中断系统的工作原理和过程

什么是中断

中断是计算机系统中的一种机制，它可以让计算机的 CPU 在进行任务的过程中，暂时的停下当前的工作，去执行一些需要立即处理的事件，处理完后再返回上一次的工作状态。

中断的分类

在计算机系统中，中断可以分为软中断和硬中断两种形式。 硬中断是由硬件设备（比如键盘、鼠标、网络、磁盘、定时器等）发送给 CPU 的紧急通知，让 CPU 中断当前的工作，去处理这些事件。 软中断则是由软件程序产生的一种中断请求信号，可以用来向 CPU 发送指令，让其暂停当前的工作，并跳转到另外一段代码执行。

中断的工作过程

在计算机系统中，中断设备向 CPU 发送一个中断请求信号，让 CPU 暂停当前的工作，去处理这个事件。这个过程可以分为以下几个步骤： 1. 中断请求：中断设备向 CPU 发出一个请求，要求 CPU 处理这个事件。中断设备可以通过向 CPU 的一个中断引脚发送一个中断信号，或者向 CPU 发送一个特定的指令来触发中断。 2. 中断响应：CPU 接收到中断请求后，暂停当前的工作，并将当前的指令和数据保存在现场保护区（Context）中，并将执行指令的地址（程序计数器 PC）保存在堆栈中。最后，CPU 跳转到中断服务程序中，开始执行这个事件。 3. 中断处理：中断服务程序是由操作系统提供的一段用来处理中断事件的代码，它会根据中断类型执行不同的处理操作。比如在键盘中断事件中，中断服务程序会读取键盘缓冲区内的数据，然后将其传输到操作系统中。在网络中断事件中，中断服务程序则会读取数据包并将其传输到网络协议栈中。 4. 中断返回：中断服务程序处理完事件后，会清空中断状态，并将 CPU 的现场保护区和堆栈中的数据恢复回来，然后恢复原来的执行状态，继续执行中断前的任务。 ，中断是计算机系统中实现多任务处理的一种非常重要的机制，它可以让 CPU 在处理事件的同时，不会影响到其他任务的执行。中断的分类和工作过程是理解中断机制的关键，需要深入了解相关知识才能更好地应用到实际的技术开发当中。