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中断和异常
- 一、中断机制的诞生
- 二、中断的概念和作用
- 三、中断的分类
- 四、外中断的处理过程
一、中断机制的诞生
💁 早期的计算机：各程序只能串行执行，系统资源利用率低
为了解决上述问题，人们发明了操作系统（作为计算机的管理者），引入中断机制，实现了多道程序并发执行。
本质：发生中断就意味着需要操作系统介入，开展工作。
二、中断的概念和作用
1、当中断发生时，CPU立即进入核心态
2、当中断发生后，当前运行的进程暂停运行，并由操作系统内核对中断进行处理
3、对于不同的中断信号，会进行不同的处理
🌳 由于操作系统的管理工作（比如进程切换、分配I/O设备等）需要使用特权指令，因此CPU要从用户态转为核心态。中断可以使CPU从用户态切换为核心态，使操作系统获得计算机的控制权。有了中断，才能实现多道程序并发执行。
❓ 用户态、核心态之间的切换是怎么实现的？
▶️ “ 用户态 --> 核心态 ” 是通过中断实现，并且中断是唯一途径。
▶️ “ 核心态 --> 用户态 ” 的切换是通过执行一个特权指令，将程序状态字（PSW）的标志位设置为用户态。
三、中断的分类
四、外中断的处理过程
1、执行完每个指令之后，CPU都要检查当前是否有外部中断信号
2、如果检测到外部中断信号，则需要保护被中断进程的CPU环境（如程序状态字PSW、程序计数器PC、各种通用寄存器）
3、根据中断信号类型转入相应的中断处理程序
4、恢复原进程的CPU环境并退出中断，返回原进程继续往下执行
的CPU环境并退出中断，返回原进程继续往下执行
