操作系统:在操作系统中,中断控制程序是一个内核组件,负责处理中断并调度中断处理程序。(操作系统在计算机系统中位于( )之间)

在操作系统中

引言

操作系统是一个复杂且重要的软件组件,负责管理计算机系统的硬件和软件资源。在操作系统中,中断控制程序是一个关键组件,负责处理来自硬件设备的事件,并调度相应的处理程序来处理这些事件。

中断控制程序概述

中断控制程序是一个内核组件,负责处理中断并调度中断处理程序。中断是一种信号,由硬件设备发送给CPU,以指示需要立即执行的事件。中断控制程序负责检测中断信号,确定中断源,并跳转到相应的中断处理程序。

中断控制程序的作用

中断控制程序在操作系统中发挥着以下关键作用: 处理中断: 中断控制程序检测和处理来自硬件设备的中断信号。 识别中断源: 它确定中断的来源,例如来自键盘、鼠标或网络接口卡。 调度中断处理程序: 中断控制断处理程序。

中断控制程序的设计挑战

中断控制程序的设计面临着几个挑战,包括: 实时性: 中断控制程序必须能够快速响应中断,以确保及时处理硬件事件。 可靠性: 中断控制程序必须可靠,以防止系统崩溃或数据丢失。 可伸缩性: 中断控制程序必须能够处理来自多种不同硬件设备的大量中断。

结论

中断控制程序是操作系统中的一个关键组件,负责处理中断并调度中断处理程序。它确保硬件事件得到及时处理,并维持系统的稳定性和响应性。中断控制程序的设计和实现是一个复杂的任务,需要对计算机系统架构和操作系统原理的深入理解。

中断机制的作用是什么?

中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。

中断流程图如下:

中断过程

按照事件发生的顺序,中断过程包括:

①中断源发出中断请求;

②判断当前处理机是否允许中断和该中断源是否被屏蔽;

③优先权排队;

④处理机执行完当前指令或当前指令无法执行完,则立即停止当前程序,保护断点地址和处理机当前状态,转入相应的中断服务程序;

⑤执行中断服务程序;

⑥恢复被保护的状态,执行“中断返回”指令回到被中断的程序或转入其他程序。

上述过程中前四项操作是由硬件完成的,后两项是由软件完成的。

扩展资料

众所周知,处理器的速度跟外围硬件设备的速度往往不在一个数量级上,因此,如果内核采取让处理器向硬件发出一个请求,然后专门等待回应的办法,显然降低内核效率。

既然硬件的响应这么慢,那么内核就应该在此期间处理其他事务,等到硬件真正完成了请求的操作之后,再回过头来对它进行处理。想要实现这种功能,轮询(polling)可能会是一种解决办法。可以让内核定期对设备的状态进行查询,然后做出相应的处理。

不过这种方法很可能会让那个内核做不少无用功,因为无论硬件设备是正在忙碌着完成任务还是已经大功告成,轮询总会周期性的重复执行。更好的办法是由我们来提供一种机制,让硬件在需要的时候再向内核发出信号(变内核主动为硬件主动),这就是中断机制。

中断使得硬件得以与处理器进行通信。举个例子,在你敲打键盘的时候,键盘控制器(控制键盘的硬件设备)会发送一个中断,通知操作系统有键按下。中断本质是一种特殊的电信号,由硬件设备发向处理器。

处理器接受到中断后,会马上向操作系统反映此信号的到来,然后就由os负责处理这些新到来的数据。硬件设备生成中断的时候并不考虑与处理器的时钟同步——换句话说就是中断随时可以产生。因此,内核随时可能因为新到来的中断而被打断。

不同的设备对应的中断不同,而每个中断都通过一个惟一的数字标识。因此,来自键盘的中断就有别于来自硬盘的中断,从而使得操作系统能够对中断进行区分,并知道哪个硬件设备产生了哪个中断。这样,操作系统才能给不同的中断提供不同的中断处理程序。

在它执行程序的时候,如果有另外的事件发生(比如用户又打开了一个程序)那么这时候就需要由计算机系统的中断机制来处理了。

中断机制包括硬件的中断装置和操作系统的中断处理服务程序。

让硬件在需要的时候再向内核发出信号。

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