深入浅出话中断 园园 1997-01-01 #2　　什么是中断 　　中断是计算机中的一个十分重要的概念，在现代计算机中毫无例外地都要采用中断技术。什么是中断呢？可以举一个日常生活中的例子来说明，假如你正在给朋友写信，电话铃响了。这时，你放下手中的笔，去接电话。通话完毕，再继续写信。这个例子就表现了中断及其处理过程：电话铃声使你暂时中止当前的工作，而去处理更为急需处理的事情（接电话），把急需处理的事情处理完毕之后，再回头来继续原来的事情。在这个例子中，电话铃声称为“中断请求”，你暂停写信去接电话叫作“中断响应”，接电话的过程就是“中断处理”，相应地，在计算机执行程序的过程中，由于出现某个特殊情况（或称为“事件”），使得暂时中止现行程序，而转去执行处理这一事件的处理程序，处理完毕之后再回到原来程序的中断点继续向下执行，这个过程就是中断。 #2　　计算机为什么要采用中断 　　为了说明这个问题，再举一例子。假设你有一个朋友来拜访你，但是由于不知道何时到达，你只能在大门等待，于是什么事情也干不了。如果在门口装一个门铃，你就不必在门口等待而去干其它的工作，朋友来了按门铃通知你，你这时才中断你的工作去开门，这样就避免等待和浪费时间。计算机也是一样，例如打印输出，ＣＰＵ传送数据的速度高，而打印机打印的速度低，如果不采用中断技术，ＣＰＵ将经常处于等待状态，效率极低。而采用了中断方式，ＣＰＵ可以进行其它的工作，只在打印机缓冲区中的当前内容打印完毕发出中断请求之后，才予以响应，暂时中断当前工作转去执行向缓冲区传送数据，传送完成后又返回执行原来的程序。这样就大大地提高了计算机系统的效率。 #2　　什么是中断的优先级 　　我们仍然可以举例说明中断优先级的概念。在上面的例子中，如果在电话铃响的同时，门铃也响了，那么你将在“接电话”和“开门”这两个中断请求中选择，先响应哪一个请求。这就有一个谁优先的问题。如果“开门”比“接电话”重要（或者说“开门”比“接电话”的优先级高），那么就应该先开门，然后再接电话，接完电话后再回头来继续写信。这就是说，当同时有多个中断请求时，应该先响应优先级较高的中断请求。 　　此外，如果在响应一个中断，执行中断处理的过程中，又有新的中断事件发生而发出了中断请求，应该如何处理也取决于中断事件的优先级。当新发生的中断事件的优先级高于正在处理的中断事件时，又将中止当前的中断处理程序，转去处理新发生的中断事件，处理完毕才返回原来的中断处理。在上面的例子中，我们假设“开门”比“接电话”的优先级高。在你写信时，电话铃响了，你去接电话，在通话的过程中，门铃又响了。因为“开门”的优先级高，你只能让通话的对方稍等，放下电话去开门。开门之后再回头继续接电话，通话完毕再回去继续写信。而如果“开门”比“接电话”的优先级低，那么在通话的过程中门铃响了也可以不予理睬，通话结束再去开门。当然，在日常生活中，谁也不会为“开门”和“接电话”规定一个优先级别的高低。但是在计算机中，各种中断事件很多，其优先级都有规定，否则就会乱套。在计算机中，中断事件的优先级是根据事件的实时性、重要性和软件处理的方便性来安排的。 #2　　中断的屏蔽 　　中断屏蔽也是一个十分重要的功能，所谓中断屏幕蔽是指通过设置相应的中断屏蔽位，禁止响应某个中断。这样作的目的，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。当然对于一些重要的中断是不能屏蔽的，例如重新启动、电源故障、内存出错、总线出错等影响整个系统工作的中断是不能屏蔽的。因此，从中断是否可以被屏蔽来看，可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。 #2　　中断是怎样分类的 　　产生中断请求的设备或事件称为“中断源”。从中断源来看，中断一般可分为三类： 　　（１）由计算机硬件异常或故障引起的中断，也称为内部异常中断。 　　（２）由程序中执行了中断指令引起的中断，也称为软中断。 　　（３）外部设备（如输入输出设备）请求引起的中断，也称为外部中断或Ｉ／Ｏ中断。 　　在这三类中断中，外部中断我们接触得最多。下面我们来作进一步的介绍。 #2　　中断控制器和中断通道 　　因为每个设备都要使用中断，每个设备也就需要一个传送中断请求的通道。而ＣＰＵ中只有一条接收中断请求的引脚，因此需要有一个机构来收集各个设备产生的各种中断请求，并按优先级排列送给ＣＰＵ。这个机构称为中断控制器。早期的中断控制器是一片８２５９集成芯片，可以接收８个中断请求信号，也就是可以有８个中断通道。ＰＣ机允许使用１５个中断通道，因此需要两片８２５９芯片。现在的微机仍然维持了这个结构，不过８２５９芯片已不是独立的芯片，而被进一步集成到其它的大规模芯片中了。 　　两片８２５９之间用级联的方法连接起来，即一片８２５９的输出连接到另一片８２５９的输入端。因此实际可以使用的中断通道只有１５个。 　　表表示了中断控制器和各个中断通道号对应的外部设备。 　　由于每个设备都要占用一个中断通道，如果有两个或两个以上的设备占用了相同的通道时就会发生冲突，使得设备不能正常工作甚至死机。因此在安装新的设备时，一定要选择那些还没有被占用（保留）的中断通道，否则就会引起冲突。选择中断通道一般是通过改变适配卡上的跳线来实现的。很多微机在安装声卡或电影卡时没有正确地选择好中断通道，造成冲突后不能工作。对于有即插即用功能的微机和适配卡，能够自动地选择未被占用的通道，就不需要我们去设置了。