十一五教材讲稿第7章中断系统.ppt

中断系统是微型计算机系统中的重要组成部分，它负责处理来自硬件和软件的突发事件，确保计算机能够高效、及时地响应外部和内部请求。在“十一五教材讲稿第7章中断系统”中，主要涵盖了中断和异常的基本概念，以及它们在实地址和保护地址方式下的处理，重点介绍了8259中断控制器的工作原理和编程应用，还涉及了中断调用和中断程序设计的方法。 1. **中断与异常的概念**： - 中断是指当处理器在执行程序时，遇到外部设备的请求，暂停当前任务，转而执行特定的服务程序，处理完毕后再返回原程序继续执行。中断通常由外部硬件事件触发，如键盘输入、定时器溢出等。 - 异常则是指由于内部错误或异常条件导致程序流程改变，如除法错误、页面错误等。异常通常被视为内部中断，发生在执行指令期间或之后。 2. **中断与异常的区别**： - 中断处理异步事件，即外部事件。 - 异常处理同步事件，通常与当前执行的指令有关。 - 硬件中断由外部设备引起，中断服务完成后返回原指令的下一条指令。 - 异常分为故障、陷井和夭折，其中故障和陷井可能需要重新执行出错的指令，而夭折则可能无法恢复。 3. **中断分类**： - 可屏蔽中断（Maskable Interrupts）：可以通过设置中断屏蔽字来控制是否响应。 - 不可屏蔽中断（Non-Maskable Interrupts, NMI）：优先级最高，不能被屏蔽，用于紧急情况。 4. **8259中断控制器**： - 8259是一种可编程中断控制器，用于管理并行的多个中断源，它可以将中断请求转化为中断信号，实现中断优先级的管理。 - 8259A具有中断优先级排队功能，支持中断嵌套，可以处理8个中断源，并通过编程进行中断类型号的分配和中断处理的控制。 5. **中断处理过程**： - 中断请求：外部设备向CPU发送中断请求信号。 - 判优：CPU根据中断优先级决定处理哪个中断。 - 响应：CPU保存当前状态，清除中断请求标志，开始执行中断服务程序。 - 处理：执行中断服务程序，解决引发中断的问题。 - 返回：执行完服务程序后，恢复现场，继续执行被中断的程序。 6. **中断程序设计**： - 包括中断调用的机制，如INT指令，以及中断处理程序的编写，需要考虑中断返回、错误处理和资源释放等问题。 - 中断程序设计需遵循一定的规则和结构，确保系统稳定性和响应速度。 在学习中断系统时，不仅要理解基本概念，还要熟练掌握实地址和保护地址方式下中断服务程序的入口地址计算，以及8259A的工作方式和编程应用。这些知识对于理解和设计实时操作系统、嵌入式系统以及系统级编程至关重要。通过深入理解中断和异常的处理机制，可以有效提高系统的响应速度和容错能力，确保计算机系统的稳定运行。