中断系统解析：多重中断与中断屏蔽技术

"多重中断与中断屏蔽-c语言的科学和艺术 课后习题解答(英文版)" 在计算机系统中，中断是处理器响应外部事件或硬件请求的一种机制。多重中断和中断屏蔽是确保系统高效、有序处理多个中断请求的关键技术。 多重中断允许CPU在执行当前中断服务程序的同时，接收并处理其他更高优先级的中断。这要求CPU具有以下功能： 1. **中断嵌套**：当一个中断处理程序正在执行时，如果发生更高优先级的中断，CPU会暂停当前中断处理，保存现场（如寄存器状态），然后转去处理新来的中断。一旦高优先级的中断处理完毕，CPU会恢复先前中断的状态，继续未完成的工作。 2. **中断允许控制**：CPU内部有一个中断允许标志，如EINT（Enable Interrupt）。在中断周期内，中断被自动禁止，即EINT被置为0，防止新中断打断当前处理。在中断服务程序中，通过开中断指令（如在x86架构中的`IRET`指令）重新开启中断，使EINT置为1，这样系统就能响应新的中断请求。 3. **中断优先级**：中断系统通常有优先级设定，使得高优先级的中断可以中断低优先级的中断处理。例如，硬件故障可能被定义为高优先级，而用户输入可能被定义为低优先级。这样，即使在处理用户输入中断时，也能及时响应硬件故障。 中断屏蔽技术是用来避免低优先级中断打断高优先级中断处理的一种方法。它通过设置屏蔽位来实现，每个中断源都有一个对应的屏蔽位。如果某个中断源的屏蔽位被设置，那么这个中断源的请求就会被忽略，直到屏蔽位被清除。这保证了低优先级中断不会干扰高级别中断的执行，确保了系统关键任务的及时处理。 除了上述内容，该文件还涵盖了计算机基础知识的广泛领域，包括： - 存储器的层次结构，如寄存器、高速缓存、主存和辅助存储。 - 计算机总线的作用，如数据总线、地址总线和控制总线。 - 指令系统，包括不同类型的指令和它们在程序执行中的角色。 - 中断系统和程序中断方式，介绍了中断的处理流程和中断向量的概念。 - 数制转换与编码，如二进制、八进制、十进制和十六进制间的转换，以及ASCII码和Unicode等编码系统。 此外，文件还涉及了多媒体技术、计算机网络与安全、操作系统、数据库、程序设计和软件工程等多个主题。这些内容构成了计算机科学的基础，并且对于理解现代计算机系统的运作至关重要。例如，操作系统章节讨论了进程管理、存储器管理、设备管理和文件系统，这些都是操作系统核心功能的组成部分。数据库部分则介绍了数据管理、关系数据库、SQL语言和数据库设计原则，这些都是数据存储和查询的基础。程序设计部分涵盖了算法、程序设计语言和数据结构，这些都是软件开发的基础技能。最后，软件工程部分讲述了软件开发的生命周期，从需求分析到维护，对于软件开发人员来说是不可或缺的知识。