中断方式
计算机响应事件时切换程序的机制
中断方式是计算机系统中实现程序切换的核心技术,通过响应外部事件或内部请求暂停当前程序执行,转交控制权至特定服务程序。该机制包含硬件接口与软件处理流程,按触发源可分为外部中断(引脚电平触发)、内部中断(定时器/串口中断)及软件中断三类。其处理流程包含中断请求、判优、响应、执行和返回五个阶段,通过中断屏蔽字与优先级管理实现多级嵌套处理。该方式有效减少CPU轮询等待时间,提升键盘输入、传感器检测等场景下的系统并行处理能力。
基本原理
中断方式通过暂停当前程序执行流程,转而处理优先级更高的突发事务,实现CPU与外围设备的异步协作。该机制需要硬件系统提供中断请求线(INTR/NMI)、中断控制器及向量地址生成电路,配合操作系统管理中断服务程序入口地址。核心特征包括:
分类体系
按触发源类型可分为三类:
软件中断:通过执行特定指令(INT 21H)触发,用于系统调用和异常处理
按响应优先级可分为:
处理流程
完整的中断生命周期包含五个阶段:
应用场景
该技术主要应用于三类场景:
硬件实现
处理器架构为中断方式提供三类关键组件:
在x86架构中,中断向量表占据内存最低1KB空间,存储256个中断服务程序的入口地址(CS:IP),每个入口占4字节。现代处理器通过高级可编程中断控制器(APIC)支持多核环境下的中断分发。
参考资料
> 第5章 输入输出技术.电子发烧友.2025-01-10
最新修订时间:2025-10-26 15:46
目录
概述
基本原理
分类体系
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