第5章中讲义断技术
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7 请求处理
开始
读缓冲器的值
否
有请求
6是
请求处理
1.查询请求来源 2.程序跳转
0 请求处理
执行其他任务
计算机科学学院
查询方式
查询方式：按序依次检查外设对应的状态变化，依据预先 设定的规则，判断有无事务处理请求，有则执行事务处理， 无则继续。
数据总线
244
优点：简单
245 等
地址总线
缺点：加重CPU负担
即基本按中断向量表排序。 外围硬件一般可由用户修改其优先权。
计算机科学学院
中断处理
执行中断服务程序 软件现场保护（关键/使用的寄存器值入堆栈） 事务处理程序 软件现场恢复（从堆栈中恢复关键/使用寄存器的值）
计算机科学学院
中断系统的功能
中断系统应具有如下功能： （1）实现中断及返回 （2）能实现优先权排队 （3）中断嵌套处理
计算机科学学院
外部特性
CPU侧： CS； DB0~DB7； RD、WR、A0； INT、INTA；
外设侧： IR0~IR7；
级联： SP/EN、 CAS0~CAS2。
第5章中断技术
精品jing
中断的基本概念
CPU获取外部设备事务处理请求的方式： ➢查询方式 ➢中断方式
计算机科学学院
事务处理请求的响应及执行过程
INTR
CPU
逻辑与门
数据缓冲器件
查询方式 中断方式
外设7
外设6
外设5
事务处理请求 1: 无 0: 有
外设0
计算机科学学院
事务处理请求的软件识别过程
重复查询：
计算机科学学院
常用软件中断
中断号
功能
中断号
功能
10H 视频服务中断
13H 软硬盘控制中断
14H 串行口中断
15H 各种IO设备中断
16H 键盘中断
17H 并行打印口中断
20H 返回DOS
21H DOS功能调用
23H Ctrl+Break处理
24H DOS严重错误
33H 鼠标中断
2FH DOS保护方式接口பைடு நூலகம்
中断过程：
中断请求
中断响应 中断服务 中断结束
中断处理 中断处理的隐操作：程序状态及程序断点地址的进栈及出栈。
计算机科学学院
中断源
发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原因称为中断源。
外设中断 指令中断 程序性中断 硬件故障中断
异常中断 内部中断
软件中断
异常事件引起 中断指令引起
可屏蔽中断 外部中断
计算机科学学院
PC微机中断系统
IBM PC/XT中有三种类型的中断： （1）内部中断，即软件中断。包括被零除、单步、溢出 和中断指令（包括断点中断）等。这是由 8086执行指令 产生的中断。 （2）非屏蔽中断NMI。在IBM PC/XT中若存储器的读写 奇偶校验错，或者是由8087的异常状态产生的中断都送 至8086的NMI输入端要求处理。 （3）可屏蔽中断INTR。这是由外部设备通过一片8259A 产生的中断请求。
计算机科学学院
中断的过程
中断请求 中断响应
中断识别 中断处理 中断返回
保留断点 保护现场 获取中断服务程序的入口地址 执行中断服务程序 恢复现场 重置断点
计算机科学学院
基本概念
CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排 的事件，引起CPU中断正在运行的程序，而转达到为内部/外部 事件或为预先安排的事件服务的程序中去。服务完毕，再返回 去继续执行被暂中断的程序。
计算机科学学院
PC微机中断源
内部中断
256 个中 断源
外部中断
除法错中断 溢出中断 单步中断 软件中断
非屏蔽中断 可屏蔽中断
计算机科学学院
PC机的中断向量表
存放各类中断的中断服务 程序的入口地址 每个入口占用4 Bytes，低 字为段内偏移，高字为段基 址 表的地址位于内存的 00000H～003FFH，大小为 1KB，共256个入口
非屏蔽中断
INTR中断 NMI中断
计算机科学学院
中断识别
获取中断服务程序入口地址的方法。 软件查询（轮询）法
软件查询，入口地址固定，子程序调用 中断向量法
中断源与中断(类型)号 中断号与中断向量 中断向量与中断向量表
计算机科学学院
中断优先级
并发中断（中断嵌套）的处理技术 当有多个中断源同时请求时，CPU就要识别出是哪些中 断源有中断请求，辨别和比较它们的优先权（Priority），先 响应优先权级别最高的中断申请。另外，当CPU正在处理中 断时，也要能响应更高级的中断申请，而屏蔽掉同级或较低级 的中断请求。 要判别和确定各个中断源的中断优先权，可以用软件和 硬件两种方法。 软件采用查询技术。当CPU响应中断后，就用软件查询 以确定是哪些外设申请中断，并判断它们的优先权。
