中断服务流程详解：保护现场与多重中断

中断服务程序流程是计算机组成原理中的重要概念，主要涉及处理硬件设备向CPU发送中断请求的处理过程。在五部分的讲解中，我们首先了解中断服务程序的通用流程： 1. **保护现场**：当CPU接到中断请求后，会暂停当前执行的指令，保存当前状态，包括程序计数器（PC）、通用寄存器等重要信息，以防止数据被干扰或丢失。这个过程确保了中断服务程序执行完毕后能恢复到正确的执行位置。 2. **中断服务**：CPU转去执行中断服务程序，这个程序根据中断类型号（Interrupt Vector Table, IVT）找到对应的设备服务代码，进行特定的I/O操作或者处理任务。每个设备可能有不同的服务内容，例如数据传输、状态检查等。 3. **恢复现场**：中断服务完成后，CPU会恢复之前保存的现场信息，包括程序计数器、通用寄存器等，以便继续执行被中断的程序。 4. **中断返回**：CPU跳转回中断前的状态，继续执行被中断的操作。这通常涉及到一条专门的中断返回指令，将程序控制权传递回中断发生的位置。 **单重中断和多重中断**： - 单重中断是指在处理一个中断请求时，不允许其他中断源打断。中断服务程序完成后，系统恢复并处理下一个中断请求。 - 多重中断则允许多个中断源同时存在，高优先级的中断可以打断正在进行的低优先级中断服务。在这种模式下，中断隐指令用于完成中断处理的上下文切换，以确保系统响应更紧急的中断。 **中断隐指令**：这些指令在CPU内部执行，负责处理中断请求的接收、处理和返回，简化了程序员的编程工作，降低了复杂性。 **进栈和出栈指令**：在保护现场阶段，CPU可能会使用堆栈来保存通用寄存器的内容，进栈指令将数据压入堆栈，出栈指令则恢复这些数据。这确保了中断服务前后程序状态的一致性。 在整个章节中，作者还提到了哈工大教材《计算机组成原理》的配套资源，如课件，用于辅助教学和学习，提供交互式的教学方式，包括章目录导航、节目目录浏览、动画演示等功能。此外，书中还涵盖了计算机系统的基础知识，如硬件和软件的概念、计算机硬件的主要技术指标、计算机的基本组成、运算方法、指令系统、CPU结构和控制单元等内容，以及计算机的发展趋势和应用领域。