计算机采用中断处理程序的原因主要有以下几点:
提高系统效率
中断处理机制允许CPU在等待某个外部事件(如打印机缓冲区满)时,继续执行其他任务,而不是处于空闲状态。这样,CPU的时间得到了更充分的利用,从而提高了系统的整体效率。
实现多任务处理
中断是操作系统实现多任务处理的基础。通过中断,CPU可以在不同任务之间进行快速切换,使得多个任务能够并发执行,提高了系统的响应速度和吞吐量。
及时响应外部事件
中断可以及时响应外部设备的事件,如键盘输入、鼠标事件、外部设备请求等。通过触发中断,CPU可以迅速执行相应的中断处理程序,而不需要程序主动轮询外设状态,从而降低了CPU的负担。
实现异步通信
中断可以实现处理器与外部设备之间的异步通信。外部设备可以通过触发中断来通知CPU执行相应的操作,而CPU在接收到中断后,可以暂停当前任务,处理完中断后再继续执行原任务。这种机制提高了系统的可靠性和效率。
提供调试和诊断功能
中断还可以用于程序的调试和诊断。例如,程序自愿中断(如断点中断和单步中断)可以帮助开发者在程序运行过程中检查中间结果,寻找错误所在,从而提高软件的质量和稳定性。
支持硬件设备的正常工作
每个外部设备在完成其操作后,都会向CPU发出中断请求。CPU在接收到中断请求后,会执行相应的中断处理程序,完成设备的操作。这样,硬件设备能够正常工作,并且CPU能够及时响应设备的需求。
综上所述,中断处理程序在计算机系统中起着至关重要的作用,它不仅提高了系统的效率和响应速度,还实现了多任务处理、及时响应外部事件、异步通信以及提供了调试和诊断功能,从而确保了计算机系统的稳定性和可靠性。