【大學(xué)】輸入輸出系統(tǒng)

1、1第八章第八章 輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)n計(jì)算機(jī)硬件可細(xì)分為運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備和輸計(jì)算機(jī)硬件可細(xì)分為運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，又可粗略地分為出設(shè)備，又可粗略地分為“CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備”三三部分。這三部分之間的連接方式和信息交換方式關(guān)系到計(jì)算機(jī)部分。這三部分之間的連接方式和信息交換方式關(guān)系到計(jì)算機(jī)基本功能的實(shí)現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)所要解決的主要問(wèn)題。基本功能的實(shí)現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)所要解決的主要問(wèn)題。n計(jì)算機(jī)的輸入輸出系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為計(jì)算機(jī)的輸入輸出系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為I/O系統(tǒng)。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜系統(tǒng)。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合能力、可擴(kuò)展性、兼

2、容性和性能價(jià)格比，都與合能力、可擴(kuò)展性、兼容性和性能價(jià)格比，都與I/O系統(tǒng)有密系統(tǒng)有密切的關(guān)系。切的關(guān)系。I/O系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最具有多樣性和復(fù)雜性的系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最具有多樣性和復(fù)雜性的部分。部分。2本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n總線技術(shù)總線技術(shù)n主機(jī)與外設(shè)的連接主機(jī)與外設(shè)的連接n程序查詢方式程序查詢方式n中斷系統(tǒng)和程序中斷方式中斷系統(tǒng)和程序中斷方式nDMA方式及其接口方式及其接口n通道控制方式通道控制方式3一、總線技術(shù)一、總線技術(shù)以總線連接外設(shè)、主存儲(chǔ)器、以總線連接外設(shè)、主存儲(chǔ)器、CPU等計(jì)算機(jī)部等計(jì)算機(jī)部件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中普遍采用的方式?？偩€在件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中普

3、遍采用的方式?？偩€在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的概念。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的概念。41、總線定義、總線定義n所謂總線是一組能為多個(gè)功能部件分時(shí)共享的信息傳輸線路，所謂總線是一組能為多個(gè)功能部件分時(shí)共享的信息傳輸線路，借助該傳輸線路，計(jì)算機(jī)在各功能部件之間實(shí)現(xiàn)地址、數(shù)據(jù)和借助該傳輸線路，計(jì)算機(jī)在各功能部件之間實(shí)現(xiàn)地址、數(shù)據(jù)和控制信息的交換。總線包含地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線?？刂菩畔⒌慕粨Q?？偩€包含地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。n學(xué)習(xí)總線概念應(yīng)搞清楚兩點(diǎn)，一要搞清楚學(xué)習(xí)總線概念應(yīng)搞清楚兩點(diǎn)，一要搞清楚“一組信息傳輸線一組信息傳輸線路路”，二要搞清楚，二要搞清楚“分時(shí)共享分時(shí)共享”。n例如

4、，鐵路線類似于總線，坐車的人相當(dāng)于要傳送的信息。大例如，鐵路線類似于總線，坐車的人相當(dāng)于要傳送的信息。大家都能坐火車出行是共享；滿員時(shí)必須選擇乘坐下一車次便是家都能坐火車出行是共享；滿員時(shí)必須選擇乘坐下一車次便是分時(shí)?？偩€的工作機(jī)制也是分時(shí)共享，任何時(shí)間只允許兩個(gè)部分時(shí)。總線的工作機(jī)制也是分時(shí)共享，任何時(shí)間只允許兩個(gè)部件或設(shè)備通過(guò)總線交換信息。件或設(shè)備通過(guò)總線交換信息。n總線實(shí)體就是一組傳輸線路和相應(yīng)的控制邏輯。控制邏輯的實(shí)總線實(shí)體就是一組傳輸線路和相應(yīng)的控制邏輯?？刂七壿嫷膶?shí)現(xiàn)可以是現(xiàn)可以是CPU內(nèi)部的控制邏輯，也可以是總線控制器。內(nèi)部的控制邏輯，也可以是總線控制器。 5分時(shí)共享的實(shí)現(xiàn)分時(shí)共

5、享的實(shí)現(xiàn)n如何實(shí)現(xiàn)分時(shí)呢？解決的思路是讓不參與通信的設(shè)備與總線在邏如何實(shí)現(xiàn)分時(shí)呢？解決的思路是讓不參與通信的設(shè)備與總線在邏輯上斷開，從而避免干擾正在輸送數(shù)據(jù)的兩個(gè)部件的正常工作。輯上斷開，從而避免干擾正在輸送數(shù)據(jù)的兩個(gè)部件的正常工作。 n總線的控制邏輯主要由三態(tài)門實(shí)現(xiàn)。三態(tài)門有總線的控制邏輯主要由三態(tài)門實(shí)現(xiàn)。三態(tài)門有3種狀態(tài)：種狀態(tài)：0、1、高、高阻態(tài)。三態(tài)門有阻態(tài)。三態(tài)門有3只引腳：輸入端、輸出端、控制端（只引腳：輸入端、輸出端、控制端（G、G）.n當(dāng)控制端有效時(shí)，三態(tài)門才打開，輸出端反映輸入端的狀態(tài)；否當(dāng)控制端有效時(shí)，三態(tài)門才打開，輸出端反映輸入端的狀態(tài)；否則三態(tài)門處于關(guān)閉狀態(tài)，輸出端呈現(xiàn)

6、高阻態(tài)，也就是在邏輯上被則三態(tài)門處于關(guān)閉狀態(tài)，輸出端呈現(xiàn)高阻態(tài)，也就是在邏輯上被斷開，輸入端不影響輸出端。斷開，輸入端不影響輸出端。62、總線分類、總線分類 從不同的角度出發(fā)，總線有不同的分類方法。按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次從不同的角度出發(fā)，總線有不同的分類方法。按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，總線分可為：結(jié)構(gòu)，總線分可為：nCPU內(nèi)部總線：內(nèi)部總線：CPU內(nèi)部連接各寄存器和運(yùn)算部件之間的互聯(lián)內(nèi)部連接各寄存器和運(yùn)算部件之間的互聯(lián)線。由于線。由于CPU的集成化，這組總線從外部是看不見的。的集成化，這組總線從外部是看不見的。 n系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線：連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各功能部件，如：連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各功能部件，如CPU、存

7、儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、I/O接口之間的總線。系統(tǒng)總線是可見的。接口之間的總線。系統(tǒng)總線是可見的。n外總線：計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與其它設(shè)備之間的連接線稱為外外總線：計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與其它設(shè)備之間的連接線稱為外總線。在很多情況下，這些連線不是計(jì)算機(jī)專用的，主要用于總線。在很多情況下，這些連線不是計(jì)算機(jī)專用的，主要用于其它設(shè)備上。其它設(shè)備上?？偩€按時(shí)序控制方式可分為同步總線、異步總線、準(zhǔn)同步總線；按總線按時(shí)序控制方式可分為同步總線、異步總線、準(zhǔn)同步總線；按數(shù)據(jù)傳送格式可分為串行總線、并行總線。這里不再討論。數(shù)據(jù)傳送格式可分為串行總線、并行總線。這里不再討論。 73、總線標(biāo)準(zhǔn)、總線標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化是一種趨勢(shì)，總線也

8、不例外，目前總線基本實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化是一種趨勢(shì)，總線也不例外，目前總線基本實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。總線一般按以下四大特征進(jìn)行規(guī)范。總線一般按以下四大特征進(jìn)行規(guī)范。n物理特性：物理特性規(guī)定，總線這種插件尺寸有多大？引腳物理特性：物理特性規(guī)定，總線這種插件尺寸有多大？引腳數(shù)有多少？引腳的相對(duì)位置如何？數(shù)有多少？引腳的相對(duì)位置如何？n功能特性：功能特性規(guī)定，總線的每一根信號(hào)線作什么用。功能特性：功能特性規(guī)定，總線的每一根信號(hào)線作什么用。n電氣特性：電氣特性規(guī)定，每一個(gè)信號(hào)線電平的高低、信號(hào)電氣特性：電氣特性規(guī)定，每一個(gè)信號(hào)線電平的高低、信號(hào)的傳遞方向等。的傳遞方向等。n時(shí)間特性：時(shí)間特性規(guī)定，信號(hào)線完成每一個(gè)

