中断系统

中断系统是指计算机硬件和操作系统相结合的一种机制，用于在计算机运行过程中响应外部事件或内部任务请求，以让CPU暂停当前执行的任务去处理中断事件。同时，中断系统也是操作系统保证多道程序运行并发性的关键。

1.什么是中断和中断系统

中断是计算机硬件或软件接收到外部信号或内部事件时，将当前执行的程序挂起，转而去执行相关的中断服务程序（ISR）的一种机制。

中断系统是由一组实现中断服务程序（ISR）的软件和硬件设施组成，用于管理和响应中断信息。

2.中断系统的功能

中断系统提供了以下功能：

• 在设备请求服务或程序需要处理某些事件时，立即唤醒CPU并切换到相应的中断服务程序。
• 保存CPU现场，使CPU可以在返回主程序时恢复原状态继续执行。
• 处理异步事件，如I/O请求超时等，不阻塞程序运行。
• 提高操作系统的并发性和响应速度。

3.中断系统的分类

中断系统可以分为以下几类：

3.1. 外中断（硬件中断）

外中断是由计算机外部设备（如键盘、鼠标、网卡等）所产生的中断信号，用于请求CPU服务。

3.2. 异常中断（软中断）

异常中断是由CPU在执行指令时发现一个错误或异常事件，例如越界、非法操作码、缺页异常等触发的中断。

3.3. 陷阱中断（软中断）

陷阱中断是由执行特殊指令所引起的中断，例如系统调用、断点调试、性能分析等。

3.4. 内中断（软中断）

内中断是由程序内部异常或事件引起的中断，例如除零错误、栈溢出等。