什么是中断？学习总结

1什么是中断？举个例子，有一个人正在处理文件，突然一个电话打来，这个人就放下手头正在处理的文件，转而去接电话在电话挂断后，这个人又去处理文件以上这个例子就形象的说明什么是中断它是指，当计算机运行过程中，出现某种意外情况，CPU接受硬件或软件发送的IRQ信号，使系统能够停止当前正在运行的程序并转入处理新事务，在处理完毕后返回之前被暂停的程序继续按原顺序运行2为什么引入中断？如上文所述，中断机制保证了系统拥有暂停当前进程，转而处理其他进程的能力我们在之前的课程中了解到，操作系统是以多进程这一思想为指引不断发展的而在这一条进化的道路上，使A、B两道进程在CPU和I/O的切换运作的，以“切换和调度”为核心的0S/360系统就很好的说明了中断机制的作用如果没有中断机制，就没办法实现CPU和I/O设备的并行运行，也无法保证处理机的利用率可以说，没有中断机制，就没有多道程序，也就无法实现多进程思想，以及流畅使用I/O系统了所以必须引入中断3中断什么时候发生？中断分为硬中断和软中断，其名也揭示了两种发生中断的时机

①I/O设备向CPU发送中断信号

②CPU内部处理进程时，程序指令流中发生事件需耍中断例如程序出错、非法指令，电源故障等等，这一项机制常被用作实现系统调度4中断发生时CPU做什么，中断处理机制做什么？CPU接受中断请求后，决定是否响应请求，若响应则转向中断处理程序，执行相应的处理，待处理完毕后解除相应进程的阻塞状态中断处理机制

①测定是否有未响应的中断信号为保证及时响应I/O设备的中断请求，每当执行一道指令后，处理机就需要检测是否有设备控制器发出的中断信号如果有则准备转入中断处理程序，反之继续执行下一条指令

②保护终端进程的CPU环境为了保证被暂停的程序在中断结束后仍能继续运作,需要保存之后恢复进程需要的信息

③转入相应的设备处理程序处理机确定本次中断的I/O设备，向提供中断信号的设备发送确认信号设备接收到确认信号后取消中断信号的发送再将相应的中断处理程序的入口地址装入程序计数器中

④中断处理根据入口地址转入中断处理程序该程序会先读出设备状态，再根据中断类型进行相应的处理如为正常中断，就做结束处理如为异常中断，则视情况进行相应的处理

⑤回复CPU的现场并退出中断中断处理完毕后，返回原本的程序进程根据情况，要么恢复原本的程序进程要么处理其他的中断信息5中断与系统调用的异同？前文中我们提到过硬中断和软中断这里详细说明一下两者的区别硬中断硬件中断，也可称之为外部中断源这一中断是由各I/O设备发送过来的信号所导致的，是能够溯源到具体硬件设备的当发生这一中断机制时，CPU会查找中断向量表，转中断服务程序软中断软件中断，也可称之为本地中断源这一中断发生于程序指令流执行过程中，例如执行程序中出现除零，自然是不能继续运行下去这一种中断机制没有具体的硬件与之对应，同时没有中断向量表，而是采用另一张散转表来查找中断号，进而转到中断服务程序由于系统调度发生在程序内部，也没有相应的硬件设备，故而其属于软中断的一种它与普通的中断所不同的是，虽然两者都是从同一个异常处理入口开始的，但是系统会一开始让CPU进入内核模式且使能中断（既可以被中断运作），然后从系统调用表中取得相应的注册函数调用之而中断处理则让CPU进入内核模式且disable中断（既不能被中断），介入调用do_IRQ函数

（6）什么是程序的运行环境程序的运行平台运行环境二操作系统+硬件

（7）截图和认识报告

①什么是IRQ这个号是由谁分配的？IRQ是中断请求号，每一个I/O设备都拥有自己独立的IRQ,当I/O设备需要通知CPU去进行某种操作时，就会发出IRQ信号由于CPU引脚有限，故而IRQ也有限系统会自动为外部设备分配IRQ号（每个IRQ号对应一个中断号，软件有自己的的中断号）

②从列表中，可以看出每个CPU核心被中断的次数，列举儿个设备的中断次数IRQ中断号l-edge,i8042键盘控制器，被CPU1中断9次IRQ中断号12-edge,i8042键盘控制器,被CPUO中断15次

③什么是硬中断，有哪几种类型，什么是软中断硬中断硬件中断，也可称之为外部中断源这一中断是由各I/O设备发送过来的信号所导致的，是能够溯源到具体硬件设备的当发生这一中断机制时，CPU会查找中断向量表，转中断服务程序硬中断包括可屏蔽中断可以被定位掩码关闭的中断非可屏蔽中断无法通过定位掩码关闭的中断处理器间中断由处理器发出，被其他处理器接受，便于处理器间通信或同步伪中断一种异常中断，可能在中断请求本身有问题及一些其他问题时出现软中断软件中断，也可称之为本地中断源这一中断发生于程序指令流执行过程中，例如执行程序中出现除零，自然是不能继续运行下去这一种中断机制没有具体的硬件与之对应，同时没有中断向量表，而是采用另一张散转表来查找中断号，进而转到中断服务程序

④如何对中断进行负载均衡，尽可能让中断在每个CPU上发生，以提升系统的性能使用imbalance程序，该程序通过系统的拓扑结构建立封层结构，自动收集系统数据以分析该使用以下两种模式之一Performance mode程序将尽可能将中断均匀分发给各个CPU,充分调动多核，提升系统性能Power-save mode程序将尽可能地把中断集中分配给第一个CPU,以保证其它CPU休眠，降低能耗。