9、動(dòng)作的起止時(shí)時(shí)間特性：時(shí)間特性規(guī)定，信號(hào)線完成每一個(gè)動(dòng)作的起止時(shí)間，即什么時(shí)間有效、能延續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間等。間，即什么時(shí)間有效、能延續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間等。8總線標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）總線標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）所謂總線標(biāo)準(zhǔn)就是對(duì)總線的這四個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范。制定總所謂總線標(biāo)準(zhǔn)就是對(duì)總線的這四個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范。制定總線標(biāo)準(zhǔn)有以下幾方面的好處（優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)）。線標(biāo)準(zhǔn)有以下幾方面的好處（優(yōu)點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)）。n從工程的角度考慮，能夠簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)、易于擴(kuò)充。從工程的角度考慮，能夠簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)、易于擴(kuò)充。n從用戶的角度考慮，易于獲得，隨便從哪里買、隨便買從用戶的角度考慮，易于獲得，隨便從哪里買、隨便買哪一家的都可以。哪一家的都可以。n從廠商的角度考慮，易于批

10、量生產(chǎn)、降低成本。從廠商的角度考慮，易于批量生產(chǎn)、降低成本。94、總線的信息傳送方式、總線的信息傳送方式n串行傳送串行傳送：只有一條傳輸線，采用脈沖傳送。在串行傳送時(shí)，順序：只有一條傳輸線，采用脈沖傳送。在串行傳送時(shí)，順序傳送一個(gè)數(shù)碼的所有二進(jìn)制位，每次一位；先傳送數(shù)碼的最低位，傳送一個(gè)數(shù)碼的所有二進(jìn)制位，每次一位；先傳送數(shù)碼的最低位，最后傳送最高位。最后傳送最高位。n并行傳送并行傳送：信息字有多少二進(jìn)制位，就需要多少條傳輸線，每個(gè)二：信息字有多少二進(jìn)制位，就需要多少條傳輸線，每個(gè)二進(jìn)制位在不同的線上進(jìn)行傳輸。并行傳送一般采用電位傳送，所有進(jìn)制位在不同的線上進(jìn)行傳輸。并行傳送一般采用電位傳送，

11、所有位同時(shí)被傳送，速度要比串行傳送快。位同時(shí)被傳送，速度要比串行傳送快。n分時(shí)傳送分時(shí)傳送：分時(shí)傳送有兩種概：分時(shí)傳送有兩種概念，一是采用總線復(fù)用方式，念，一是采用總線復(fù)用方式，既傳送地址信息，也傳送數(shù)據(jù)既傳送地址信息，也傳送數(shù)據(jù)信息。為此需要?jiǎng)澐謺r(shí)間片，信息。為此需要?jiǎng)澐謺r(shí)間片，在不同時(shí)間中完成不同的傳送在不同時(shí)間中完成不同的傳送任務(wù)。二是共享總線的部件分任務(wù)。二是共享總線的部件分時(shí)使用總線。時(shí)使用總線。105、系統(tǒng)總線、系統(tǒng)總線n總線是一組能為多個(gè)功能部件分時(shí)共享的信息傳輸線路，借總線是一組能為多個(gè)功能部件分時(shí)共享的信息傳輸線路，借助總線，各功能部件相互交換信息。助總線，各功能部件相互交換

12、信息。n系統(tǒng)總線主要連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的各功能部件，如系統(tǒng)總線主要連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的各功能部件，如CPU、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備等。系統(tǒng)總線是可見的。例如，設(shè)備等。系統(tǒng)總線是可見的。例如，PC機(jī)主板機(jī)主板上的很多插槽，實(shí)際上就是系統(tǒng)總線的接口。上的很多插槽，實(shí)際上就是系統(tǒng)總線的接口。 n（系統(tǒng)）總線設(shè)計(jì)的要素包括總線寬度、總線時(shí)序、總線仲（系統(tǒng)）總線設(shè)計(jì)的要素包括總線寬度、總線時(shí)序、總線仲裁等幾個(gè)方面。裁等幾個(gè)方面。11總線寬度總線寬度n任何總線的信號(hào)線在功能上可分為數(shù)據(jù)線、地址線、控制線。所謂任何總線的信號(hào)線在功能上可分為數(shù)據(jù)線、地址線、控制線。所謂總線寬度就是各功能組中的信號(hào)線數(shù)，關(guān)

13、系到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸總線寬度就是各功能組中的信號(hào)線數(shù)，關(guān)系到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?、可管理?nèi)存的大小、集成度和硬件成本的問(wèn)題。的速率、可管理內(nèi)存的大小、集成度和硬件成本的問(wèn)題。n數(shù)據(jù)線提供各部件數(shù)據(jù)傳送的途徑。典型的數(shù)據(jù)總線有數(shù)據(jù)線提供各部件數(shù)據(jù)傳送的途徑。典型的數(shù)據(jù)總線有8位、位、16位、位、32位等。數(shù)據(jù)總線的寬度決定同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，增加數(shù)據(jù)總位等。數(shù)據(jù)總線的寬度決定同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，增加數(shù)據(jù)總線的寬度能夠提高總線帶寬。線的寬度能夠提高總線帶寬。總線帶寬總線帶寬是指單位時(shí)間內(nèi)總線傳送的是指單位時(shí)間內(nèi)總線傳送的數(shù)據(jù)量，它定義了總線本身所能達(dá)到的最高傳輸速率。數(shù)據(jù)量，它定義了總線本身

14、所能達(dá)到的最高傳輸速率。n地址總線用于傳送讀寫數(shù)據(jù)的單元地址?？偩€中地址線數(shù)越多，地址總線用于傳送讀寫數(shù)據(jù)的單元地址。總線中地址線數(shù)越多，CPU可直接尋址的空間越大?？芍苯訉ぶ返目臻g越大。n位總線可尋址位總線可尋址2n個(gè)單元。個(gè)單元。n控制線主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，如中斷請(qǐng)求線和應(yīng)答線、總線請(qǐng)求控制線主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，如中斷請(qǐng)求線和應(yīng)答線、總線請(qǐng)求線和應(yīng)答線等。線和應(yīng)答線等。12總線的時(shí)序總線的時(shí)序總線在進(jìn)行信息交換時(shí)，必須有時(shí)間上的配合，也就是進(jìn)總線在進(jìn)行信息交換時(shí)，必須有時(shí)間上的配合，也就是進(jìn)行時(shí)序控制。根據(jù)時(shí)序的不同，總線的時(shí)序控制方式分為行時(shí)序控制。根據(jù)時(shí)序的不同，總線的時(shí)序控制方式

15、分為同步通信方式和異步通信方式。同步通信方式和異步通信方式。13同步通信方式同步通信方式 n同步通信方式是指采用統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行定時(shí)、來(lái)協(xié)調(diào)收發(fā)雙同步通信方式是指采用統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行定時(shí)、來(lái)協(xié)調(diào)收發(fā)雙方的傳送操作。一般由定寬的時(shí)標(biāo)同步，完成一次數(shù)據(jù)交換。完方的傳送操作。一般由定寬的時(shí)標(biāo)同步，完成一次數(shù)據(jù)交換。完成一次總線操作所需的時(shí)間稱為總線周期。成一次總線操作所需的時(shí)間稱為總線周期。n同步通信方式適用于總同步通信方式適用于總線長(zhǎng)度較短的場(chǎng)合，由線長(zhǎng)度較短的場(chǎng)合，由于無(wú)法知道接收方是否于無(wú)法知道接收方是否正確接收，加上時(shí)標(biāo)線正確接收，加上時(shí)標(biāo)線上的干擾會(huì)引起錯(cuò)誤同上的干擾會(huì)引起錯(cuò)誤同步，所

16、以可靠性較低。步，所以可靠性較低。n同步通信必須按最慢的同步通信必須按最慢的部件設(shè)計(jì)時(shí)鐘，總線效部件設(shè)計(jì)時(shí)鐘，總線效率會(huì)降低。率會(huì)降低。14異步通信方式異步通信方式 n異步通信沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘，也沒(méi)有固定的時(shí)間間隔，完全依靠收異步通信沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘，也沒(méi)有固定的時(shí)間間隔，完全依靠收發(fā)雙方相互制約的發(fā)雙方相互制約的“握手握手”信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制，也就是定時(shí)控信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制，也就是定時(shí)控制建立在應(yīng)答式或互鎖機(jī)制基礎(chǔ)上。制建立在應(yīng)答式或互鎖機(jī)制基礎(chǔ)上。n通常把交換信息的兩個(gè)部件或通常把交換信息的兩個(gè)部件或設(shè)備分為主設(shè)備和從設(shè)備。獲設(shè)備分為主設(shè)備和從設(shè)備。獲得總線控制權(quán)的設(shè)備稱為主設(shè)得總線控制權(quán)的設(shè)

