突然电话铃声响了，你把书扣在桌上，然后
去接电话，接完电话后回来继续看书。
你看书的时候相当于正在执行一个任务；电话铃声相当于中断请求；把书扣上相当于保护现场（保存各寄存器的值）；去接电话相当于处理中断请求；回来拿书相当于恢复现场；继续看书相当于继续执行。假如你听到电话铃声而不理睬，相当于中断请求级别低于当前任务；假如你接电话的时候有人敲门，相当于处理中断过程中收到新的中断请求；假如你去开门，相当于新的中断请求高于现有任务；假如你堵住耳朵专心看书相当于屏蔽中断……

中断的概念：
中断是CPU处理外部突发事件的一个重要技术。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。

中断的作用：
它能使CPU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CPU原来的工作。

这些都是汇编语言，计算机原理都要学的东西。

1． 什么叫中断？有哪几种不同类型的中断？
由于某个事件的发生，CPU暂停当前正在执行的程序，转而执行处理该事件的一个程序。该程序执行完成后，CPU接着执行被暂停的程序。这个过程称为中断。
根据中断源的位置，有两种类型的中断。有的中断源在CPU的内部，称为内部中断。大多数的中断源在CPU的外部，称为外部中断。
根据中断引脚的不同，或者CPU响应中断的不同条件，也可以把中断划分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种。

2． 什么是中断类型？它有什么用处？
用若干位二进制表示的中断源的编号，称为中断类型。
中断类型用来区分不同的中断，使CPU能够在中断响应时调出对应的中断服务程序进行中断处理。

3． 什么是中断嵌套？使用中断嵌套有什么好处？
CPU在处理级别较低的中断过程中，出现了级别较高的中断请求。CPU停止执行低级别中断的处理程序而去优先处理高级别中断，等高级别中断处理完毕后，再接着执行低级别的未处理完的中断处理程序，这种中断处理方式称为多重（级）中断或中断嵌套。
使用中断嵌套可以使高优先级别的中断得到及时的响应和处理。

（转）中断的作用

在现代计算机系统中，中断系统具有非常重要的作用，它不仅用来管理外部设备，还用来管理处理机自身的各个部分。另外，许多系统软件和用户软件，也往往要借助中断系统才能实现。

　　中断系统的主要作用如下：
　　1．CPU与外部设备并行工作
　　图7.1是CPU与一台外部设备并行工作的时间关系图。现行程序和中断服务程序都是在同一个CPU上执行的，因此，他们必须串行执行。但是，外部设备工作与CPU执行现行程序或执行中断服务程序可以同时进行，使各自的效率得到充分发挥。
图 7.1 CPU与外部设备并行工作的时间关系

　　当CPU在执行现行程序中启动外部设备之后，不需要象程序控制方式那样反复查询外部设备的状态，而能够与外部设备并行工作。当外部设备的数据准备就绪后，主动向CPU发出中断请求。CPU接到外部设备的中断请求后，如果没有更加紧急的任务（如DMA服务等），就暂停正在执行的现行程序，转去执行中断服务程序，为外部设备服务。当中断服务完成之后，再返回到原先的现行程序中继续执行。
　　当有多台外部设备需要同时工作时，CPU可以在不同时刻根据需要分别启动这些外部设备，被启动的外部设备能够与CPU分别同时独立工作。当某一台外部设备的数据准备就绪时，就向CPU发出中断服务请求。如果有多台外部设备同时要求中断服务，CPU能够根据这些外部设备的优先级从高到低分别响应这些中断请求，为外部设备服务。

　　2．能够处理例外事件
　　计算机在运行过程中，可能发生例外事件，如电源掉电、硬件故障、运算溢出、地址越界、非法指令等。依靠程序控制方式根本不可能处理好这些例外事件，因为CPU不可能一直不间断地查询是否有电源掉电，是否发生了硬件故障，如果这样，计算机就什么事也干不了了。
　　采用中断方式，当出现例外事件时，就向CPU发出中断服务请求，CPU可以立即停止执行现行程序，及时处理这些例外事件，避免发生计算错误，或造成更大的损失。

　　3．实现实时处理
　　在实时控制系统中，处理机必须及时响应外部请求，及时处理，否则，可能丢失数据或造成无法弥补的损失。例如，在过程控制中，当出现温度过高、压力过大的情况时，处理机只有通过中断系统才能及时响应并给予处理。

　　4．实现人机联系
　　在计算机工作过程中，我们经常需要了解机器的工作状态，给机器发出各种各样的命令，干预机器的运算过程，抽查中间运算结果等。通常，人们通过键盘、鼠标、或其他终端设备来干预计算机的工作，但是，无论采用何种外部设备，必须通过中断方式才能实现。

　　5．实现用户程序与操作系统的联系
　　一般处理机至少有两种工作状态，当处理机执行管理程序时为管态（或成为系统态、特权态等），当处理机执行用户程序时为目态（或成为用户态）。用户程序必须通过执行访问管理程序的专用指令才能进入操作系统，以完成所要求的管理功能，完成之后再返回到用户程序继续执行，而这一过程必须通过中断系统来实现。

　　6．实现多道程序并行执行
　　目前的绝大多数操作系统均为多任务操作系统，在一个单处理机的计算机系统中，可以有多道程序并行执行。从一道程序切换到另外一道程序，必须通过中断系统才能实现。