中断技术解析:外部中断与中断系统

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"中断技术是计算机系统中一种重要的机制,它允许CPU在执行程序的过程中,对突发事件进行及时处理,然后再返回继续执行原来的程序。中断分为非屏蔽中断(NMI)和可屏蔽中断(INTR),其中NMI是不可被软件屏蔽的,一旦请求就会立即响应。8088处理器有两个中断请求线,分别对应这两种中断类型。中断概念的引入解决了CPU与外设速度不匹配的问题,实现了CPU与外设的并行工作,提高了系统效率,同时支持实时处理和故障处理。中断源主要包括外设中断(如键盘、打印机)、定时中断(用于时间控制)以及故障源(如奇偶校验错误、电源异常)。中断系统能够保留当前程序的状态,以便在处理完中断事件后恢复执行。" 在计算机系统中,中断是一种关键的通信机制,使得CPU能够在执行正常任务的同时,对外部事件做出快速响应。中断分为两种主要类型:非屏蔽中断(Non-Maskable Interrupt, NMI)和可屏蔽中断(Interrupt Request, INTR)。NMI是一种无法通过软件设置的标志位(如标志寄存器中的IF位)来阻止的中断,只要NMI引脚接收到中断请求信号,CPU就会立即停止当前任务,转而处理中断事件。其中断类型码为N=2,表示这是一种特殊的、优先级较高的中断。 中断的好处在于它可以显著提升计算机系统的效率。通过中断技术,CPU可以分时操作,不必持续等待慢速外设完成操作,而是同时执行自己的程序。这种并行性使得CPU与外设的工作得以同步,有效避免了资源浪费。此外,中断还支持实时处理,对于需要即时响应的应用,如实时控制系统,中断机制至关重要。当外部设备(如传感器)发送中断请求时,CPU会立即响应,处理相关数据,确保及时性。最后,中断还有助于处理系统故障,例如,当检测到电源异常或存储器错误时,可以通过中断机制保存当前状态,以便于后续恢复。 中断源可以是各种硬件设备或系统事件。外设中断通常来自I/O设备,如键盘、打印机,或者是通过数据通道进行数据传输的设备,如磁盘和磁带。定时中断则常用于时间控制,比如通过外部时钟电路设定延时,当时间到达时,时钟电路触发中断,让CPU执行相应操作。故障源包括硬件错误,如奇偶校验错误,或者是系统电源出现问题,这时需要保存系统状态,以便在恢复供电后能从断点继续运行。 中断技术是现代计算机系统中不可或缺的一部分,它使得计算机能够高效、灵活地处理各种任务,增强了系统的实时性和可靠性。通过对中断的管理和响应,计算机可以更好地适应多变的环境和需求,保证了系统的稳定运行。