17、備稱為主設(shè)備，被主設(shè)備訪問(wèn)的設(shè)備稱為備，被主設(shè)備訪問(wèn)的設(shè)備稱為從設(shè)備。交換信息的請(qǐng)求由主從設(shè)備。交換信息的請(qǐng)求由主設(shè)備發(fā)起。在異步總線上，后設(shè)備發(fā)起。在異步總線上，后一事件的出現(xiàn)取決于前一事件一事件的出現(xiàn)取決于前一事件的出現(xiàn)，總線周期不固定，靈的出現(xiàn)，總線周期不固定，靈活性很強(qiáng)?；钚院軓?qiáng)。n異步通信過(guò)程見圖所示。異步通信過(guò)程見圖所示。15異步通信方式（續(xù)）異步通信方式（續(xù)）n根據(jù)請(qǐng)求和應(yīng)答信號(hào)的建立和撤銷是否互相依賴，異步根據(jù)請(qǐng)求和應(yīng)答信號(hào)的建立和撤銷是否互相依賴，異步通信又可分為三種：非互鎖通信、半互鎖通信和全互鎖通信又可分為三種：非互鎖通信、半互鎖通信和全互鎖通信，其中全互鎖通信的可靠性最

18、高。通信，其中全互鎖通信的可靠性最高。 16總線判優(yōu)和仲裁總線判優(yōu)和仲裁 n總線是在爭(zhēng)用資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。為了解決設(shè)備同時(shí)總線是在爭(zhēng)用資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。為了解決設(shè)備同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)總線控制權(quán)，必須有總線仲裁部件，來(lái)決定下一次誰(shuí)將競(jìng)爭(zhēng)總線控制權(quán)，必須有總線仲裁部件，來(lái)決定下一次誰(shuí)將成為主設(shè)備?？偩€控制方式就是總線判優(yōu)和仲裁方式。成為主設(shè)備?？偩€控制方式就是總線判優(yōu)和仲裁方式。n按仲裁機(jī)構(gòu)的位置不同，總線控制分為集中控制和分布控制按仲裁機(jī)構(gòu)的位置不同，總線控制分為集中控制和分布控制兩大類?？偩€控制邏輯基本上集中于一個(gè)設(shè)備（如兩大類?？偩€控制邏輯基本上集中于一個(gè)設(shè)備（如CPU），），稱為集中式控

19、制；而總線控制邏輯分散在連接總線的各個(gè)部稱為集中式控制；而總線控制邏輯分散在連接總線的各個(gè)部件或設(shè)備，稱為分布式控制。件或設(shè)備，稱為分布式控制。n集中式控制方式又分為鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、?jì)數(shù)查詢方式以及獨(dú)集中式控制方式又分為鏈?zhǔn)讲樵兎绞?、?jì)數(shù)查詢方式以及獨(dú)立請(qǐng)求方式。立請(qǐng)求方式。 17集中式控制：鏈?zhǔn)讲樵兎绞郊惺娇刂疲烘準(zhǔn)讲樵兎绞教攸c(diǎn)：特點(diǎn)：n連線數(shù)較少；連線數(shù)較少；n容易擴(kuò)充；容易擴(kuò)充；n對(duì)故障敏感；對(duì)故障敏感；n部件部件/設(shè)備離仲裁器設(shè)備離仲裁器越近優(yōu)先級(jí)越高。越近優(yōu)先級(jí)越高。18集中式控制：計(jì)數(shù)查詢方式集中式控制：計(jì)數(shù)查詢方式 特點(diǎn)：特點(diǎn)：n優(yōu)先級(jí)易調(diào)整，先查優(yōu)先級(jí)易調(diào)整，先查到的設(shè)備優(yōu)先級(jí)

20、高；到的設(shè)備優(yōu)先級(jí)高；n靈活性強(qiáng)；靈活性強(qiáng)；n查詢的實(shí)質(zhì)是比較計(jì)查詢的實(shí)質(zhì)是比較計(jì)數(shù)值和地址。數(shù)值和地址。19集中式控制：獨(dú)立請(qǐng)求方式集中式控制：獨(dú)立請(qǐng)求方式 特點(diǎn)：特點(diǎn)：n響應(yīng)速度快；響應(yīng)速度快；n優(yōu)先級(jí)易調(diào)整；優(yōu)先級(jí)易調(diào)整；n控制線多；控制線多；n硬件復(fù)雜。硬件復(fù)雜。20關(guān)于總線的補(bǔ)充說(shuō)明關(guān)于總線的補(bǔ)充說(shuō)明n實(shí)現(xiàn)總線控制有現(xiàn)成的芯片可用。例如，總線控制器實(shí)現(xiàn)總線控制有現(xiàn)成的芯片可用。例如，總線控制器8288、總線仲裁器總線仲裁器8289。 n部件或設(shè)備在使用總線時(shí)，一般需要經(jīng)過(guò)申請(qǐng)、建立、使用、部件或設(shè)備在使用總線時(shí)，一般需要經(jīng)過(guò)申請(qǐng)、建立、使用、歸還四個(gè)階段。歸還四個(gè)階段。n總線通過(guò)接口

21、連接各功能部件或設(shè)備，換句話說(shuō)，接口通過(guò)系總線通過(guò)接口連接各功能部件或設(shè)備，換句話說(shuō)，接口通過(guò)系統(tǒng)總線與主機(jī)連接，同時(shí)又通過(guò)外部總線連接設(shè)備。統(tǒng)總線與主機(jī)連接，同時(shí)又通過(guò)外部總線連接設(shè)備。 21二、主機(jī)與外圍設(shè)備的連接二、主機(jī)與外圍設(shè)備的連接輸入輸出系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，是溝通計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，是溝通計(jì)算機(jī)與外部世界的橋梁。從硬件邏輯上看，輸入輸出系統(tǒng)包含系與外部世界的橋梁。從硬件邏輯上看，輸入輸出系統(tǒng)包含系統(tǒng)總線、接口和外圍設(shè)備三部分。其中接口又包含了控制外統(tǒng)總線、接口和外圍設(shè)備三部分。其中接口又包含了控制外設(shè)工作的絕大部分電路，一般以插件的形式插在計(jì)算

22、機(jī)主板設(shè)工作的絕大部分電路，一般以插件的形式插在計(jì)算機(jī)主板的擴(kuò)展槽中；一些公共接口邏輯，如中斷控制器、的擴(kuò)展槽中；一些公共接口邏輯，如中斷控制器、DMA控制控制器等，則常置于主板上。下面討論主機(jī)與外設(shè)之間的接口。器等，則常置于主板上。下面討論主機(jī)與外設(shè)之間的接口。 221、輸入輸出接口、輸入輸出接口n所謂接口泛指兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)之間的連接機(jī)構(gòu)。所謂接口泛指兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)之間的連接機(jī)構(gòu)。輸入輸出接口，也叫輸入輸出接口，也叫I/O接口，是指主機(jī)和外設(shè)之間的硬接口，是指主機(jī)和外設(shè)之間的硬件連接邏輯以及信號(hào)傳遞協(xié)議，用來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)和外設(shè)之件連接邏輯以及信號(hào)傳遞協(xié)議，用來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)和外設(shè)之間的信息

23、交換。間的信息交換。I/O接口的表現(xiàn)形式有大家常見的接口卡接口的表現(xiàn)形式有大家常見的接口卡或者叫適配器?；蛘呓羞m配器。 n通過(guò)接口，主機(jī)和外設(shè)可以完成包括數(shù)據(jù)信息、控制信通過(guò)接口，主機(jī)和外設(shè)可以完成包括數(shù)據(jù)信息、控制信息、和狀態(tài)信息等的交換。息、和狀態(tài)信息等的交換。23接口所處的位置接口所處的位置為什么必須要通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的交換呢？為什么必須要通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的交換呢？ 適配器適配器也叫接口也叫接口系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線連接主機(jī)連接主機(jī)和接口和接口外總線外總線連接設(shè)備連接設(shè)備242、接口的功能與基本組成、接口的功能與基本組成控制功能：控制功能：接口包含大部分外設(shè)的控制電路，如啟動(dòng)設(shè)備等。接口包

24、含大部分外設(shè)的控制電路，如啟動(dòng)設(shè)備等。數(shù)據(jù)緩沖功能：數(shù)據(jù)緩沖功能：主機(jī)和外設(shè)工作速度差異很大，需要解決兩者之間主機(jī)和外設(shè)工作速度差異很大，需要解決兩者之間的速度匹配問(wèn)題。解決的辦法是設(shè)立數(shù)據(jù)緩沖寄存器。接口中數(shù)據(jù)的速度匹配問(wèn)題。解決的辦法是設(shè)立數(shù)據(jù)緩沖寄存器。接口中數(shù)據(jù)緩沖寄存器對(duì)緩沖寄存器對(duì)I/O數(shù)據(jù)起緩沖作用。數(shù)據(jù)起緩沖作用。數(shù)據(jù)格式變換功能：數(shù)據(jù)格式變換功能：在輸入輸出過(guò)程中，接口電路必須能對(duì)數(shù)據(jù)的在輸入輸出過(guò)程中，接口電路必須能對(duì)數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以滿足主機(jī)或外設(shè)對(duì)信息形式的不同要求。例如，格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以滿足主機(jī)或外設(shè)對(duì)信息形式的不同要求。例如，串串/并轉(zhuǎn)換，數(shù)并轉(zhuǎn)換，數(shù)/模轉(zhuǎn)換等

