中断是计算机系统中的一种异常处理机制,是指CPU在执行程序的过程中,遇到了需要高优先级响应的事件时,暂停当前所执行的程序,转去执行特定的中断服务程序,并在执行完该程序后,再返回原来被暂停的程序继续执行。而中断源是指造成中断发生的事件或硬件设备。
在计算机系统中,常见的中断源种类包括外部中断、内部中断和软中断。其中,外部中断又被称作硬件中断,是由硬件设备引起的中断,如键盘、鼠标等设备;内部中断是由CPU内部部件或操作造成的中断,如除零错误、非法指令等;软中断是由软件程序的调用造成的中断,是操作系统进行系统调用的功能,如系统调用、陷阱指令等。
不同的中断源有不同的优先级,如硬件中断一般比软中断优先级高,常见的中断优先级排序是硬件中断高于软中断,而内部中断由于不同类型的错误性质不相同,所以各自的优先级也有所不同。
计算机系统中的中断是基于优先级的,当多个中断源同时向CPU发出中断请求时,系统会根据它们的优先级来确定哪个中断先得到响应。因此,正确设置中断优先级对系统的正常运行和性能至关重要。
中断源的处理通常包括中断响应、中断服务程序执行和中断返回三个过程。当中断源发出中断请求时,CPU将保存当前的程序状态并跳转到相应的中断服务程序,执行完中断服务程序后再恢复之前的程序状态并返回执行原程序。中断服务程序是为了处理中断事件而编写的程序,通常会保存原程序中断前的现场,然后进行中断处理,最后通过中断返回指令将控制权交还给原程序。由于中断机制的存在,所以计算机系统能够快速、有效地响应各种设备的请求。