写在前面

　　本系列的文章是博主边学边记录的，可能不是特别的正确，因为会加上博主自己的理解，仅供参考。

正文:

　　在上一篇中,说到了中断，于是呢，我又去看看关于中断的相关章节，整理出一篇博文来。

 

　1.为什么要有中断

　　　　中断在操作系统中有着特殊且重要的地位，中断是多道程序得以实现的基础，没有中断，就不可能有多道程序。因为进程之前的切换时通过中断来完成的。另一方面来说，中断也是设备管理的基础。

　　　　为了提高处理机的利用率和实现cpu与IO设备的并行执行，也必须有中断基础的支持。 

 

　2.中断向量表

　　　　为了处理上方便，通常为每种设备配以相应的中断处理程序，并把中断处理程序的入口地址放在中断向量表的一个表项中。且为每一个设备的中断请求规定一个中断号，它直接对应于中断向量表中的一个表项。

　　　　【也就是说每个设备有一个中断程序，这个中断程序呢，又放在中断表中，如何却别不同设备的中断程序呢，通过中断号去区分】

 

 

 

　

　　

 

 

 

 

 

 

　　上面仅仅是一个潦草的图哈~

当IO设备发来中断请求信号时，由中断控制器确定改请求的中断号，根据改设备的中断号去查找中断向量表，从中获取到设备中断处理程序的入口地址，转去执行中断处理程序。

3.中断优先级

　　中断信号源非常多，每个中断源对于服务要求的紧急程序并不相同。为此，系统需要为他们分别规定不同的优先级，所以就出现了中断优先级的概念。

4.对于多中断源的处理

　　1.屏蔽/禁止中断

　　当处理机正在处理一个中断时，将屏蔽到其他所有中断，执行完改中断后再去顺序执行其他到来的中断程序。

　　2.嵌套中断

　　嵌套中断主要是针对与中断优先级而言，cpu总是先响应最高优先级的中断请求，高优先级的中断请求可以抢占正在运行的低优先级的中断的处理及。所以，会造成多重中断的情况。也就是嵌套中断。

　　

 

5. 对IO设备的控制方式

　　对设备的控制，早期使用轮询的可编程IO方式，后来发展为使用中断的可编程IO方式。接着又出现了DMA。无论怎么样，都是为了抽离出cpu和IO，减少cpu对IO控制的干预。

1.使用轮询的可编程IO方式

　　顾名思义，启动输入设备输入数据的时候，cpu不断去询问，当有一个字符输入完成后，cpu立马将数据寄存器中的数据取出，送入内存单元中。这样便完成了一个字符的IO。接着去启动读取下一个数据。

　　可以看到这种方式的效率非常低，再输入期间，cpu一直在询问，大部分事件都处于等待IO设备完成数据IO的循环测试中。不能去执行其他任务

 

　

 

 

　　　　

 

2.使用中断的可编程IO方式

　　中断的可编程IO方式实现了cpu与IO设备的并行工作，当某个进程要启动IO设备工作的时候，便由CPU向相应的设别控制器发出一条IO命令，然后立即回来执行当前程序。设备驱动程序按照这个指令去执行相应的程序。执行完毕后，向cpu发送一条中断信号。cpu再取走数据，放入内存指定位置中。总结下就是：

　　1.cpu发出IO命令，继续工作

　　2.设备驱动程序执行IO命令，输入数据

　　3.输入完成，产生中断信号，通知cpu取走数据

注意:中断方式是以字节为单位读取数据的，没完成一个字节的IO时候，便产生一次中断。和上一种方式相比，省去了cpu不断询问的时间。

 

3.DMA

　　DMA即直接存储器访问方式，DMA和中断方式不同地方在于：

　　1.数据传输的基本单位是数据块。(在cpu和IO设备之前，每次传送至少一个数据块)

　　2.传送的数据从设备直接送入内存，不需要cpu从数据寄存器中取出放入内存

　　3.仅在传送数据块开始或者结束的时候，需要cpu干预。【整个数据的传送时在控制器的控制下完成的。】

　　DMA控制器的组成

　　1.主机与DMA控制器的接口

　　2.DMA控制器与块设备的接口

　　3.IO控制逻辑。

　　

 

 

 书上的图

可以看出，关于对于IO设备的控制方式，从单个字符到按块去传输，都是为了提高cpu的利用率。

 

关于中断的相关的知识点就总结到这里了，如果错误欢迎指出哦~

 

不骄不躁，保持学习

 

标签：DMA,优先级,操作系统,中断,IO,cpu,设备
来源： https://www.cnblogs.com/freeyw/p/16517937.html