25、等。模轉(zhuǎn)換等等。尋址功能：尋址功能：任何一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都配備多種外設(shè)，同一種外設(shè)也可任何一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都配備多種外設(shè)，同一種外設(shè)也可能有多臺(tái)，主機(jī)隨時(shí)可能與不同外設(shè)交換信息。當(dāng)主機(jī)送來(lái)選擇外能有多臺(tái)，主機(jī)隨時(shí)可能與不同外設(shè)交換信息。當(dāng)主機(jī)送來(lái)選擇外設(shè)的地址碼時(shí)，接口必須能進(jìn)行譯碼，從而正確識(shí)別外設(shè)。設(shè)的地址碼時(shí)，接口必須能進(jìn)行譯碼，從而正確識(shí)別外設(shè)。傳遞控制命令和狀態(tài)信息功能：傳遞控制命令和狀態(tài)信息功能：接口是主機(jī)命令下達(dá)和外設(shè)狀態(tài)上接口是主機(jī)命令下達(dá)和外設(shè)狀態(tài)上傳的必由之路，只有正確完成傳遞控制命令和反饋狀態(tài)信息，才能傳的必由之路，只有正確完成傳遞控制命令和反饋狀態(tài)信息，才能實(shí)現(xiàn)主機(jī)和外設(shè)的

26、信息交換。實(shí)現(xiàn)主機(jī)和外設(shè)的信息交換。實(shí)現(xiàn)時(shí)序信號(hào)的配合、驅(qū)動(dòng)能力和工作電平的匹配等功能。實(shí)現(xiàn)時(shí)序信號(hào)的配合、驅(qū)動(dòng)能力和工作電平的匹配等功能。25主機(jī)、接口、和外設(shè)之間的連接主機(jī)、接口、和外設(shè)之間的連接 n接口的基本組成包括：數(shù)據(jù)寄存器、命令接口的基本組成包括：數(shù)據(jù)寄存器、命令/狀態(tài)寄存器、地址寄存狀態(tài)寄存器、地址寄存器、設(shè)備識(shí)別電路、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路、控制電路等。器、設(shè)備識(shí)別電路、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路、控制電路等。n接口（接口（Interface）與端口（）與端口（Port）是兩個(gè)不同的的概念。）是兩個(gè)不同的的概念。端口端口是是指接口電路中可以被指接口電路中可以被CPU訪問(wèn)的寄存器，它至少包含數(shù)據(jù)

27、寄存器訪問(wèn)的寄存器，它至少包含數(shù)據(jù)寄存器和命令和命令/狀態(tài)寄存器。狀態(tài)寄存器。端口加上相應(yīng)的控制邏輯構(gòu)成接口端口加上相應(yīng)的控制邏輯構(gòu)成接口。和主機(jī)和主機(jī)的接口的接口 和外設(shè)和外設(shè)的接口的接口 263、接口的編址、接口的編址n編址的目的是為了尋址，為了找到進(jìn)行信息交換的外圍設(shè)備。編址的目的是為了尋址，為了找到進(jìn)行信息交換的外圍設(shè)備。I/O端口端口地址是主機(jī)與外設(shè)直接通訊的地址，地址是主機(jī)與外設(shè)直接通訊的地址，I/O設(shè)備的編址方式就是端口的編設(shè)備的編址方式就是端口的編址方式。址方式。I/O設(shè)備的編址方式有兩種：設(shè)備的編址方式有兩種：n獨(dú)立編址方式獨(dú)立編址方式 獨(dú)立編址方式是指獨(dú)立編址方式是指I/O

28、端口地址與存儲(chǔ)器地址無(wú)關(guān)，單獨(dú)編碼，端口地址與存儲(chǔ)器地址無(wú)關(guān)，單獨(dú)編碼，CPU用專門設(shè)置的用專門設(shè)置的I/O指令訪問(wèn)端口。指令訪問(wèn)端口。 特點(diǎn)：不占用存儲(chǔ)空間，但需要專門設(shè)置特點(diǎn)：不占用存儲(chǔ)空間，但需要專門設(shè)置I/O指令，且指令，且I/O指令僅限指令僅限于傳輸，功能較弱。如于傳輸，功能較弱。如8086系列機(jī)就采用獨(dú)立編址方式。系列機(jī)就采用獨(dú)立編址方式。n統(tǒng)一編址方式統(tǒng)一編址方式統(tǒng)一編址方式是把統(tǒng)一編址方式是把I/O端口當(dāng)作存儲(chǔ)器的單元來(lái)分配地址。不設(shè)專端口當(dāng)作存儲(chǔ)器的單元來(lái)分配地址。不設(shè)專門的門的I/O指令，使用訪存指令就能實(shí)現(xiàn)指令，使用訪存指令就能實(shí)現(xiàn)I/O操作。操作。特點(diǎn)：特點(diǎn)：CPU訪問(wèn)

29、外設(shè)更靈活方便，但使內(nèi)存容量減?。贿M(jìn)行訪問(wèn)外設(shè)更靈活方便，但使內(nèi)存容量減??；進(jìn)行I/O操操作時(shí)，執(zhí)行速度比較慢。作時(shí)，執(zhí)行速度比較慢。PDP-11采用統(tǒng)一編址方式。采用統(tǒng)一編址方式。274、接口的分類、接口的分類按數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷剑煞譃榇薪涌?、并行接口。按?shù)據(jù)傳輸?shù)母袷剑煞譃榇薪涌?、并行接口?串行接口串行接口是指在主機(jī)和接口一側(cè)并行傳送信息、接口和外設(shè)則一是指在主機(jī)和接口一側(cè)并行傳送信息、接口和外設(shè)則一側(cè)串行傳送信息。一般而言，串行接口速度慢，但傳輸線數(shù)少，側(cè)串行傳送信息。一般而言，串行接口速度慢，但傳輸線數(shù)少，適用于傳輸距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合、以及本身串行工作的設(shè)備。適用于傳輸距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合

30、、以及本身串行工作的設(shè)備。 并行接口并行接口是指主機(jī)和接口一側(cè)以及接口和設(shè)備一側(cè)都以字節(jié)或字是指主機(jī)和接口一側(cè)以及接口和設(shè)備一側(cè)都以字節(jié)或字并行傳輸。并行接口傳輸速度快，但傳輸線數(shù)多，適用于傳輸距并行傳輸。并行接口傳輸速度快，但傳輸線數(shù)多，適用于傳輸距離較近的場(chǎng)合、以及本身并行工作的設(shè)備。離較近的場(chǎng)合、以及本身并行工作的設(shè)備。 按總線操作時(shí)序的控制方式，可分為同步接口、異步接口。按總線操作時(shí)序的控制方式，可分為同步接口、異步接口。 同步接口同步接口是指與同步總線相連的接口，其信息傳送由統(tǒng)一的時(shí)序是指與同步總線相連的接口，其信息傳送由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)同步控制。信號(hào)同步控制。 異步接口異步接口則是指

31、與異步總線相連的接口，其信息傳送采用應(yīng)答方則是指與異步總線相連的接口，其信息傳送采用應(yīng)答方式控制。式控制。 按主機(jī)對(duì)外設(shè)的控制方式，可分為程序查詢接口、中斷接口、按主機(jī)對(duì)外設(shè)的控制方式，可分為程序查詢接口、中斷接口、DMA接口、以及通道控制器等。這將是本章要集中討論的問(wèn)題。接口、以及通道控制器等。這將是本章要集中討論的問(wèn)題。285、外設(shè)的信息交換方式、外設(shè)的信息交換方式 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU管理外設(shè)、實(shí)現(xiàn)信息交換的方式有：管理外設(shè)、實(shí)現(xiàn)信息交換的方式有：程序查詢方式和程序中斷方式適用于數(shù)據(jù)傳輸速率比較低的設(shè)備；程序查詢方式和程序中斷方式適用于數(shù)據(jù)傳輸速率比較低的設(shè)備；而而DM

