中断系统简述

Harbin Institute of Technology 中断系统简述

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哈尔滨工业大学

中断系统简述 1. 什么是中断？中断技术产生的原因，有什么优缺点？

答：作为计算机与外部设备交换信息的一种同步控制方式，中断是指执行当前程序的过程中，由于某种随机出现的外设请求，使CPU暂停(即中断)正在执行的程序而转去执行为外设服务的程序；当服务完毕后，CPU再返回到暂停处(即断点)继续执行原来的程序。主要分为硬中断和软中断。中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。

不同的计算机其硬件结构和软件指令是不完全相同的，因此，中断系统也是不相同的。计算机的中断系统能够加强CPU对多任务事件的处理能力。中断机制是现代计算机系统中的基础设施之一，它在系统中起着通信网络作用，以协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是实现多道程序设计的必要条件。 中断是CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应。

2. 基本概念：中断源、中断嵌套、中断级联、软中断、硬中断、NMI、可屏蔽中断、中断

请求号、中断向量、中断响应INTA、中断周期、单步中断、IF中断允许标志位、IMR中断屏蔽字、中断优先级、中断控制器、中断处理子程序、0号中断、1号中断

中断源：引起中断的原因或发出中断请求的来源

中断嵌套：在优先级已定的情况下，低优先级的中断服务程序可以被高优先级的中断源所中断，等高优先级的中断服务程序结束后，再返回去执行被中断的低优先级中断服务程序。

（嵌套的级数原则上不限,只取决于堆栈深度,实际上与要求的中断响应速度也有关。） 中断级联：众多的中断源是有级别的，必须划出级别来

软中断：由CPU内部原因(指令或异常)引起的中断又叫内中断，统称为异常

硬中断：由CPU外部事件引起的中断，又叫外中断。简称中断。

NMI：一种为外部紧急请求提供服务的中断，不受CPU内部的中断允许标志IF的屏蔽 可屏蔽中断：CPU用来响应各种异步的外部硬件中断的最常用方法，受CPU内部的中断允

许标志IF的控制。 中断请求号：外部设备进行I/O操作时，会随机产生中断请求信号。这个信号中会有特定的标志，使计算机能够判断是哪个设备提出中断请求，这个信号就叫做中断号

中断向量：中断服务程序入口地址 中断响应INTA：如CPU是处于开中断状态，则在当前指令执行完后，用INTA信号作为响应 中断周期：中断响应周期是指当CPU采用中断方式实现主机与I/O交换信息时，CPU在每条指令执行阶段结束前，都要发中断查询信号，以检测是否有某个I/O提出中断请求。如果有请求，CPU则要进入中断响应阶段，又称中断周期。 单步中断：单步中断即1号中断。微处理器执行一条指令前，如果检测到单步标志位TF为1，则在该条指令执行后立即停止，引起1号中断，在1号中断的中断服务子程序内程序员可以安排自己想实现的功能。

IF中断允许标志位：如果检测到单步标志位TF为1，则在该条指令执行后立即停止，引起1号中断

IMR中断屏蔽字：一个外部中断请求信号通过中断请求线IRQ，传输到IMR（中断屏蔽寄存器），IMR根据所设定的中断屏蔽字（OCW1），决定是将其丢弃还是接受 中断优先级：当多个中断源同时申请中断时，CPU同一时刻只能响应一个中断源的申请，应按各中断源的轻重缓急程度来确定它们的优先级别。查询各位的次序就决定了各外设的中断优先级。

中断控制器：微处理器与外设之间的中断处理的桥梁是微处器与外设之间的中断处理的桥梁，由外设发出的中断请求需要中断控制器来进行处理 中断处理子程序：处理器处理“急件”，可理解为是一种服务，是通过执行事先编好的某个特定的程序来完成的，这种处理“急件”的程序被称为——中断服务程序，即中断处理程序。而子程序是能被其他程序调用，在实现某种功能后能自动返回到调用程序去的程序。其中断处理子程序即为上述两者的中和。

0号中断：0号中断处理程序用于处理除法运算溢出，称为"除数为0中断"。当CPU检测到除法运算溢出，自动调用0号中断处理程序，无"INT 0"指令 1号中断：当CPU的TF标志置1时，CPU每执行一条指令，就调用1号中断处理程序，因此，它称为"单步中断"。 当CPU检测到TF=1时，自动进入单步方式，无"INT 1"指令。 该中断处理程序用于调试程序

3. 8259A只有两个端口地址，但可读/写寄存器个数多于两个，如何保证正确读/写？ 当CS非、WR非为低电平时，表明CPU正在对8259A进行写入操作，即CPU同多数据总线向8259A送初始化命令字和操作命令字，以规定其工作状态和操作方式。

当CS非、RD非管脚为低电平时，表明CPU正在对8259A进行读操作，读出IRR、ISR或IMR的内容或中断类型码。

当CS非为高电平时，8259A未选中，不进行任何操作。

4. 某微机的中断系统有5个外部中断源，接在8259A的IR0~IR7端，中断类型码为

5BH,5CH,5DH,5EH和5FH,8259A的端口地址为26H,27H。允许它们以全嵌套工作方式工

作，中断请求采用电平出发方式。编写8259A的初始化程序。

;初始化8259的ICW1

MOV AL, 00011011B

MOV DX, 26H

OUT DX,AL

;初始化8259的ICW2

MOV AL,58H

MOV DX,27H

OUT DX, AL

;初始化8259的ICW4

MOV AL, 00000001B

OUT DX, AL

5. 查看你的计算机的硬件配置情况：包括CPU、内存、硬盘、显卡、网卡、声卡等配置

参数，可以截图！