计算机科学学院
中断优先级——解决问题
❖对同时产生的中断： 首先处理优先级别较高的中断；若优先级别相同，
则按先来先服务的原则 ❖对非同时产生的中断：
低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所 中断
中断嵌套
计算机科学学院
中断优先级（续）
原则：按机器故障、DMA、外围硬件、软件递减。 结果：CPU专用>DMA>外围硬件>BIOS>DOS>自由
31H
BIOS、DOS、自由中断的汇编调用方式： INT n ； n为中断向量号，如 INT 10H、INT 21H
计算机科学学院
可编程中断控制器8259A
✓功能说明 ✓外部特性 ✓内部特性 ✓工作方式 ✓初始化 ✓应用示例
计算机科学学院
功能
✓优先级排队管理：（完全嵌套、循环优先级、特定屏蔽） ✓接受和扩充外部设备的中断请求（8—64） ✓提供中断类型号（可编程控制） ✓进行中断请求的屏蔽和开放（8、15或更多，向量/查询 中断）
计算机科学学院
PCs机中断响应和处理流程图
计算机科学学院
中断的可屏蔽性
1．非屏蔽中断 出现在NMI线上的中断请求，不受标志位IF的影响，
在当前指令执行完以后，CPU就响应。 2．可屏蔽中断
出现在INTR线上的请求信号是电平触发的，它的出 现是异步的，在CPU内部是由CLK的上升沿来同步的。在 INTR线上的中断请求信号（即有效的高电平）必须保持 到当前指令的结束。
控制总线
浪费计算资源
0
&
0
0
中断信号
计算机科学学院
中断方式
事务处理 就是 执行预先编写的设备控制程序
什么是程序？ 计算机如何执行程序？ 什么是程序的入口地址？ 如何找到程序的如口地址？
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事务处理请求
事务处理请求 事务处理程序 事务处理程序入口
中断请求信号 中断服务程序 中断服务程序入口(中断向量)
开始
读缓冲器的值
否
有请求
6是
请求处理
1.查询请求来源 2.程序跳转
0 请求处理
执行其他任务
计算机科学学院
查询方式
查询方式：按序依次检查外设对应的状态变化，依据预先 设定的规则，判断有无事务处理请求，有则执行事务处理， 无则继续。
数据总线
244
优点：简单
245 等
地址总线
缺点：加重CPU负担
即基本按中断向量表排序。 外围硬件一般可由用户修改其优先权。
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中断处理
执行中断服务程序 软件现场保护（关键/使用的寄存器值入堆栈） 事务处理程序 软件现场恢复（从堆栈中恢复关键/使用寄存器的值）
计算机科学学院
中断系统的功能
中断系统应具有如下功能： （1）实现中断及返回 （2）能实现优先权排队 （3）中断嵌套处理
计算机科学学院
外部特性
CPU侧： CS； DB0~DB7； RD、WR、A0； INT、INTA；
外设侧： IR0~IR7；
级联： SP/EN、 CAS0~CAS2。
第5章中断技术
精品jing
中断的基本概念
CPU获取外部设备事务处理请求的方式： ➢查询方式 ➢中断方式
计算机科学学院
事务处理请求的响应及执行过程
INTR
CPU
逻辑与门
数据缓冲器件
查询方式 中断方式
外设7
外设6
外设5
事务处理请求 1: 无 0: 有
外设0
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事务处理请求的软件识别过程
重复查询：
计算机科学学院
常用软件中断
中断号
功能
中断号
功能
10H 视频服务中断
13H 软硬盘控制中断
14H 串行口中断
15H 各种IO设备中断
16H 键盘中断
17H 并行打印口中断
20H 返回DOS
21H DOS功能调用
23H Ctrl+Break处理
24H DOS严重错误
33H 鼠标中断
2FH DOS保护方式接口பைடு நூலகம்
中断过程：
中断请求
中断响应 中断服务 中断结束
中断处理 中断处理的隐操作：程序状态及程序断点地址的进栈及出栈。
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中断源
发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原因称为中断源。
外设中断 指令中断 程序性中断 硬件故障中断
异常中断 内部中断
软件中断
异常事件引起 中断指令引起
可屏蔽中断 外部中断
计算机科学学院
