中断技术解析：从基本概念到中断处理过程

"中断基本概念及其处理流程" 中断是计算机硬件和操作系统交互的重要机制，它使得CPU能够在执行正常程序的过程中，响应来自内部或外部的紧急事件，暂停当前任务，转而执行特定的服务程序，之后再返回继续原先的任务。中断的概念最早是为了解决CPU与速度较慢的外设之间的协调问题，现在它已经发展成为实现许多关键功能的基础。 中断源是触发中断的源头，可以分为以下几类： 1. 外部设备请求中断：常见的如键盘、磁盘驱动器、打印机等，在完成一项操作后，会向CPU发送中断请求，请求CPU处理数据传输或完成其他操作。 2. 实时时钟请求中断：定时/计数器在预设时间到达时，会发出中断请求，使CPU执行定时任务，例如定时任务调度。 3. 故障请求中断：系统中出现故障如电源故障、内存错误或运算溢出时，会触发中断，CPU将执行相应的错误处理程序以恢复或应对这些故障。 中断处理过程通常包括以下几个步骤： 1. 中断请求：中断源通过特定的硬件信号向CPU发出中断请求。 2. 中断排队或中断判优：如果有多个中断同时发生，系统会根据优先级进行判断，确定哪个中断应优先响应。 3. 中断响应：CPU在执行完当前指令后，停止当前任务，保存现场（即当前执行状态），然后转向中断服务程序。 4. 中断处理：CPU执行中断服务程序，处理中断事件，如读取外部设备的数据，或者对故障进行处理。 5. 中断返回：中断处理完成后，CPU恢复之前保存的现场，然后继续执行被中断的程序。 在8086/8088处理器中，中断处理过程尤为重要，它标志着早期微处理器对中断机制的初步应用。随着计算机技术的发展，中断系统变得更为复杂，特别是在高级处理器如80286及以上型号中，不仅有更多的中断源（包括异常），还支持虚拟保护模式，允许更灵活的中断管理和异常处理。 中断系统是现代计算机系统不可或缺的一部分，它增强了系统的实时性、可靠性和效率，使得CPU能够有效地处理各种异步事件，并且在多任务环境中实现并发执行。中断技术的进步也是衡量计算机系统性能和先进性的重要标志。