程序中断的特点主要包括以下几个方面:
及时响应:
程序中断能够及时响应外部事件或请求,提高系统的实时性能。当外部设备准备好进行输入输出操作时,它会向CPU发出中断请求,CPU在接到请求后会暂时中止当前执行的程序,转而去执行中断服务程序对外部请求进行处理,处理完毕后会自动返回到原来的程序继续执行。
异步处理:
中断是异步触发的,不需要依赖于程序的执行流程,可以随时打断当前的操作进行处理。这意味着中断可以在任何时间点发生,并且会立即中断当前任务的执行,转而处理中断服务程序。
优先级控制:
中断可以根据优先级进行处理,高优先级的中断请求会打断低优先级的处理。中断处理程序会保存当前的执行状态,确保在处理完中断后能够返回到正确的执行点。
保护机制:
中断处理程序会保存当前的执行状态,这样在处理完中断后能够返回到正确的执行点,避免因中断处理而导致的程序执行错误。
程序切换:
程序中断方式涉及CPU在执行程序过程中因随机事件而收到中断请求,暂时停止现行程序的执行,转去执行一段中断服务程序,处理完毕后自动恢复程序的执行。这种程序切换和随机性使得程序中断方式对于小数据量交换的场合非常高效和方便。
并发处理:
中断机制支持系统的并发处理能力。当多个外部事件发生时,处理器可以根据优先级和中断处理程序的设置,对多个中断请求进行排序和处理,实现对多个任务的并发处理。
中断嵌套:
一些系统支持中断嵌套,即一个中断可以被更高优先级的中断打断。这提供了更高的灵活性,使得处理器能够在处理中断时,即时响应更为紧急的中断请求。
类型和识别:
中断可以是外部设备请求或内部事件触发的,每个中断信号都有一个编号加以识别,即中断事件号。这使得中断源和中断处理具有明确的对应关系。
硬件机制:
中断是一种硬件机制,用于通知CPU有个异步事件发生了。中断一旦被系统识别,CPU则保存部分或全部现场,跳转到专门的子程序(中断服务子程序),处理完成后执行任务调度,程序回到就绪态优先级最高的任务开始运行。
综上所述,程序中断方式通过及时响应、异步处理、优先级控制、保护机制、程序切换、并发处理、中断嵌套以及硬件机制等特点,实现了对随机事件的高效和灵活处理,适用于各种不同速度和优先级的外部设备输入输出操作。