中斷系統(tǒng)

中斷系統(tǒng)是指計算機硬件和操作系統(tǒng)相結(jié)合的一種機制，用于在計算機運行過程中響應(yīng)外部事件或內(nèi)部任務(wù)請求，以讓CPU暫停當前執(zhí)行的任務(wù)去處理中斷事件。同時，中斷系統(tǒng)也是操作系統(tǒng)保證多道程序運行并發(fā)性的關(guān)鍵。

1.什么是中斷和中斷系統(tǒng)

中斷是計算機硬件或軟件接收到外部信號或內(nèi)部事件時，將當前執(zhí)行的程序掛起，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行相關(guān)的中斷服務(wù)程序（ISR）的一種機制。

中斷系統(tǒng)是由一組實現(xiàn)中斷服務(wù)程序（ISR）的軟件和硬件設(shè)施組成，用于管理和響應(yīng)中斷信息。

2.中斷系統(tǒng)的功能

中斷系統(tǒng)提供了以下功能：

• 在設(shè)備請求服務(wù)或程序需要處理某些事件時，立即喚醒CPU并切換到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。
• 保存CPU現(xiàn)場，使CPU可以在返回主程序時恢復(fù)原狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行。
• 處理異步事件，如I/O請求超時等，不阻塞程序運行。
• 提高操作系統(tǒng)的并發(fā)性和響應(yīng)速度。

3.中斷系統(tǒng)的分類

中斷系統(tǒng)可以分為以下幾類：

3.1. 外中斷（硬件中斷）

外中斷是由計算機外部設(shè)備（如鍵盤、鼠標、網(wǎng)卡等）所產(chǎn)生的中斷信號，用于請求CPU服務(wù)。

3.2. 異常中斷（軟中斷）

異常中斷是由CPU在執(zhí)行指令時發(fā)現(xiàn)一個錯誤或異常事件，例如越界、非法操作碼、缺頁異常等觸發(fā)的中斷。

3.3. 陷阱中斷（軟中斷）

陷阱中斷是由執(zhí)行特殊指令所引起的中斷，例如系統(tǒng)調(diào)用、斷點調(diào)試、性能分析等。

3.4. 內(nèi)中斷（軟中斷）

內(nèi)中斷是由程序內(nèi)部異常或事件引起的中斷，例如除零錯誤、棧溢出等。