中断是指计算机执行指令的同时,接收到来自内部或外部硬件设备的信号,使得 CPU 暂停当前的工作,转而执行中断服务程序,处理这些中断信号。中断可以分为两种:程序性中断和外部中断。
一、程序性中断
程序性中断(Software Interrupt),是指由运行的程序发出的中断,通常用来请求操作系统或 BIOS 执行某个服务程序。例如,当程序需要从键盘读取数据时,就可以通过程序性中断来请求操作系统提供输入服务。
程序性中断一般采用软中断指令来实现。软中断指令是一条特殊的 CPU 指令,它的作用是使 CPU 转到与指令相关联的中断服务程序中执行。在 Linux 系统中,中断服务程序通常是由内核提供的。
程序性中断的优点是可以快速的响应程序请求,避免了因等待某个操作完成而浪费资源的情况。同时,程序性中断也可以提高系统安全性,因为所有的系统调用都需要通过操作系统统一处理,可以有效防止非法访问。
二、外部中断
外部中断(Hardware Interrupt),是指来自外部硬件设备的中断请求,如按键、鼠标、网卡等设备的中断请求。当这些设备发出中断请求时,CPU 会立即暂停当前的任务,转而执行与中断请求相关联的中断服务程序,处理这些请求。
外部中断即硬件中断。由硬件响应,相对于程序性中断,速度更快。外部中断信号可以由硬件设备产生,如输入/输出设备,时钟等。当外部中断发生时,CPU 将暂时停止执行程序,转向处理中断请求的相关代码。
外部中断的优点是可以立即响应硬件设备的请求,避免了响应时间过长导致的数据传输错误或资源浪费的问题。此外,外部中断可以提高系统的可靠性和稳定性,因为它可以及时的处理设备故障,避免设备故障对系统造成的损害和影响。
总之,程序性中断和外部中断在计算机系统中都起着重要的作用。程序性中断主要是为了满足程序的请求,而外部中断则是为了响应硬件设备的请求。它们都可以提高系统的效率和可靠性,但在使用时需要根据具体的需求和场景进行选择和使用。
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