中断响应详解：冯诺依曼计算机的EINT与总线控制

中断响应是计算机组成原理中的重要概念，它涉及到CPU与外部设备或中断源之间的交互。在冯·诺依曼计算机体系结构下，当系统接收到一个中断请求时，中断处理过程包括以下几个关键步骤： 1. 中断条件：中断请求被允许的前提是CPU的中断允许触发器（EINT）设置为1，表明系统处于可以接受中断的状态。通常，这个触发器由特定的中断源（如外设或硬件错误检测）激活。 2. 响应时机：中断响应发生在指令执行周期结束时，CPU会发出查询信号来检查是否有中断请求。这种查询可以在指令周期结束后立即进行，或者在某些设计中，比如采用计数器定时查询或链式查询，需要等待一段时间后才进行。 3. 中断排队：中断请求会被送到中断排队器，该部件负责管理并按优先级排序中断事件，确保它们按照正确的顺序被CPU处理。 4. 中断源分类：中断源可以是多个，如INTR1、INTR2等，每个中断源可能代表不同的设备或异常情况，它们通过中断线(D)向CPU发送中断请求。 中断响应的具体实现： - 链式查询：这种方式下，总线控制部件通过I/O接口逐个检查设备是否发出总线请求，直到找到一个空闲的总线使用权。 - 计数器定时查询：通过预先设定的计数器，CPU定期查询中断请求，这种方式适合设备响应时间可预测的情况。 - 独立请求方式：每个设备都有自己的总线请求线(BR)，并向总线控制部件发送总线请求，获得总线使用权后执行操作，这种方式提高了效率，但需要更复杂的控制逻辑。 总线控制： - 总线判优控制：分为集中式和分布式两种，其中集中式控制允许主设备在总线控制上拥有优先权，而分布式则需要通过仲裁机制决定哪一方先使用总线。 - 总线通信方式：包括同步、异步、半同步和分离式通信。同步通信基于共享时钟，而异步通信允许不同模块以各自的速度运行，通过应答线实现通信，并有不互锁、半互锁和全互锁等不同类型。 总结来说，中断响应是计算机硬件系统的关键组成部分，它处理系统内外事件，保证了程序的非阻塞执行和异常处理的及时性。理解这些概念对于深入学习计算机组成原理和系统设计至关重要。