中断服务程序是什么

在计算机科学中，中断是指CPU暂时停止正在执行的程序并转而处理一个传入的事件或请求。这个传入事件或请求通常是来自于计算机的设备，如磁盘、键盘或鼠标等。中断服务程序是为了响应这些中断而编写的特殊程序，它允许计算机和外围设备之间交换数据和指令。

中断服务程序的作用

中断服务程序允许计算机能够同时处理多项任务，因为它们允许CPU根据任务的优先级自动暂停和恢复执行。这比人们手动控制多个任务要高效和准确得多。在计算机系统中，中断服务程序是关键的组成部分。当一个设备需要CPU的处理时，它会发送一个中断请求。此时，CPU就会暂时停止正在执行的程序并开始运行中断服务程序。中断服务程序可以访问事件或请求的相关数据，然后采取必要的操作，如打印文档或响应用户输入。当中断服务程序完成任务后，CPU会恢复之前正在执行的程序。这一过程是透明的，对用户而言是无感知的，但却是计算机系统中至关重要的组成部分。

中断服务程序的组成

中断服务程序通常由以下几部分组成：

1.中断向量表

中断向量表是一个具有固定数组长度的特殊数组，其中每个元素都与CPU的一个中断类型相关联。每个中断类型都有一个与之对应的向量。一旦发生中断事件，CPU会从向量表中查找与之对应的向量，并开始执行对应的中断服务程序。

2.设备驱动程序

当一个设备请求CPU的处理时，设备驱动程序会向设备传递必要的信息，并根据需要执行任何必要的操作。设备驱动程序必须编写得非常准确，以确保它可以正确处理来自不同设备的请求。

3.中断服务例程

中断服务例程是实现中断服务程序功能的代码。中断服务例程必须被编写得非常快速和高效，以便能够尽快完成中断处理并恢复CPU的执行。由于CPU资源的限制，中断服务例程通常比普通程序要短小，专注于处理中断和恢复执行。

中断服务程序的类型

中断服务程序分为硬件中断和软件中断两种类型。

硬件中断是由硬件设备发送的请求，通常由CPU的外围设备引发。例如，当用户按下键盘上的一个键时，键盘会向计算机发送一个中断请求。CPU会对这个请求进行响应，暂时停止执行任何其他程序，并切换到相应的中断服务程序中，以响应用户请求。

软件中断通常是由操作系统或其他系统程序发出的请求，而不是由任何物理设备引发的。当计算机执行复杂的任务时，可能需要运行多个程序。软件中断可以确保每个程序获得足够的处理时间，从而保持整个系统运行稳定。

中断服务程序的应用

中断服务程序在计算机系统中有广泛的应用，比如说：

1.文件管理

当一个程序想要保存一个文档到磁盘上时，中断服务程序可以为该程序提供一个磁盘写入服务。该服务向磁盘传递数据并将其写入指定的位置。

2.网络数据传输

当一个程序需要获取来自网络上的数据时，中断服务程序可以为该程序提供网络IO服务。该服务获取网络中的数据包并将其传递给请求数据的程序。

3.设备控制

中断服务程序通常用于处理计算机与外围设备之间的通讯。比如说，当计算机接收到鼠标移动的信号时，中断服务程序将确保计算机正确解释并响应鼠标移动。