【计算机组成原理】IO方式的“千变万化”——第二部分

如题所述

上一节,我们剖析了程序中断流程的核心环节——中断请求,接着我们将深入探讨中断响应的神秘面纱。现在,让我们聚焦于中断判优,它是处理多个中断源的关键步骤。


中断判优的重要性</

在众多中断源同时请求时,中断判优机制犹如总线仲裁,决定CPU如何响应。比如,故障中断优先级高,I/O中断紧随其后。实现方式多样,有硬件排队器,它可能内置在CPU或分布在各个中断源,也有软件查询方式。


CPU的响应策略</

CPU只有在满足特定条件时,才会响应中断请求:中断源发出请求,中断功能被启用,且当前执行的指令已结束且无紧急任务。这里要留意,CPU在指令执行间隙查询I/O中断,而非在指令执行过程中。


中断处理的深入解析</

中断处理由中断隐指令和中断服务程序构成,是中断流程的重要环节。当CPU响应中断,会执行一系列隐性操作,如关闭中断、保存断点,然后引出中断服务程序的入口地址,即中断向量,引导程序切换。


中断向量与中断服务程序</

中断向量是中断服务程序的“地图”,它存储在中断向量表中,引导CPU准确执行对应服务程序。当中断发生,硬件会自动传递中断向量地址,确保程序无缝切换。


中断处理的细致步骤</

在中断处理中,每一步都精心设计,以确保程序的连续性。首先,关中断保护现场,然后保存断点,接着引出服务程序。有硬件向量法和软件查询法两种寻址方式,以找到服务程序的入口。在服务程序内,还需要保存现场,恢复屏蔽状态,执行服务程序,最后返回原点。


总的来说,中断判优和处理机制犹如计算机的指挥中心,确保在多任务并行中的顺畅切换。通过理解这些原理,我们能更好地掌握计算机内部世界的运行机制。

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