32、A方式、通道方式、和方式、通道方式、和PPU方式適用于數(shù)據(jù)傳輸率比較高的設(shè)方式適用于數(shù)據(jù)傳輸率比較高的設(shè)備。目前，單片機(jī)和微型計(jì)算機(jī)中多采用程序查詢方式、程序中斷備。目前，單片機(jī)和微型計(jì)算機(jī)中多采用程序查詢方式、程序中斷方式和方式和DMA方式；大、中型計(jì)算機(jī)則采用通道方式和方式；大、中型計(jì)算機(jī)則采用通道方式和PPU方式。方式。低速設(shè)備低速設(shè)備高速設(shè)備高速設(shè)備29三三、程序查詢方式、程序查詢方式 在程序查詢方式下，數(shù)據(jù)在在程序查詢方式下，數(shù)據(jù)在CPU和外設(shè)之間的傳送完全靠計(jì)和外設(shè)之間的傳送完全靠計(jì)算機(jī)程序控制。某一設(shè)備一旦被選中，主機(jī)將不停地查詢這算機(jī)程序控制。某一設(shè)備一旦被選中，主機(jī)將不停地查

33、詢這個(gè)設(shè)備，看其是否準(zhǔn)備就緒。如果設(shè)備準(zhǔn)備就緒，就執(zhí)行一個(gè)設(shè)備，看其是否準(zhǔn)備就緒。如果設(shè)備準(zhǔn)備就緒，就執(zhí)行一次次I/O操作，否則繼續(xù)循環(huán)查詢。操作，否則繼續(xù)循環(huán)查詢。在程序查詢方式下，在程序查詢方式下， CPU只能等待，不能處理其它業(yè)務(wù)只能等待，不能處理其它業(yè)務(wù)。程序查詢方式又分為兩種情況：無(wú)條件傳送和條件傳送。程序查詢方式又分為兩種情況：無(wú)條件傳送和條件傳送。 301、無(wú)條件傳送、無(wú)條件傳送n無(wú)條件傳送是假設(shè)外設(shè)始終處于準(zhǔn)備好狀態(tài)，即準(zhǔn)備好接收無(wú)條件傳送是假設(shè)外設(shè)始終處于準(zhǔn)備好狀態(tài)，即準(zhǔn)備好接收主機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)、或者準(zhǔn)備好向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。在這種情況主機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)、或者準(zhǔn)備好向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。在這

34、種情況下，下，CPU無(wú)需查詢外設(shè)的工作狀態(tài)，無(wú)需查詢外設(shè)的工作狀態(tài)，CPU執(zhí)行執(zhí)行I/O指令就可指令就可以完成需要的以完成需要的I/O操作。操作。n在實(shí)際的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，這種情況較為少見。例如，繼電器在實(shí)際的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，這種情況較為少見。例如，繼電器狀態(tài)的輸入，就屬于這種情況。狀態(tài)的輸入，就屬于這種情況。312、條件傳送、條件傳送n許多情況下，外設(shè)的工作狀許多情況下，外設(shè)的工作狀態(tài)是很難事先知道的，比如態(tài)是很難事先知道的，比如什么時(shí)間按下鍵盤的鍵。為什么時(shí)間按下鍵盤的鍵。為了確保外設(shè)送給了確保外設(shè)送給CPU的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)不丟失、或者不丟失、或者CPU送出的數(shù)送出的數(shù)據(jù)能被外備接收，需要據(jù)能被外

35、備接收，需要CPU在程序中不停地、反復(fù)地查在程序中不停地、反復(fù)地查詢外設(shè)的狀態(tài)，而且在查詢?cè)兺庠O(shè)的狀態(tài)，而且在查詢期間不能做其它事情，否則期間不能做其它事情，否則容易造成數(shù)據(jù)丟失。這就是容易造成數(shù)據(jù)丟失。這就是程序查詢方式。程序查詢方式。323、程序查詢方式的接口電路、程序查詢方式的接口電路n接口電路的一般原理圖如下：接口電路的一般原理圖如下：l數(shù)據(jù)寄存器，雙向，接收數(shù)據(jù)寄存器，雙向，接收CPU數(shù)據(jù)送往外設(shè)；或接數(shù)據(jù)送往外設(shè)；或接收外設(shè)數(shù)據(jù)送往收外設(shè)數(shù)據(jù)送往CPU。l命令寄存器命令寄存器 ，單向，接收，單向，接收CPU送來(lái)的命令，并控制送來(lái)的命令，并控制完成讀寫或其它操作。完成讀寫或其它操作。

36、l狀態(tài)寄存器：存儲(chǔ)反映外狀態(tài)寄存器：存儲(chǔ)反映外設(shè)的工作狀態(tài)，這個(gè)寄存設(shè)的工作狀態(tài)，這個(gè)寄存器在程序查詢方式中是必器在程序查詢方式中是必須要設(shè)置的，它是程序進(jìn)須要設(shè)置的，它是程序進(jìn)行行I/O操作的判斷依據(jù)操作的判斷依據(jù) 。nCPU并不直接訪問(wèn)外設(shè)，而是通過(guò)并不直接訪問(wèn)外設(shè)，而是通過(guò)以上三個(gè)寄存器實(shí)現(xiàn)外設(shè)訪問(wèn)的。以上三個(gè)寄存器實(shí)現(xiàn)外設(shè)訪問(wèn)的。33程序查詢方式的接口電路（續(xù)）程序查詢方式的接口電路（續(xù)）n給出一個(gè)具體的輸入接口電路來(lái)介紹查詢程序的步驟，設(shè)該給出一個(gè)具體的輸入接口電路來(lái)介紹查詢程序的步驟，設(shè)該電路具有電路具有4個(gè)端口地址。個(gè)端口地址。n程序查詢方式的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，所用硬件較少；缺點(diǎn)是

37、外程序查詢方式的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，所用硬件較少；缺點(diǎn)是外設(shè)和主機(jī)不能并行工作，系統(tǒng)效率很低。設(shè)和主機(jī)不能并行工作，系統(tǒng)效率很低。 34四、程序中斷方式四、程序中斷方式程序查詢方式通過(guò)不斷地查詢外設(shè)的狀態(tài)，來(lái)等待外設(shè)工程序查詢方式通過(guò)不斷地查詢外設(shè)的狀態(tài)，來(lái)等待外設(shè)工作的完成，以犧牲作的完成，以犧牲CPU的效率，達(dá)到的效率，達(dá)到CPU與外設(shè)的同步。與外設(shè)的同步。中斷方式與此不同，中斷是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)有效地發(fā)揮效能和中斷方式與此不同，中斷是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)有效地發(fā)揮效能和提高效率的一個(gè)十分重要的功能。提高效率的一個(gè)十分重要的功能。 351、中斷的基本概念、中斷的基本概念n所謂中斷是指所謂中斷是指CPU在執(zhí)行程

38、序的過(guò)程中，出現(xiàn)了某些突發(fā)事件，在執(zhí)行程序的過(guò)程中，出現(xiàn)了某些突發(fā)事件，CPU必須暫?，F(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理突發(fā)事件，處理完該突必須暫?，F(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理突發(fā)事件，處理完該突發(fā)事件后，發(fā)事件后，CPU又回到原來(lái)程序被打斷的位置繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)過(guò)又回到原來(lái)程序被打斷的位置繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)過(guò)程稱為程稱為中斷中斷，這種控制方式稱為，這種控制方式稱為中斷控制方式中斷控制方式。n現(xiàn)實(shí)中有很多中斷的例子。現(xiàn)實(shí)中有很多中斷的例子。n在程序中斷方式中，某一外設(shè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，就在程序中斷方式中，某一外設(shè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，就“主動(dòng)主動(dòng)”向向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)CPU響應(yīng)這個(gè)中斷時(shí)

39、，便暫停現(xiàn)行程響應(yīng)這個(gè)中斷時(shí)，便暫停現(xiàn)行程序的運(yùn)行，自動(dòng)轉(zhuǎn)移到該設(shè)備的中斷服務(wù)程序，完成數(shù)據(jù)交換。序的運(yùn)行，自動(dòng)轉(zhuǎn)移到該設(shè)備的中斷服務(wù)程序，完成數(shù)據(jù)交換。當(dāng)中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)束后，當(dāng)中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)束后，CPU又回到原來(lái)的程序繼續(xù)運(yùn)行。又回到原來(lái)的程序繼續(xù)運(yùn)行。36中斷的基本概念（續(xù)）中斷的基本概念（續(xù)）圖中，主程序只是在設(shè)備圖中，主程序只是在設(shè)備A、B、C數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí)，才去處理數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒時(shí)，才去處理A、B、C的數(shù)據(jù)交換?？梢钥闯?，在速度較慢的外設(shè)準(zhǔn)備自己的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換。可以看出，在速度較慢的外設(shè)準(zhǔn)備自己的數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)，CPU照常執(zhí)行自己的主程序。在這個(gè)意義下，照常執(zhí)行自己的主程序。在這

