2 常用调度算法

第3章 中断与处理机调度
3.1.1 中断相关概念



3．中断分类 根据中断源的不同，将中断分为硬中断、内中断和软中断。 硬中断：凡是来自处理机和内存外部的中断，都称为硬中断 或外中断。例如，输入/输出中断操作员对机器进行于预的中 断，各种定时器引起的时钟中断，调试程序中设置断点引起 的调试中断等。 内中断：在处理机和内存内部产生的中断称为内中断，也称 为陷入或异常。例如，非法指令。数据格式错误、主存保护 错误、地址越界错误、各种运算溢出错误、除数为零错误、 数据校验错、用户态下使用特权指令错误多。 软中断：由程序中执行了中断指令引起的中断，称为软中断。 UNIX系统也提供了软中断的处理功能，该中断又叫信号处理 机构，它是UNIX系统向进程提供的一种通信机构，利用它， 进程之间可相互通信。
第3章 中断与处理机调度
3.1.1 中断相关概念



4. 中断优先级 原则：中断源的中断请求一般是随机的，有可能几个中断源 同时发出中断请求。这时，CPU必须安排一个响应和处理中断 的优先顺序，即确定中断的优先级，否则将导致混乱。当系 统中同时存在若于个中断请求时，CPU按它们的优先级从高到 低进行处理。对属于同一优先级的多个中断请求，按预先规 定顺序处理。 中断嵌套：当CPU已响应了一个中断源的请求，正在进行中断 处理时，如果又有新的中断源发出中断请求，CPU是否响应该 中断请求，则取决于中断源的优先级。当新中断深的优先级 高于正在处理的中断源时，CPU将暂停当前的中断服务程序， 响应高级中断（称为中断嵌套）。在处理完高级中断后；再 继续进行暂停的中断服务程序。 当新中断源的优先级和当前处理的中断源同级或更低时，CPU 则将低优先级的中断屏蔽掉；不子响应，直到当前中断服务 程序执行完毕，才去处理新的中断请求。
第3章 中断与处理机调度
3.1.1 中断相关概念


2．中断源分类
中断源的数目很多，一般有几十至几百个。常见的中断源有如下几种类 型： ①、外设引起的中断。如外设采用DMA完成一个数据块的传送工作之后， 或者外设在输入/输出过程中出现错误等。 ②、CPU引起的中断。如除数为零，非法数据格式，数据校验错，算术 运算操作溢出等。 ③、存储器引起的中断。如非法地址错，主存储器页面失效等。 ④、控制器引起的中断。如非法指令，操作系统中用户态和核心态的转 换等。 ⑤、各种总线引起的中断。 ⑥、实时时钟的定时中断。当需要定时时，CPU发出命令，命令时钟电 路开始工作，待规定的时间到了后，时钟电路发出中断申请，由CPU加 以处理。 ⑦、实时控制引起的中断。 ⑧、故障引起的中断。如电源掉电，机器硬件故障等。 ⑨、为调试程序而设置的断点。
第3章 中断与处理机调度
3.Hale Waihona Puke Baidu.1 中断相关概念


4. 中断优先级 中断优先级的确定主要由下列因素来决定： ①、中断源的紧迫性。如电源故障、总线错误，这些影响整 个系统的中断一般要安排在最高优先级，而像外设的输入/输 出中断请求，这些影响局部的中断，其优先级可安排低一些。 ②、设备的工作速度。高速设备应及时响应，以免造成数据 丢失，故其优先级可安排高一些。 ③、数据恢复的难易程度。数据丢失后无法恢复的设备，其 优先级应高于能自动或手动恢复数据的设备，故内存的优先 级肯定比外存高。
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3.1.1 中断相关概念





断点：发生中断时，刚执行完的那条指令所在的单元号称为 断点。 恢复点：断点的逻辑后继指令的单元号称为恢复点。 禁止中断：在某些情况下，尽管产生了中断源和发出了中断 请求，但CPU内部的处理机状态字PSW（PSW是一组反映程 序运行状态的信息，又称为程序状态字）的中断允许位已被 清除，从而不允许CPU响应中断。这种情况称为禁止中断。 CPU禁止中断后只有等到PSW的中断允许位被重新设置后才 能接收中断。 开中断：禁止中断也称关中断。PSW的中断允许位的设置也 称为开中断。 中断屏蔽：系统用软件方式有选择地封锁部分中断而允许其 余部分中断仍能响应。 中断服务程序：相应的事件处理程序称为中断服务程序。 中断处理：执行中断服务程序的过程称为中断处理。
第3章 中断与处理机调度
第3章 中断与处理机调度
3.1 中断技术
3.2 处理机调度
3.3 实例分析
第3章 中断与处理机调度
3.1 中断技术



中断作用： 中断技术在操作系统中的各个方面起着不可替代的作用，它 是事件驱动实现的基础。在人机联系、故障处理、实时处理、 程序调试与监测、任务分配等方面都需用到中断技术，在设 备管理中，没有中断技术就不可能实现设备与主机、设备与 设备、设备与用户、设备与程序的并行。 中断是实现多道程序设计与并发的基础和必要条件。 3.1.1 中断相关概念 1. 中断定义： 中断：是指某事件发生时，CPU终立现行程序的运行，转去 执行相应的事件处理程序，处理完毕返回断点继续执行。 中断源：引起中断发生的事件就称为中断源。 中断请求：中断源向CPU发出的请求中断处理信号称为中断 请求。 中断响应：CPU收到中断请求后，中断正在运行的程序并转 向相应的事件处理程序称为中断响应。


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3.1.1 中断相关概念


2．中断源分类 中断源又可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。 可屏蔽中断：一般指那些仅影响局部的中断事件，如外围设 备的中断请求，定时器的中断请求等。这些中断可以被屏蔽， 没有得到处理机响应的中断请求被保存在中断寄存器中不会 丢失，当屏蔽被解除后，仍然能够继续得到响应和处理。这 样做的目的是保证在执行一些重要的程序中不响应中断，以 免造成迟缓而引起错误。例如，在系统启动执行初始化程序 时，就屏蔽键盘中断，使初始化程序能够顺利进行，这时， 敲任何键都不会响应。 不能屏蔽：有一些重要的中断是不能屏蔽的。例如，电源故 障、重新启动、总线错、CPU地址错，这些中断将影响整个系 统的运行，这类中断一旦产生，处理机必须响应并给予处理。