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中断机制是什么问题 中断机制的作用是什么?

中断机制是什么问题

中断机制,在计算机中负责监测硬件状态以响应外部事件并执行相应的程序。虽然中断机制是操作系统中极为重要的组成部分,但在应用中,它也经常会出现问题。本文将分别从四个方面探讨中断机制存在的问题,旨在帮助读者更好地理解中断机制。

1、中断的优先级问题

中断机制中不同类型的中断具有不同的优先级。为保证异步事件的正确处理,操作系统需要决定如何处理来自各种来源的中断。然而,当多个中断同时到达时,处理器必须优先处理其中一个,而这种优先级可能会导致一些问题。

例如,在某些情况下,某些高优先级的中断会一直屏蔽低优先级中断的处理,这将导致其它重要的异步事件无法得到及时处理。

2、中断响应时间问题

中断响应时间是指从中断事件发生到中断被处理的时间。这是一个关键的性能指标,尤其是对于对实时性要求很高的系统。

有时中断响应时间会非常长,这是因为当 CPU 正在执行某个重要计算时,中断事件发生了,处理器需要将当前的工作先暂停下来,保存上下文,处理中断,最后再继续执行之前的工作。这样一来,给处理器带来了巨大的额外负担,极大地影响了系统性能。

3、中断共享冲突问题

在多种设备和应用程序共享同一个中断线时,就可能会发生中断共享冲突的问题。当多个设备都同时寻求使用同一条中断线时,就会导致中断冲突,从而导致错误发生。

为了避免这种问题,需在每个中断向量中针对共享中断线的每个设备形成一个中断服务程序(ISR),ISRIC (中断服务程序共享中断处理程序)会在系统中存在多台使用相同中断线的DMA,设备端口和单位等硬件设备共享中断对象时发生作用。然而,ISRIC 的实现很复杂,如果错误实现它,也可能带来新的问题。

4、中断同步问题

中断同步问题是一类由异步方式访问共享数据引起的问题。仅仅依靠中断来更新共享数据会导致竞争条件,严重时可能导致死锁或崩溃等问题。故而,需要确保在使用中断更新共享数据时,它们被正确地同步。

为了解决这个问题,最常见的方法是使用互斥结构来限制对共享数据的访问。

总结

总的来说,中断机制可以使用各种方法来解决存在的问题,例如提高系统硬件性能,维护不同类型的中断优先级,以及避免不同设备和应用程序共享同一个中断线可能导致的错误问题等。同时,也需要时刻关注新的问题和挑战,并针对性地优化中断机制以应对不断变化的需求。

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