8086中断系统解析：从中断技术到优先级嵌套

"这篇文档是关于计算机原理及应用的第12讲，主要讲解中断技术，涉及8259A中断控制器以及中断处理流程、优先级和嵌套。" 计算机中断技术是计算机系统中关键的设计，它使得处理器能够有效地应对突发事件，提高系统的实时性和效率。最初的中断设计旨在解决CPU与速度较慢的输入/输出(I/O)设备之间的通信问题，通过中断机制，CPU可以暂停当前任务，快速响应紧急事件，然后在处理完这些事件后再返回到原来的程序。 中断定义了一个过程，当系统遇到紧急情况（如硬件故障、键盘输入或定时器事件）时，会暂停当前执行的程序，转而执行专门处理这些事件的中断服务程序，之后再恢复原先被中断的程序执行。这个过程包括中断源发出中断请求、CPU响应中断、保存现场、识别中断源、执行中断服务程序、恢复现场以及中断返回等步骤。 中断优先级是指在多个中断请求同时发生时，CPU根据中断源的重要性和实时性来决定处理顺序。在8086实模式下，中断优先级一般分为内部中断和异常、软件中断、外部非屏蔽中断和外部可屏蔽中断，且中断级之间存在固定的优先级关系，不可随意更改。中断嵌套允许在处理一个中断的过程中，新的中断请求可以被响应，但会按照优先级进行处理。 8259A中断控制器是管理中断处理的硬件设备，它可以扩展CPU的中断处理能力，支持中断优先级排序和嵌套。例如，中断控制器可以使用菊花链方式连接，使得多个中断源能有序地被处理。 中断向量表是8086系统中存储中断服务程序地址和处理程序所需数据的表格。中断类型码与中断向量表的地址关联，通过中断类型码可以找到对应的中断服务程序入口地址。例如，中断类型码为3，其服务程序地址可以从中断向量表的特定位置获取；同样，如果中断类型码为17H，服务程序的入口地址2340H:7890H将存放在中断向量表特定的4个字节单元中。 外部中断，又称硬件中断，是由系统外部硬件设备产生的中断请求，如键盘、鼠标或硬盘操作完成等。80x86系列CPU提供了非屏蔽中断(NMI)引脚，即使在CPU正在处理另一个中断时，NMI信号也能强制CPU响应，用于处理那些需要即时响应的高优先级事件。 中断技术是现代计算机系统不可或缺的部分，它确保了系统能够及时、有效地处理各种事件，提高了系统的灵活性和响应性。了解和掌握中断机制及其在8086CPU中的实现，对于理解和编程操作系统、驱动程序以及系统级软件具有重要意义。