PC微机中断系统
IBM PC/XT中有三种类型的中断： （1）内部中断，即软件中断。包括被零除、单步、溢出 和中断指令（包括断点中断）等。这是由 8086执行指令 产生的中断。 （2）非屏蔽中断NMI。在IBM PC/XT中若存储器的读写 奇偶校验错，或者是由8087的异常状态产生的中断都送 至8086的NMI输入端要求处理。 （3）可屏蔽中断INTR。这是由外部设备通过一片8259A 产生的中断请求。
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中断的过程
中断请求 中断响应
中断识别 中断处理 中断返回
保留断点 保护现场 获取中断服务程序的入口地址 执行中断服务程序 恢复现场 重置断点
计算机科学学院
基本概念
CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排 的事件，引起CPU中断正在运行的程序，而转达到为内部/外部 事件或为预先安排的事件服务的程序中去。服务完毕，再返回 去继续执行被暂中断的程序。
计算机科学学院
PC微机中断源
内部中断
256 个中 断源
外部中断
除法错中断 溢出中断 单步中断 软件中断
非屏蔽中断 可屏蔽中断
计算机科学学院
PC机的中断向量表
存放各类中断的中断服务 程序的入口地址 每个入口占用4 Bytes，低 字为段内偏移，高字为段基 址 表的地址位于内存的 00000H～003FFH，大小为 1KB，共256个入口
非屏蔽中断
INTR中断 NMI中断
计算机科学学院
中断识别
获取中断服务程序入口地址的方法。 软件查询（轮询）法
软件查询，入口地址固定，子程序调用 中断向量法
中断源与中断(类型)号 中断号与中断向量 中断向量与中断向量表
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中断优先级
并发中断（中断嵌套）的处理技术 当有多个中断源同时请求时，CPU就要识别出是哪些中 断源有中断请求，辨别和比较它们的优先权（Priority），先 响应优先权级别最高的中断申请。另外，当CPU正在处理中 断时，也要能响应更高级的中断申请，而屏蔽掉同级或较低级 的中断请求。 要判别和确定各个中断源的中断优先权，可以用软件和 硬件两种方法。 软件采用查询技术。当CPU响应中断后，就用软件查询 以确定是哪些外设申请中断，并判断它们的优先权。
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中断优先级——解决问题
❖对同时产生的中断： 首先处理优先级别较高的中断；若优先级别相同，
则按先来先服务的原则 ❖对非同时产生的中断：
低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所 中断
中断嵌套
计算机科学学院
中断优先级（续）
原则：按机器故障、DMA、外围硬件、软件递减。 结果：CPU专用>DMA>外围硬件>BIOS>DOS>自由
31H
BIOS、DOS、自由中断的汇编调用方式： INT n ； n为中断向量号，如 INT 10H、INT 21H
计算机科学学院
可编程中断控制器8259A
✓功能说明 ✓外部特性 ✓内部特性 ✓工作方式 ✓初始化 ✓应用示例
计算机科学学院
功能
✓优先级排队管理：（完全嵌套、循环优先级、特定屏蔽） ✓接受和扩充外部设备的中断请求（8—64） ✓提供中断类型号（可编程控制） ✓进行中断请求的屏蔽和开放（8、15或更多，向量/查询 中断）
计算机科学学院
PCs机中断响应和处理流程图
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中断的可屏蔽性
1．非屏蔽中断 出现在NMI线上的中断请求，不受标志位IF的影响，
在当前指令执行完以后，CPU就响应。 2．可屏蔽中断
出现在INTR线上的请求信号是电平触发的，它的出 现是异步的，在CPU内部是由CLK的上升沿来同步的。在 INTR线上的中断请求信号（即有效的高电平）必须保持 到当前指令的结束。
控制总线
浪费计算资源
0
&
0
0
中断信号
计算机科学学院
中断方式
事务处理 就是 执行预先编写的设备控制程序
什么是程序？ 计算机如何执行程序？ 什么是程序的入口地址？ 如何找到程序的如口地址？
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事务处理请求
事务处理请求 事务处理程序 事务处理程序入口
中断请求信号 中断服务程序 中断服务程序入口(中断向量)