输入输出中断是指计算机接受外部设备请求时,为了保证数据传输的正确性和有效性,暂时停止当前程序运行,让CPU转而处理外部设备请求的一种机制。在计算机体系中,输入输出中断被视为硬件和软件之间的接口,是设备管理程序必不可少的一部分。本文将从多个角度分析输入输出中断的定义、作用、分类、原因等方面进行探讨。
一、定义
在计算机领域,输入输出中断,又称I/O中断或外部中断,是指由外部设备、程序或用户向计算机发出请求,计算机通过中断机制暂时中断当前运行的程序,并处理请求。
二、作用
对于计算机来说,I/O中断是一种非常重要的机制,它可以实现计算机与外部设备之间的通信和数据传输。当外部设备向计算机发送请求时,中断机制可以快速响应请求,有效地处理数据。如果没有I/O中断机制,计算机就需要在等待数据传输的过程中一直处于空闲状态,造成巨大的资源浪费。
三、分类
按照中断的方式,I/O中断可以分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种。
1. 可屏蔽中断,是指可以被CPU暂时屏蔽的中断。在这种情况下,CPU暂停处理当前程序的运行,进入中断处理程序,处理完后再回到原来的程序继续运行。
2. 不可屏蔽中断,是指在计算机运行时由于硬件故障造成的中断,它们不会被CPU暂时屏蔽,也不需要编程或软件干预。一旦这些中断产生,CPU就必须立即停止运行,并通知操作系统进行紧急处理。
四、原因
1. I/O设备请求:当外部设备向计算机发送请求时,通常会触发I/O中断机制,CPU暂时停止当前运行的程序,进入中断处理程序,处理I/O请求。
2. I/O设备响应:一些I/O设备的数据传输速度比较慢,当设备准备好数据时,需要通过发送中断请求来告知计算机。
3. 处理器崩溃:处理器故障或抛出异常时,通常需要通过I/O中断完成诊断、记录信息等处理。此时,I/O中断可以有效地提醒操作系统,让其及时发现和处理处理器故障。
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