程序中断是指 CPU在执行现行程序的过程中,由于出现某些急需处理的异常情况或特殊请求,暂时中止现行程序,而转去对这些异常情况或特殊请求进行处理,处理完毕后CPU又自动返回到现行程序的断点处,继续执行原程序。
程序中断的作用主要包括:
实现CPU与I/O设备的并行工作:
通过中断,CPU可以及时响应外部设备的服务请求,从而提高系统的并行处理能力。
处理硬件故障和软件错误:
当硬件发生故障或软件出现错误时,中断机制可以使CPU转去处理这些紧急事件,保证系统的稳定性和可靠性。
实现多任务处理:
中断允许CPU在处理一个任务的同时,也能够响应其他任务的中断请求,从而实现多任务的并发处理。
中断可以分为内部中断和外部中断。内部中断来源于CPU内部,如软件中断指令、溢出、除法错误等;外部中断则来自CPU外部,由外设提出请求,例如键盘中断、鼠标中断、串行口中断等。
中断的处理过程通常包括中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个阶段。当外部设备或内部事件发生时,会向CPU发出中断请求。CPU在接收到中断请求后,会暂停当前程序的执行,转而去执行相应的中断服务程序。处理完中断后,CPU会执行中断返回指令,返回到原来被中断的位置,继续执行原来的程序。
通过中断机制,计算机能够更加灵活和高效地处理各种紧急事件,提高系统的整体性能。