哈工大计算机：深度解析中断系统及其在接口技术中的应用

在本篇计算机接口技术大作业中，作者深入探讨了中断系统这一核心主题，旨在帮助理解中断在计算机体系结构中的作用和工作原理。作为2010级哈工大计算机科学与技术学院的学生，由史先俊老师指导，该论文主要涵盖了以下几个关键知识点： 1. **中断的基本概念**：中断被定义为在CPU执行程序时，遇到与当前任务无关的事件，如输入设备请求或硬件故障，会暂时中止程序执行，转向处理此事件的专门程序，完成后再返回原点继续执行。中断的本质是异步事件的处理机制。 2. **中断的分类**：中断通常分为硬件中断和软件中断，硬件中断由外部设备发起，如键盘或磁盘I/O请求，而软件中断则是由程序内部请求，如陷阱指令。 3. **中断产生原因**：中断技术的产生源于早期计算机处理效率和可扩展性的需求，它允许CPU处理非关键任务，提高系统响应速度和灵活性。 4. **中断优缺点**：中断技术的优点包括提高系统并发能力、支持实时性任务处理等，但缺点包括中断处理可能导致程序上下文切换频繁，增加开销，以及潜在的中断冲突问题。 5. **中断资源及其应用**：中断资源包括中断线、中断向量表等，论文分析了个人计算机中ISA和PCI中断的特性和使用情况。 6. **中断的实现与处理过程**：中断的实现涉及中断控制器、中断服务程序和中断返回指令，论文通过BIOS、操作系统、系统程序和用户层对中断处理进行了深入剖析。 7. **多处理器系统中断处理**：文章讨论了在多处理器环境中，如何协调和同步中断，确保资源有效利用。 8. **中断实例研究**：以键盘中断为例，详细介绍了中断硬件和软件的交互，以及中断处理流程。 9. **结论与展望**：总结了中断系统的重要性，并对未来的中断技术发展进行了简要的思考。 这篇论文不仅提供了理论知识，还结合实际案例，展示了中断技术在现代计算机系统中的应用和挑战，对于理解计算机硬件和操作系统设计具有重要意义。