40、個(gè)意義下，CPU和外設(shè)的和外設(shè)的操作是并行進(jìn)行的。因此，提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率。操作是并行進(jìn)行的。因此，提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率。372、中斷的實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)、中斷的實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)n實(shí)質(zhì)：程序切換。從程序的觀點(diǎn)看，中斷就是從現(xiàn)行程序到中斷服實(shí)質(zhì)：程序切換。從程序的觀點(diǎn)看，中斷就是從現(xiàn)行程序到中斷服務(wù)程序的切換，而中間過(guò)程都是為這個(gè)切換服務(wù)的。務(wù)程序的切換，而中間過(guò)程都是為這個(gè)切換服務(wù)的。n切換的方法：一是切換的方法：一是保存斷點(diǎn)保存斷點(diǎn)。程序能夠按順序正確地執(zhí)行，依靠。程序能夠按順序正確地執(zhí)行，依靠的是程序狀態(tài)字和程序計(jì)數(shù)器。發(fā)生中斷時(shí)，它們的內(nèi)容稱為的是程序狀態(tài)字和程序計(jì)數(shù)器。發(fā)生中斷時(shí)，它們的內(nèi)容稱

41、為斷斷點(diǎn)點(diǎn)，也就是已經(jīng)執(zhí)行完的最后一條指令的狀態(tài)和將要執(zhí)行的下一，也就是已經(jīng)執(zhí)行完的最后一條指令的狀態(tài)和將要執(zhí)行的下一條指令的地址。執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，要返回原程序繼續(xù)執(zhí)行，條指令的地址。執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，要返回原程序繼續(xù)執(zhí)行，就要記住從哪個(gè)位置繼續(xù)執(zhí)行。二是就要記住從哪個(gè)位置繼續(xù)執(zhí)行。二是恢復(fù)斷點(diǎn)恢復(fù)斷點(diǎn)。在程序返回時(shí)，。在程序返回時(shí)，把先前保存的值（斷點(diǎn)）再放回程序狀態(tài)字和程序計(jì)數(shù)器，顯然把先前保存的值（斷點(diǎn)）再放回程序狀態(tài)字和程序計(jì)數(shù)器，顯然會(huì)接著原來(lái)的位置繼續(xù)執(zhí)行。會(huì)接著原來(lái)的位置繼續(xù)執(zhí)行。n切換時(shí)間：什么時(shí)間切換是重要的。中斷的產(chǎn)生是隨機(jī)的，可能切換時(shí)間：什么時(shí)間切換是重要的。

42、中斷的產(chǎn)生是隨機(jī)的，可能是在指令執(zhí)行的任何一點(diǎn)。為保證程序執(zhí)行的完整性，應(yīng)在一條是在指令執(zhí)行的任何一點(diǎn)。為保證程序執(zhí)行的完整性，應(yīng)在一條指令執(zhí)行完、下一條指令開始執(zhí)行之前進(jìn)行切換。指令執(zhí)行完、下一條指令開始執(zhí)行之前進(jìn)行切換。n特點(diǎn)：隨機(jī)性，無(wú)法預(yù)料隨機(jī)事件在什么時(shí)間發(fā)生。特點(diǎn)：隨機(jī)性，無(wú)法預(yù)料隨機(jī)事件在什么時(shí)間發(fā)生。383、中斷的分類、中斷的分類n根據(jù)中斷請(qǐng)求的來(lái)源，中斷分為內(nèi)中斷和外中斷。根據(jù)中斷請(qǐng)求的來(lái)源，中斷分為內(nèi)中斷和外中斷。n內(nèi)中斷內(nèi)中斷是指中斷請(qǐng)求來(lái)自是指中斷請(qǐng)求來(lái)自CPU內(nèi)部的中斷。如，運(yùn)算溢出、內(nèi)部的中斷。如，運(yùn)算溢出、除數(shù)為零引起的中斷以及某些軟中斷都為內(nèi)中斷。除數(shù)為零引起的

43、中斷以及某些軟中斷都為內(nèi)中斷。n外中斷外中斷是指中斷請(qǐng)求來(lái)自是指中斷請(qǐng)求來(lái)自CPU之外的中斷。如，電源掉電、之外的中斷。如，電源掉電、校驗(yàn)錯(cuò)等硬件故障引起的中斷、由外設(shè)進(jìn)行校驗(yàn)錯(cuò)等硬件故障引起的中斷、由外設(shè)進(jìn)行I/O操作引起的中操作引起的中斷。斷。n根據(jù)中斷產(chǎn)生的軟硬件，分為硬件中斷和軟中斷根據(jù)中斷產(chǎn)生的軟硬件，分為硬件中斷和軟中斷n硬件中斷是指由硬件請(qǐng)求信號(hào)引發(fā)的中斷。硬件中斷是指由硬件請(qǐng)求信號(hào)引發(fā)的中斷。n軟中斷是指由執(zhí)行軟中斷指令引發(fā)的中斷。軟中斷是指由執(zhí)行軟中斷指令引發(fā)的中斷。39中斷的分類（續(xù)一）中斷的分類（續(xù)一）n根據(jù)中斷請(qǐng)求的緊急程度，分為可屏蔽中斷和非屏蔽中斷。根據(jù)中斷請(qǐng)求的緊

44、急程度，分為可屏蔽中斷和非屏蔽中斷。n可屏蔽中斷可屏蔽中斷是指那些相對(duì)級(jí)別比較低，可以通過(guò)屏蔽技術(shù)進(jìn)行禁是指那些相對(duì)級(jí)別比較低，可以通過(guò)屏蔽技術(shù)進(jìn)行禁止或開放操作的中斷，常用于一般設(shè)備的止或開放操作的中斷，常用于一般設(shè)備的I/O操作。操作。n非屏蔽中斷非屏蔽中斷是指那些優(yōu)先級(jí)別較高，必須立即響應(yīng)，且不能通過(guò)是指那些優(yōu)先級(jí)別較高，必須立即響應(yīng)，且不能通過(guò)屏蔽技術(shù)進(jìn)行禁止或開放操作的中斷。常用于應(yīng)急處理，如電源屏蔽技術(shù)進(jìn)行禁止或開放操作的中斷。常用于應(yīng)急處理，如電源掉電等。（內(nèi)中斷均屬于不可屏蔽中斷）。掉電等。（內(nèi)中斷均屬于不可屏蔽中斷）。n根據(jù)獲得服務(wù)程序入口地址的方法，分為向量中斷和非向量中斷

45、根據(jù)獲得服務(wù)程序入口地址的方法，分為向量中斷和非向量中斷。 n向量中斷向量中斷是是指由硬件提供中斷服務(wù)程序入口地址的中斷，中斷事指由硬件提供中斷服務(wù)程序入口地址的中斷，中斷事件在提出中斷請(qǐng)求的同時(shí)，通過(guò)硬件向主機(jī)提供向量地址件在提出中斷請(qǐng)求的同時(shí)，通過(guò)硬件向主機(jī)提供向量地址 。n非向量中斷非向量中斷是是指由軟件提供中斷服務(wù)程序入口地址的中斷，如先指由軟件提供中斷服務(wù)程序入口地址的中斷，如先固定地提供一個(gè)查詢程序的地址，再執(zhí)行該程序查詢找出中斷源，固定地提供一個(gè)查詢程序的地址，再執(zhí)行該程序查詢找出中斷源，繼而通過(guò)分支轉(zhuǎn)移進(jìn)入對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序。繼而通過(guò)分支轉(zhuǎn)移進(jìn)入對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序。 40中斷的

46、分類（續(xù)二）中斷的分類（續(xù)二）414、中斷系統(tǒng)的組成、中斷系統(tǒng)的組成n軟件：首先是軟件：首先是中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序。實(shí)現(xiàn)中斷所要求的功能在中斷服。實(shí)現(xiàn)中斷所要求的功能在中斷服務(wù)程序中完成，如數(shù)據(jù)的輸入輸出操作，要靠中斷服務(wù)程序中務(wù)程序中完成，如數(shù)據(jù)的輸入輸出操作，要靠中斷服務(wù)程序中的的I/O指令來(lái)完成。其次是指令來(lái)完成。其次是中斷向量表中斷向量表。中斷向量表是中斷系統(tǒng)。中斷向量表是中斷系統(tǒng)中的軟硬件的界面，通過(guò)中斷向量表實(shí)現(xiàn)由主程序到中斷服務(wù)中的軟硬件的界面，通過(guò)中斷向量表實(shí)現(xiàn)由主程序到中斷服務(wù)程序的切換，而且為了贏得時(shí)間，切換過(guò)程全部由硬件完成。程序的切換，而且為了贏得時(shí)間，切換過(guò)程全部

