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第五节 程序中断控制方式 基本思想：(观看动画演示) 当外设准备好时，便向 CPU 发中断请求，CPU 响应后，中止现行程序的执行，转 入一个“中断服务程序”进行输入/ 出操作，实现主机和外设接口之间的数据传送，并 启动外设工作。 “中断服务程序”执行完后，返回原被中止的程序断点处继续执行。 此时，外设和CPU 并行工作。 中断过程： (观看动画演示) 当 CPU 需要进行输入输出时，先执行一条指令，将启动命令发送给相应的 I/O 接 口和外设，然后CPU 继续执行程序，I/O 接口接收到CPU 送过来的命令后，就开始启动 外设进行相应的操作，此时 CPU 和外设并行工作。当外设和 I/O 接口完成了 CPU 交给 的任务，如：完成了一个数据的打印使数据缓冲寄存器空出来准备接收新的数据，或 已经从外设接收了CPU 要求的数据并放到了数据缓冲寄存器等，I/O 接口便向CPU 发中 断请求，CPU 响应后，就中止正在执行的程序，转入一个“中断服务程序”，在“中断 服务程序”中完成数据传送任务，即：将新数据送到 I/O 接口的数据缓存寄存器，或 从I/O 接口的数据缓存寄存器取数据到CPU，传送完毕后再回到被中断的原程序继续执 行。 这种方式下，一般每次只能交换一个字节或一个字。 中断过程 中断过程包括： – 中断响应（硬件实现） – 中断响应 – 中断响应是指主机发现中断请求，中止现行程序的执行，到调出中断服 务程序这一过程。 (1) 中断响应的条件 ①CPU 处于开中断状态 ②至少要有一个未被屏蔽的中断请求 ③③在一条指令执行完 (2)(2) 中断响应的过程 中断响应过程 中断响应 (2) 中断响应过程（执行一条隐指令，并完成一次总线操作） ①关中断：0=CIEN ②保护断点： ③识别中断源 取得中服务程序的首地址 中断识别方式 中断响应 (3)识别中断源 软件方法（软件轮询） 中断查询程序 硬件方法（矢量中断或称向量式中断） 链式查询（硬件轮询、菊花链） 独立请求（总线仲裁） 链式查询和独立请求结合（多条中断线） 实现中断源识别的专门控制逻辑（一种接口电路）称为中断控制器。 矢(向)量中断 什么是矢( 向)量中断？ 是一种中断处理技术，它根据菊花链线路或并行判优线路取得最高优先权的中断 向量地址，找到对应的中断服务程序首地址，从而调出中断服务程序执行。 中断向量IV ：中断服务程序的初始地址和初始机器状态字PSW 。 向量地址VA （中断类型号）：中断向量的地址。 中断系统的基本结构 I/O 中断处理过程 (观看动画演示) 中断处理过程 中断过程：中断响应+ 中断处理 中断响应的结果是调出相应的中断服务程序。 中断处理： 是指执行相应中断服务程序的过程。 不同的中断源其对应的中断服务程序不同。 典型的中断处理分为三个阶段： 先行段（准备阶段） 保护现场及旧屏蔽字、查明原因（软件识别中断时） 设置新屏蔽字、开中断 本体段（中断处理阶段） 结束段（恢复阶段） 关中断、恢复现场及旧屏蔽字、清“中断请求”、开中断、 返回 程序中断控制方式 举例：假定某机控制一台设备输出一批数据。数据由主机输出到接口的数据缓 冲器OBR，需要1μ s。再由OBR 输出到设备，需要 1ms。设一条指令的执行时间为1 μ s(包括隐指令) 。采用程序传送方式和中断传送方式，试计算数据传输速度和对主机 的占用率。 （1）程序查询方式 若查询程序有10 条，第5 条为启动设备的指令，则： 数据传输率为：1/(1000+5) μ s，约为每秒995 个数据。 主机占用率=100% （2）程序中断方式 若中断服务程序有30 条,在第20 条启动设备，则： 数据传输率为：1/(1000+1+20)μ s，约为每秒979 个数据。 主机占用率为：(1+30)/(1000+1+20)=3%