微处理器中的中断系统与8259A中断控制器解析

"微原第八章中断系统与可编程中断控制器A(共77张PPT).pptx" 本文将详细解析微处理器中的中断系统及其关键组成部分，特别是可编程中断控制器8259A。中断系统是现代计算机系统中不可或缺的一部分，它允许CPU在执行程序的过程中，对突发事件进行及时响应，提高了系统的效率和灵活性。 中断是计算机处理外部或内部事件的一种机制。当一个中断发生时，CPU暂停当前执行的任务，转而去执行专门用于处理中断事件的中断服务程序。中断可以分为两类：内部中断和外部中断。内部中断源于CPU内部，如程序异常、陷阱（如除法错误）和软件中断（如INT指令）。外部中断则通常由外部设备如I/O设备或特定的硬件事件触发。 每个中断源都有一个中断类型号，这是一个二进制编码，用于唯一标识中断源，并指导CPU找到对应的中断服务程序。中断断点是中断发生时，CPU当前执行指令的下一条指令的地址，中断处理完成后，CPU会返回到这个地址继续执行程序。 中断服务程序是用于处理中断事件的代码段，它与一般的子程序不同，因为它的调用不是预定的，而是由外部事件随机触发。中断系统包括了实现中断功能所需的全部硬件和软件，如中断控制器、中断向量表等。 中断系统具有以下特点： 1. 并行处理能力：CPU可以在执行主程序的同时处理中断，提高了系统的工作效率。 2. 实时处理能力：中断使CPU能够快速响应紧急事件，确保系统的实时性。 3. 故障处理能力：中断机制使得系统能及时发现并处理故障。 4. 多道程序或多重任务的运行：中断使得多任务操作系统成为可能，允许多个程序同时运行。 中断管理是中断系统的核心，涉及中断响应、中断源识别和中断优先级处理。当中断发生时，CPU根据中断允许标志决定是否响应。如果响应中断，CPU会保存当前状态（即断点），然后转移执行中断服务程序。在多中断源系统中，CPU需要识别哪个中断源发出请求，这可以通过软件查询或硬件提供的中断类型号来实现。 中断的优先权管理确保了高优先级的中断能够打断低优先级的中断处理，从而确保关键任务得到及时响应。例如，硬件故障可能比用户界面的更新更需要立即处理。可编程中断控制器8259A就是这样的一个设备，它可以管理和协调多个中断源的优先级，并处理中断的嵌套。 总结来说，中断系统是计算机硬件和软件协同工作的关键部分，它使得计算机能够高效、实时地响应各种事件，提高了系统的灵活性和可靠性。而可编程中断控制器如8259A则是这种功能实现的重要硬件组件，它负责管理和调度中断源，确保系统的稳定运行。