微机原理lecture剖析PPT学习教案.pptx

微机原理是计算机科学的基础，它涉及计算机硬件的运作机制，包括处理器如何处理指令和管理内存。本讲座主要聚焦于中断这一关键概念，中断是计算机系统中实现多任务和实时响应的重要机制。 中断分为两类：内部中断和外部中断。内部中断，也称为硬件故障或异常，是由CPU内部执行过程中发生的事件触发的，例如除法错误、单步中断、溢出中断和指令中断。这些中断通常由特定的条件或指令触发，并且具有预定义的中断向量号，使得CPU知道如何处理这些异常。例如，除法错误中断发生在除以零或结果超出寄存器范围时，中断向量号为0；单步中断在TF标志设置为1时发生，允许开发者逐行调试代码；溢出中断由INTO指令和溢出标志OF结合触发；指令中断由INT n指令产生，其中n是0到255之间的中断向量号。 外部中断是由于CPU外部的硬件设备请求服务而引发的，分为非屏蔽中断和可屏蔽中断。非屏蔽中断（NMI）无法被CPU忽略，即使IF标志被清除也会立即响应，通常用于处理紧急情况，如电源故障或存储器错误。可屏蔽中断（INTR）则可以被IF标志控制，只有当IF为1时才会响应。8088处理器通常使用8259A中断控制器来管理和扩展可屏蔽中断。 中断响应的过程不同，内部中断由CPU内部事件直接触发，不需要经过中断响应周期来获取中断类型号。相比之下，外部中断可能需要中断响应周期来确认中断类型。非屏蔽中断NMI一旦发生立即响应，不受IF标志影响；可屏蔽中断INTR在IF为1时，在当前指令执行完毕后响应，通过中断响应周期确定中断类型号。 中断优先级是中断处理的另一个重要方面，从高到低的顺序大致为：软件中断、除法错中断、指令中断、溢出中断、非屏蔽中断和可屏蔽中断，最后是单步中断。中断处理时，高优先级中断可以打断低优先级中断的处理，但不能被更低优先级的中断打断。 理解中断机制对于深入学习微机原理至关重要，因为它是操作系统调度任务、处理突发事件和与外部设备交互的核心机制。通过学习和分析中断的工作原理，可以更好地设计和优化计算机系统的性能和稳定性。