6.1 中断概述
微型计算机系统中,CPU和外部设备之间不断进行信息的传输。其信息传输方式有程序控制方式、DMA方式和中断方式。
(1)程序控制方式。
程序控制方式又分为无条件传输方式和条件传输方式。
①无条件传输方式。外设始终处于就绪状态,CPU不必查询外设的状态,直接进行信息传输,称之为无条件传输方式。此种信息传输方式只适用于简单的外设,如开关和数码段显示器等。
②条件传输方式。CPU通过执行程序不断读取并调试外部设备状态,当输入设备处于准备好状态或输出设备为空闲状态时,CPU执行传输信息操作。由于条件传输方式需要CPU不断地查询外部设备的状态,然后才进行信息传输,所以也被称为查询式传输。
(2)DMA方式。
DMA方式主要用于存储器和外设之间的直接传输、块传输。DMA方式速度快、效率高,可以与CPU并行工作。
(3)中断方式。(https://www.daowen.com)
中断是指程序执行过程中,当CPU正在处理某件事的时候,外围设备发出紧急事件请求,要求CPU暂停当前工作,转而处理这个紧急事件的中断服务程序,完成中断服务程序后,CPU返回继续执行被打断的程序。实现这种功能的部件被称为中断系统。
中断是计算机系统中的一个重要功能,是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的,主要用于实时监测与控制,它既和硬件有关,也和软件有关。正是因为有了中断系统,才使计算机的工作更加灵活,效率更高。现代计算机操作系统实现的管理调度,其物质基础就是丰富的中断功能和完善的中断系统,它们将计算机的应用和发展大大地推进了一步。中断功能的强弱已成为衡量一台计算机功能完善与否的重要指标。
请示CPU中断的请求事件源被称为中断源。微型计算机系统中一般允许有多个中断源,当这些中断源同时向CPU请求中断时,就存在CPU响应哪一个中断请求的问题。CPU要对各中断源确定一个优先等级,称之为中断优先级,CPU总是响应中断优先级高的中断请求。
如果当CPU正在处理一个中断源请求的时候,又发生了另外一个优先级比它高的中断源请求,那么CPU将暂停当前的中断服务,转而去处理优先级更高的中断源请求,处理完成再回去处理原中断服务,这样的过程被称为中断嵌套。
当一个中断源发生中断后,其中断响应过程示意图如图6.1所示。一个完整的中断响应过程包括4个步骤:中断请求、中断响应、中断服务与中断返回。

图6.1 中断响应过程示意图