计算机组成原理：中断周期解析

"唐朔飞教授的《计算机组成原理》第二版PPT讲义，主要讲解了计算机系统的基础知识，包括计算机系统概论、系统总线、存储器、输入输出系统等方面，特别强调了中断周期的过程。" 在计算机组成原理中，中断周期是计算机执行过程中一个关键的概念，它涉及到了处理器如何响应外部或内部事件并暂时停止当前任务来处理这些事件。中断周期通常分为以下几个步骤： 1. **程序断点存入 "0" 地址**：当发生中断时，处理器首先保存当前程序的执行状态，即程序计数器（PC）的值，通常这个值会被存入内存中的特定地址，这个地址被称作“0”地址，以便中断处理完成后能够恢复执行。 2. **程序断点进栈**：为了保留程序的执行上下文，程序断点（PC的值）会压入堆栈，这样在中断处理结束后，可以从堆栈中弹出该值以恢复原来的执行流程。 3. **向量地址加载到PC**：中断向量通常包含中断处理程序的地址，这个地址会被加载到PC中，使得处理器知道接下来应该执行哪个中断处理程序。 4. **EINT（置“0”）**：中断请求信号通常会被清除，以防止在处理中断的过程中再次触发相同的中断。 5. **中断识别程序入口地址加载到PC**：通过读取内存中的向量地址，获取到中断处理程序的准确地址，并将其加载到PC，使得处理器开始执行中断处理代码。 6. **控制单元的操作**：在中断周期中，控制单元（CU）负责生成必要的控制信号，协调各个部件的动作，如读写内存、执行指令等。 7. **存储器操作**：在此过程中，内存扮演了重要角色，它不仅存储着程序断点，还存放中断处理程序的代码以及中断向量。 8. **恢复现场**：中断处理完成后，处理器会按照堆栈中的信息恢复程序断点，从而回到中断前的状态，继续执行原来的程序。 这些步骤在冯·诺依曼计算机架构中尤为重要，因为这种架构的核心思想是存储程序，即程序和数据都被存储在内存中，处理器通过读取存储器中的指令来执行操作。中断机制使得计算机可以灵活地响应外部事件，如键盘输入、网络数据包到达等，而不会影响到正在执行的任务。