计算机组成原理：中断系统与服务程序入口地址

"由硬件提供服务程序入口地址-计算机组成原理 罗克露" 本文主要探讨了计算机组成原理中的中断系统和相关概念，重点在于硬件如何提供服务程序的入口地址以及中断在计算机系统中的作用。 中断是计算机系统中一种重要的机制，用于处理外部设备的请求、故障以及实现实时处理等功能。中断典型应用包括： 1. **管理中、低速I/O操作**：中断允许计算机在执行其他任务时，能够及时响应外部设备的请求，例如打印机完成打印后通知CPU，而不是CPU持续等待。 2. **处理故障**：当系统出现故障时，中断机制会触发相应的服务程序，通过中断向量表找到处理故障的地址，进行错误恢复或记录。 3. **实时处理**：利用中断，CPU可以设定时钟中断来定时执行特定任务，如采集数据、监测系统状态或进行周期性调节。 4. **人机对话**：中断可以辅助人机交互，如键盘输入时，CPU暂停当前任务，处理键盘输入后再返回原任务。 5. **多机通信**：在多处理器系统中，中断有助于协调各个处理器间的通信和同步。 中断系统的组成部分包含软件和硬件两部分： - **软件**：定义了中断系统的硬、软界面，包括中断处理程序和服务程序，它们负责响应中断并执行相应的操作。 - **硬件**：硬件部分包括接口和CPU响应逻辑。接口方面，有请求、传递和判优逻辑，确保正确处理来自不同设备的中断请求。在CPU方面，响应逻辑则是接收中断请求并执行中断处理的电路。 此外，文件还简要概述了计算机的基本概念，如冯·诺依曼思想： - **冯·诺依曼思想**：提出使用二进制代码表示程序和数据，采用存储程序的工作方式，计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备构成。 计算机中信息的数字化表示是通过二进制代码实现的，无论是数值、字符还是命令状态。在物理层面上，这些信息通常用数字信号（如电平信号或脉冲信号）来表示。 **存储程序工作方式**是计算机执行程序的基础，包括预先编写和存储程序，然后由CPU自动、连续地执行。 **计算机系统的硬件组成**中，CPU是核心部分，由运算器和控制器组成。运算器负责数据处理，而控制器则生成控制命令以协调整个系统的操作。 - **运算器**包含ALU（算术逻辑单元）、通用寄存器组、选择器和移位器，用于执行各种算术和逻辑运算。 - **控制器**则根据指令信息、状态信息和时序信号生成微命令，控制整个计算机的操作。 两种常见的控制器设计方式是**组合逻辑控制**和**微程序控制**，前者通过组合逻辑电路直接产生微命令，后者则使用存储在存储体中的微指令产生微命令。 总结来说，本文深入介绍了计算机组成原理中的中断系统，以及它在处理I/O操作、故障、实时处理等方面的关键作用，并详细描述了CPU的内部结构和工作方式。