47、由硬件完成。n硬件：首先是硬件：首先是接口方面接口方面。中斷請(qǐng)求、信號(hào)傳遞、排隊(duì)判優(yōu)等由。中斷請(qǐng)求、信號(hào)傳遞、排隊(duì)判優(yōu)等由接口中的硬件完成，最后優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求到達(dá)接口中的硬件完成，最后優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求到達(dá)CPU。其。其次是次是CPU方面方面，主要是中斷響應(yīng)邏輯。，主要是中斷響應(yīng)邏輯。CPU收到請(qǐng)求信號(hào)以后，收到請(qǐng)求信號(hào)以后，便開始一個(gè)稱為便開始一個(gè)稱為“中斷響應(yīng)周期中斷響應(yīng)周期”的時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中的時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段中完成到中斷服務(wù)程序的切換。完成到中斷服務(wù)程序的切換。425、向量中斷的全過(guò)程、向量中斷的全過(guò)程向量中斷是一種重要的中斷方式，我們主要討論向量中斷。向量中斷是一種

48、重要的中斷方式，我們主要討論向量中斷。通常，向量中斷的過(guò)程劃分為五個(gè)階段通常，向量中斷的過(guò)程劃分為五個(gè)階段: 中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求 中斷判優(yōu)中斷判優(yōu) 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 中斷處理中斷處理 中斷返回中斷返回下面將以向量中斷為例來(lái)介紹中斷的全過(guò)程。下面將以向量中斷為例來(lái)介紹中斷的全過(guò)程。43 中斷請(qǐng)求與傳遞中斷請(qǐng)求與傳遞n產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)的第一個(gè)條件是產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)的第一個(gè)條件是中斷源有中斷請(qǐng)求中斷源有中斷請(qǐng)求。外設(shè)工作。外設(shè)工作完成，等待和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。例如，輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)完成，等待和主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。例如，輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，等待主機(jī)取走數(shù)據(jù)；或者輸出設(shè)備已經(jīng)將數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)備好，

49、等待主機(jī)取走數(shù)據(jù)；或者輸出設(shè)備已經(jīng)將數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)取走，等待主機(jī)送來(lái)新的數(shù)據(jù)。據(jù)取走，等待主機(jī)送來(lái)新的數(shù)據(jù)。n產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)的第二個(gè)條件是產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)的第二個(gè)條件是允許外設(shè)以中斷方式工作允許外設(shè)以中斷方式工作。在。在中斷接口電路中有一個(gè)中斷屏蔽觸發(fā)器，它相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)。當(dāng)中斷接口電路中有一個(gè)中斷屏蔽觸發(fā)器，它相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)。當(dāng)該觸發(fā)器為該觸發(fā)器為0時(shí)，表示開放中斷，即可以發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)；當(dāng)該時(shí)，表示開放中斷，即可以發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)；當(dāng)該觸發(fā)器為觸發(fā)器為1時(shí)，表示屏蔽中斷，即中斷請(qǐng)求信號(hào)不能發(fā)出。時(shí)，表示屏蔽中斷，即中斷請(qǐng)求信號(hào)不能發(fā)出。44中斷請(qǐng)求與傳送（續(xù)一）中斷請(qǐng)求與傳送（續(xù)一）

50、中斷請(qǐng)求信號(hào)必須傳送到中斷請(qǐng)求信號(hào)必須傳送到CPU才才能得到響應(yīng)。有三種傳遞方式：能得到響應(yīng)。有三種傳遞方式：l公共請(qǐng)求線：多個(gè)中斷源公用一公共請(qǐng)求線：多個(gè)中斷源公用一根請(qǐng)求線向根請(qǐng)求線向CPU提出中斷請(qǐng)求。提出中斷請(qǐng)求。l獨(dú)立請(qǐng)求線：每個(gè)中斷源有自己獨(dú)立請(qǐng)求線：每個(gè)中斷源有自己的中斷請(qǐng)求線，將中斷信號(hào)直接的中斷請(qǐng)求線，將中斷信號(hào)直接送往送往CPU。l二維結(jié)構(gòu)：將中斷請(qǐng)求線連接成二維結(jié)構(gòu)：將中斷請(qǐng)求線連接成二維結(jié)構(gòu)，用多條線向二維結(jié)構(gòu)，用多條線向CPU請(qǐng)求請(qǐng)求中斷，每條線上有多個(gè)中斷源。中斷，每條線上有多個(gè)中斷源。45 中斷判優(yōu)中斷判優(yōu)n一臺(tái)一臺(tái)計(jì)算機(jī)允許有多個(gè)中斷源計(jì)算機(jī)允許有多個(gè)中斷源。在

51、中斷接口電路中，記錄中斷事件。在中斷接口電路中，記錄中斷事件的觸發(fā)器稱為中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，一個(gè)觸發(fā)器紀(jì)錄一個(gè)中斷；多個(gè)中的觸發(fā)器稱為中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，一個(gè)觸發(fā)器紀(jì)錄一個(gè)中斷；多個(gè)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器通稱為中斷請(qǐng)求寄存器，一個(gè)中斷請(qǐng)求寄存器可以記斷請(qǐng)求觸發(fā)器通稱為中斷請(qǐng)求寄存器，一個(gè)中斷請(qǐng)求寄存器可以記錄多個(gè)中斷請(qǐng)求。錄多個(gè)中斷請(qǐng)求。nCPU在任何瞬間只能接受一個(gè)中斷請(qǐng)求在任何瞬間只能接受一個(gè)中斷請(qǐng)求。當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中。當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)該先響應(yīng)誰(shuí)的中斷請(qǐng)求，則由中斷優(yōu)先級(jí)決定。所謂斷請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)該先響應(yīng)誰(shuí)的中斷請(qǐng)求，則由中斷優(yōu)先級(jí)決定。所謂中斷優(yōu)先級(jí)是指多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，中斷優(yōu)先級(jí)

52、是指多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，CPU響應(yīng)中斷的優(yōu)先次序，響應(yīng)中斷的優(yōu)先次序，它由優(yōu)先級(jí)排隊(duì)電路決定。它由優(yōu)先級(jí)排隊(duì)電路決定。n一般一般原則是按照中斷事件的輕重緩急劃分優(yōu)先級(jí)原則是按照中斷事件的輕重緩急劃分優(yōu)先級(jí)。對(duì)那些提出中斷。對(duì)那些提出中斷時(shí)需要立即響應(yīng)和處理的中斷源，規(guī)定較高級(jí)別的優(yōu)先級(jí)，而對(duì)那時(shí)需要立即響應(yīng)和處理的中斷源，規(guī)定較高級(jí)別的優(yōu)先級(jí)，而對(duì)那些提出中斷請(qǐng)求時(shí)可以延遲響應(yīng)和處理的中斷源，則規(guī)定較低的優(yōu)些提出中斷請(qǐng)求時(shí)可以延遲響應(yīng)和處理的中斷源，則規(guī)定較低的優(yōu)先級(jí)。例如，先級(jí)。例如，“故障、故障、DMA、外中斷、外中斷”優(yōu)先級(jí)依次降低。優(yōu)先級(jí)依次降低。46中斷判優(yōu)：軟件判優(yōu)中斷判優(yōu)：軟件判

53、優(yōu)當(dāng)中斷發(fā)生后，尤其是當(dāng)多個(gè)中斷源提出中斷請(qǐng)求后，如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)當(dāng)中斷發(fā)生后，尤其是當(dāng)多個(gè)中斷源提出中斷請(qǐng)求后，如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)的判斷呢？中斷判優(yōu)方法有兩種：軟件判優(yōu)法和硬件判優(yōu)法。先級(jí)的判斷呢？中斷判優(yōu)方法有兩種：軟件判優(yōu)法和硬件判優(yōu)法。 n所謂軟件判優(yōu)是指用程序查詢的方法確定中斷源的優(yōu)先級(jí)。軟件判所謂軟件判優(yōu)是指用程序查詢的方法確定中斷源的優(yōu)先級(jí)。軟件判優(yōu)時(shí)，最先檢查的中斷源具有最高優(yōu)先級(jí)，以后檢查的中斷源的優(yōu)優(yōu)時(shí)，最先檢查的中斷源具有最高優(yōu)先級(jí)，以后檢查的中斷源的優(yōu)先級(jí)逐次遞減，最后檢查的中斷源的優(yōu)先級(jí)最低。軟件判優(yōu)可以靈先級(jí)逐次遞減，最后檢查的中斷源的優(yōu)先級(jí)最低。軟件判優(yōu)可以靈活修改優(yōu)先級(jí)。

