程序中断是指 计算机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,CPU暂时中止现行程序,转而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。
程序中断的主要作用包括:
实现CPU与I/O设备的并行工作:
通过中断,CPU可以同时处理多个任务,包括与外部设备的输入输出操作,从而提高系统的效率和响应速度。
处理硬件故障和软件错误:
当硬件设备出现故障或软件发生错误时,中断机制可以及时响应,保护系统的稳定性和安全性。
提供灵活的机制:
中断允许程序在遇到特定事件或需求时暂停当前任务,转而执行其他任务,从而提高系统的实时性和响应能力。
中断可以分为硬件中断和软件中断两种类型:
硬件中断:由计算机硬件设备(如时钟、键盘、鼠标等)发出的信号,用于通知处理器需要进行相应的处理。
软件中断:由程序中的特定指令触发的中断,用于主动请求处理器暂停当前任务并执行其他任务。
在编程中,中断服务程序是预先定义好的特殊处理程序,用于在中断发生时执行相应的处理逻辑。当中断发生时,CPU需要保存当前任务的上下文信息,包括程序计数器、寄存器、堆栈指针等,然后跳转到中断服务程序执行,处理完毕后恢复现场,继续执行被打断的程序。
通过中断机制,计算机可以像人类一样在遇到特定情况时停止运行,从而可以安全地保护用户的数据,并及时响应外部事件或处理特定的需求。