操作系统的中断PPT

中断是计算机操作系统中的一个核心概念，它指的是在程序执行期间，由于某种原因，CPU暂停当前程序的执行，转而执行其他程序或处理特定任务，并在适当的时候返回原...

中断是计算机操作系统中的一个核心概念，它指的是在程序执行期间，由于某种原因，CPU暂停当前程序的执行，转而执行其他程序或处理特定任务，并在适当的时候返回原来程序继续执行的过程。中断可以由硬件或软件产生，它们对于操作系统实现多任务处理、实时响应以及硬件设备的并发控制等至关重要。中断的分类中断通常可以分为以下几类：外中断（硬件中断）外部设备中断由外部设备（如键盘、鼠标、磁盘驱动器等）产生的中断。当这些设备完成某项工作或有特殊情况需要处理时，会向CPU发出中断请求程序中断由程序中的某条指令执行引起，如执行INT指令或访问非法内存区域时钟中断由计时器产生，用于实现操作系统的定时功能，如时间片轮转调度内中断（软件中断）陷阱（Trap）由CPU内部事件引起，如程序出错（非法指令、地址越界等）或程序执行了某些由操作系统提供的系统调用指令（如请求I/O操作、创建进程等）陷入（Fault）由潜在的错误情况引起，但在当前情况下可以安全处理，如缺页中断终止（Abort）由不可恢复的错误引起，如非法指令或地址越界，操作系统需要采取措施来恢复或重启系统中断的处理过程当中断发生时，CPU会执行以下步骤来处理中断：中断请求中断源（如外部设备或内部事件）向CPU发出中断请求信号中断判优如果CPU允许中断，中断控制器会根据中断优先级判断哪个中断请求最先得到响应保存现场CPU在执行中断服务程序之前，会保存当前程序的执行状态（如寄存器内容、程序计数器值等），以便在中断处理完成后能够恢复执行中断服务程序根据中断类型，CPU执行相应的中断服务程序。这个程序会处理中断源提出的具体请求，如保存数据、执行特定操作或调用其他程序恢复现场当中断服务程序执行完毕后，CPU会恢复之前保存的现场，包括程序计数器的值和寄存器的内容，以便继续执行被中断的程序中断返回CPU返回到被中断的程序，从中断点继续执行中断的作用与意义中断在操作系统中发挥着至关重要的作用：实现多道程序设计通过中断，操作系统可以在一个物理CPU上同时执行多个程序，提高了CPU的利用率实时响应对于需要快速响应的外部设备或用户请求，中断机制可以确保系统能够及时处理硬件并发控制中断机制使得操作系统能够有效地控制和管理多个硬件设备的并发操作系统安全当程序发生错误时，中断机制可以帮助操作系统采取相应措施，如终止错误程序或进行系统恢复总之，中断是操作系统中不可或缺的一部分，它使得系统能够更加高效、安全和可靠地运行。通过合理地利用中断机制，操作系统可以实现多任务处理、实时响应以及硬件设备的并发控制等功能。