计算机组成原理实验报告——中断实验，高分报告

在计算机科学领域，中断是计算机硬件与操作系统交互的重要机制，它是计算机系统中处理突发事件和实现多任务调度的基础。本实验报告将深入探讨“计算机组成原理”中的中断实验，旨在帮助理解中断的工作原理及其在实际应用中的重要性。通过实验仿真图和C语言源码，我们将对中断处理过程有更直观的认识。 1. **中断概念**：中断是一种异步通信方式，当外部设备或硬件内部发生特定事件时，会向CPU发出请求，请求CPU暂停当前执行的任务，转而处理这个事件。处理完成后，CPU再返回到原先的任务，继续执行。 2. **中断分类**：中断分为硬件中断和软件中断。硬件中断由外部设备（如键盘、鼠标、硬盘等）触发；软件中断则是由CPU执行特定指令（如INT指令）引发，通常用于操作系统服务调用。 3. **中断处理流程**： - **中断请求**：当外部设备完成某个操作或出现异常情况时，向CPU发送中断请求。 - **中断响应**：CPU在合适的时间（如指令执行完一个周期后）停止当前任务，保存程序状态（包括寄存器内容、程序计数器等）到内存的栈中，这一过程称为中断保护。 - **中断处理**：CPU转而执行预先设定的中断处理程序，处理中断事件。 - **中断恢复**：中断处理结束后，CPU从栈中恢复先前保存的程序状态，并恢复执行被打断的程序，这一过程称为中断返回。 4. **中断向量**：中断向量是中断处理程序的地址和相应的处理程序类型。在大多数系统中，中断向量包含中断处理程序的物理地址和处理程序服务的类型代码。 5. **中断屏蔽**：为了防止多个中断同时发生造成混乱，系统可以设置中断屏蔽位，禁止某些中断的发生。这在处理关键任务或避免优先级较低的中断打断高优先级任务时非常有用。 6. **实验仿真图**：通过实验仿真，我们可以观察中断请求、中断响应、中断处理和中断返回的完整过程，理解中断在CPU状态切换和任务调度中的作用。 7. **C语言中断源码**：C语言源码可以用来模拟中断处理过程，例如通过模拟中断服务例程，理解如何编写中断处理程序，以及如何在中断服务程序中进行必要的硬件操作。 8. **实验意义**：通过中断实验，学生能更好地理解计算机系统的实时响应能力，掌握中断处理的原理，同时增强对计算机系统层次结构的理解，为操作系统设计和硬件驱动开发奠定基础。 总结，中断实验是计算机组成原理教学中的重要实践环节，它帮助我们深入理解计算机硬件与软件之间的协作机制，对于提升计算机系统的理解和应用能力具有重要意义。通过实验仿真图和C语言源码，我们可以将理论知识与实践相结合，进一步巩固和扩展我们的学习成果。