计算机组成原理:中断流程与冯·诺依曼思想解析
"这篇资源是关于计算机组成原理的讲解,主要涵盖了单级中断流程和冯·诺依曼思想,以及计算机系统硬件组成的相关知识。罗克露可能是这门课程或教材的作者。" 在计算机系统中,中断是硬件提供的一种通信机制,允许CPU暂停当前任务,响应紧急事件或外部设备的需求。单级中断流程主要包括以下步骤: 1. **保护现场**:当CPU收到中断请求后,首先保存当前执行指令的地址以及所有相关寄存器的状态,这是为了在处理完中断事件后能够恢复到中断前的状态,继续执行被打断的程序。 2. **具体服务处理**:CPU转而执行中断服务程序,这个程序通常位于内存中的特定位置,负责处理中断事件,如数据传输、错误处理等。 3. **恢复现场**:中断服务完成后,CPU恢复之前保存的寄存器状态和指令地址。 4. **开中断、返回**:最后,CPU开启中断系统,允许新的中断请求,并返回到中断前的指令,继续执行原来的程序。 对于外中断,通常会有一定的优先级管理,例如,禁止同级或更低级别的中断请求,同时开放更高级别的请求,以确保高优先级事件能得到及时处理。 在**多重中断流程**中,处理更加复杂,包括了开中断、返回、保护现场、送新屏蔽字、开中断、具体服务处理、关中断和恢复现场及原屏蔽字等步骤,这允许在处理一个中断的同时,还能响应其他更高优先级的中断。 冯·诺依曼思想是计算机科学的基础,主要包含三个关键点: 1. **二进制代码表示程序和数据**:所有的信息,包括指令和数据,都用二进制代码表示。 2. **存储程序的工作方式**:程序被预先存储在内存中,CPU按照存储的顺序逐条执行指令。 3. **硬件构成**:计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成。 在计算机中,信息以二进制形式存在,如数字、字符、命令和状态等。数字信号(如电平信号和脉冲信号)用于物理层面上表示这些二进制代码,实现串行或并行操作。 计算机系统硬件的核心是CPU,它由运算器和控制器组成。运算器负责数据的加工,包括不同的运算方法,如定点和浮点运算。控制器则生成控制命令,协调整个计算机的操作。控制器的实现可以是组合逻辑控制或微程序控制,每种方式都有其特点和应用场景。 这部分内容深入浅出地介绍了计算机的基础架构和工作原理,是理解计算机系统运作的关键。
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