54、（想想，軟件屬于中斷程序）活修改優(yōu)先級(jí)。（想想，軟件屬于中斷程序）47中斷判優(yōu)：中斷判優(yōu)：串行排隊(duì)鏈判優(yōu)串行排隊(duì)鏈判優(yōu)硬件判優(yōu)又分為串行排硬件判優(yōu)又分為串行排隊(duì)鏈判優(yōu)和獨(dú)立請(qǐng)求排隊(duì)鏈判優(yōu)和獨(dú)立請(qǐng)求排隊(duì)判優(yōu)。隊(duì)判優(yōu)。n串行排隊(duì)鏈判優(yōu)：串行串行排隊(duì)鏈判優(yōu)：串行排隊(duì)鏈判優(yōu)用硬件實(shí)現(xiàn)，排隊(duì)鏈判優(yōu)用硬件實(shí)現(xiàn)，包括串行排隊(duì)電路和向包括串行排隊(duì)電路和向量編碼電路。量編碼電路。n當(dāng)同時(shí)有兩個(gè)（以上）當(dāng)同時(shí)有兩個(gè)（以上）中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，被選中的總是最號(hào)時(shí)，被選中的總是最左邊的一個(gè)中斷源左邊的一個(gè)中斷源。48中斷判優(yōu)：中斷判優(yōu)：獨(dú)立請(qǐng)求排隊(duì)判優(yōu)獨(dú)立請(qǐng)求排隊(duì)判優(yōu) n假設(shè)中斷請(qǐng)求寄存假設(shè)

55、中斷請(qǐng)求寄存器的內(nèi)容為器的內(nèi)容為1111，中斷屏蔽寄存器的中斷屏蔽寄存器的內(nèi)容為內(nèi)容為0010，那么，那么進(jìn)入排隊(duì)器的中斷進(jìn)入排隊(duì)器的中斷請(qǐng)求是請(qǐng)求是1101。根據(jù)。根據(jù)優(yōu)先次序，排隊(duì)輸優(yōu)先次序，排隊(duì)輸出為出為1000，并由編，并由編碼器產(chǎn)生中斷源碼器產(chǎn)生中斷源1對(duì)對(duì)應(yīng)的向量地址。應(yīng)的向量地址。n硬件排隊(duì)判優(yōu)的特硬件排隊(duì)判優(yōu)的特點(diǎn)是速度快，硬件點(diǎn)是速度快，硬件電路復(fù)雜。電路復(fù)雜。49 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)n經(jīng)過(guò)中斷判優(yōu)的中斷請(qǐng)求需要等待經(jīng)過(guò)中斷判優(yōu)的中斷請(qǐng)求需要等待CPU的響應(yīng)才能的響應(yīng)才能得到處理。然而，得到處理。然而，CPU對(duì)中斷的響應(yīng)是有條件的。對(duì)中斷的響應(yīng)是有條件的。CPU響應(yīng)中斷要滿足三

56、個(gè)條件：響應(yīng)中斷要滿足三個(gè)條件：n中斷源有中斷請(qǐng)求，而且未受到屏蔽；中斷源有中斷請(qǐng)求，而且未受到屏蔽；nCPU接受中斷請(qǐng)求，接受中斷請(qǐng)求，CPU處于開中斷狀態(tài)處于開中斷狀態(tài) ；n一條指令執(zhí)行完畢，而且無(wú)一條指令執(zhí)行完畢，而且無(wú)DMA請(qǐng)求。請(qǐng)求。50中斷響應(yīng)（續(xù)）中斷響應(yīng)（續(xù)）當(dāng)當(dāng)CPU決定響應(yīng)中斷后，進(jìn)入一個(gè)稱為決定響應(yīng)中斷后，進(jìn)入一個(gè)稱為“中斷響應(yīng)周期中斷響應(yīng)周期”的過(guò)渡的過(guò)渡期（位于原程序和中斷服務(wù)程序之間）。在此期間，期（位于原程序和中斷服務(wù)程序之間）。在此期間，完全依靠硬完全依靠硬件切換程序件切換程序，也就是完成以下四項(xiàng)操作。，也就是完成以下四項(xiàng)操作。nCPU向外設(shè)向外設(shè)發(fā)出中斷應(yīng)答信

57、號(hào)發(fā)出中斷應(yīng)答信號(hào)INTA，表示，表示CPU對(duì)中斷的認(rèn)可。中對(duì)中斷的認(rèn)可。中斷控制器收到該信號(hào)后，將中斷的向量地址（微機(jī)中為中斷類型斷控制器收到該信號(hào)后，將中斷的向量地址（微機(jī)中為中斷類型碼）發(fā)送到數(shù)據(jù)總線上，碼）發(fā)送到數(shù)據(jù)總線上，CPU取走向量地址，并撤銷取走向量地址，并撤銷INTA。n關(guān)中斷關(guān)中斷。目的是為了保證本次中斷響應(yīng)過(guò)程不受干擾。目的是為了保證本次中斷響應(yīng)過(guò)程不受干擾。n保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)。斷點(diǎn)指程序計(jì)數(shù)器。斷點(diǎn)指程序計(jì)數(shù)器PC的值和狀態(tài)寄存器的值和狀態(tài)寄存器PSW的值。把的值。把兩者內(nèi)容依次壓入堆棧，稱為保護(hù)斷點(diǎn)。保護(hù)斷點(diǎn)是為了在中斷兩者內(nèi)容依次壓入堆棧，稱為保護(hù)斷點(diǎn)。保護(hù)斷點(diǎn)是為

58、了在中斷結(jié)束后恢復(fù)斷點(diǎn)，從而返回被中斷的程序。結(jié)束后恢復(fù)斷點(diǎn)，從而返回被中斷的程序。nCPU根據(jù)中斷向量地址根據(jù)中斷向量地址獲得中斷服務(wù)程序的入口地址獲得中斷服務(wù)程序的入口地址，送入，送入PC。到此中斷響應(yīng)周期結(jié)束，開始中斷服務(wù)程序的執(zhí)行。到此中斷響應(yīng)周期結(jié)束，開始中斷服務(wù)程序的執(zhí)行。51 中斷處理中斷處理52中斷處理（續(xù)）中斷處理（續(xù)）n中斷處理是通過(guò)執(zhí)行中斷處理程序完成的。中斷處中斷處理是通過(guò)執(zhí)行中斷處理程序完成的。中斷處理程序是事先編好放在內(nèi)存固定位置的一段程序。理程序是事先編好放在內(nèi)存固定位置的一段程序。 n中斷處理程序的編制不可避免會(huì)用到一些通用寄存中斷處理程序的編制不可避免會(huì)用到一

59、些通用寄存器，而這些寄存器在被中斷的程序中也可能正在使器，而這些寄存器在被中斷的程序中也可能正在使用，它們存放著現(xiàn)行程序的工作數(shù)據(jù)，所以稱之為用，它們存放著現(xiàn)行程序的工作數(shù)據(jù)，所以稱之為中斷現(xiàn)場(chǎng)中斷現(xiàn)場(chǎng)。為了不破壞這個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)，必須在中斷。為了不破壞這個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)，必須在中斷程序中加以保護(hù)，由軟件將其轉(zhuǎn)移到安全的地方，程序中加以保護(hù)，由軟件將其轉(zhuǎn)移到安全的地方，通常是壓入堆棧。通常是壓入堆棧。n中斷處理程序一般采用中斷處理程序一般采用三段式結(jié)構(gòu)三段式結(jié)構(gòu)，開頭保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，開頭保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，中間為中斷處理（屬于實(shí)質(zhì)性內(nèi)容），結(jié)尾恢復(fù)現(xiàn)中間為中斷處理（屬于實(shí)質(zhì)性內(nèi)容），結(jié)尾恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。場(chǎng)。硬件保護(hù)斷點(diǎn)硬件保

60、護(hù)斷點(diǎn)軟件保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)軟件保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)53 中斷返回中斷返回中斷返回是由中斷處理程序的最后一條指令（中斷返回是由中斷處理程序的最后一條指令（IRET）實(shí)）實(shí)現(xiàn)的，該指令的功能一是恢復(fù)原來(lái)被中斷程序的現(xiàn)的，該指令的功能一是恢復(fù)原來(lái)被中斷程序的PC和和PSW值，這些值在中斷響應(yīng)周期中保存于堆棧中；二是值，這些值在中斷響應(yīng)周期中保存于堆棧中；二是開中斷。這樣就又轉(zhuǎn)到了原來(lái)程序的斷點(diǎn)處繼續(xù)工作。開中斷。這樣就又轉(zhuǎn)到了原來(lái)程序的斷點(diǎn)處繼續(xù)工作。 546、程序中斷方式的基本接口、程序中斷方式的基本接口程序中斷由外設(shè)接口狀態(tài)程序中斷由外設(shè)接口狀態(tài)和和CPU兩方面來(lái)控制兩方面來(lái)控制.l在接口中，有決定是否向在接口中，