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一、简述PSW的定义和内容。
- 程序状态字(program status word,PSW)
- 定义:反映程序执行时机器所处的现行状态的代码。
- 内容:指令地址、指令执行情况、处理机状态、应屏蔽的中断等。
二、中断的定义是什么?
- 程序在运行过程中出现某种紧急事件,必须中止当前正在运行的程序,转去处理这个事件,然后再恢复原来运行的程序,这一过程称为中断。
三、引入中断的用途是什么?
- 中断是提高计算机工作效率的一种重要手段,具体用途如下:
1. 实现并行工作: CPU与 I/0以及I/0之间;
2. 实现实时处理;
3. 可不用人工干预自行排除故障,如电源掉电、除法出错等;
4. 实现多处理机系统中各处理机之间的协调和联系;
5. 控制操作系统。
四、中断系统由那些部分组成?
- 中断的实现需要硬件和软件的合作,硬件部分称为中断装置,软件部分称为中断处理程序。
- 中断装置和中断处理程序统称为中断系统。
五、简述中断装置的定义和工作步骤。
1.定义
- 中断装置是中断系统中的硬件部分,它的职能是发现并响应中断。
2.工作步骤
- 识别中断源:当有多个中断源时,按照紧迫程度排队;由中断装置选择优先级别最高的中断源。
- 保存现场:将正在运行的进程的 PSW 和 PC(程序状态字和指令计数器,将这两个称为现场)中的内容压入系统栈。
- 引出中断处理程序
六、中断响应和处理的过程是怎样的?
- 在程序正 A 在运行的时候有中断发生。
- OS将程序 A 的中断向量从寄存器中压入系统栈中,以保存现场;
- 引出中断处理程序,中断程序将程序 B 的中断向量(PSW’、PC’)放入寄存器中,覆盖原有程序A的中断向量;
- 程序 B 开始运行;
- 程序 B 运行完毕后,OS将系统栈中程序 A 的中断向量取出放入寄存器中;
- 程序 A 继续运行;
寄存器中同一时刻只寄存一个中断向量,这里为了显示替换效果,所以就放了3个中断向量在上面;
PSW(程序状态字)与PC(指令计数器)合起来称为中断向量;
程序A:正在运行的程序、被中断的程序;其中断向量是PSW、PC;
程序B:中途插进来运行的程序、中断的程序;其中断向量是:PSW’、PC’;
七、解释中断源、中断寄存器和中断字的意思?
- 中断源:引起中断的事件;
- 中断寄存器:保存与中断事件相关信息的寄存器;
- 中断字:中断寄存器的内容;
八、中断类型分为哪几类?
-
强迫性中断: 程序运行中不期望的,其中断时间、位置都无法预知;
- 时钟中断:如硬件实时时钟到时等。
- 输入输出中断:如设备出错、传输结束等。
- 控制台中断:如系统操作员通过控制台发出命令等。
- 硬件故障中断:如掉电、内存校验错误等。
- 程序错误中断:如目态程序执行特权指令、地址越界、虚拟存储中的缺页故障或缺段故障、溢出、除数为0等。
-
自愿性中断:程序运行中所期望的,其中断时间、位置都能够确认;
- 系统调用: fd=open(fname,mode)
- 访管指令:准备参数、svc n、 取返回值
九、什么是叫做中断向量?
中断处理程序的运行环境与入口地址(PSW,PC)
简单来说就是:中断向量 = PSW + PC
- 每类中断事件有一个中断向量;中断向量的个数不是按个数,而是按类数;
- 中断向量存放在内存的固定单元;
- 中断向量的内容是OS在系统初始化时设置好的;
十、中断响应
1.什么是中断响应?
- 中断响应是当中央处理机发现已有中断请求时,中止现行程序执行,并自动引出中断处理程序的过程。
2.(研)中断响应的实质是什么?
- 交换指令地址及处理机的状态信息;
3.中断响应的过程包括哪些?
- 中断响应过程包括保护断点和将程序转向中断服务程序的入口地址。
十一、什么是中断处理(中断服务)?
- 中断处理就是执行中断服务程序。中断服务程序从中断入口地址开始执行,到返回指令RETI为止。
十二、什么是中断返回?
- 指中断服务完成后,计算机返回原来断开的位置(即断点),继续执行原来的程序。中断返回由中断返回指令RETI实现。
- 该指令的功能是把断点地址从堆栈中弹出,送回到程序计数器PC,此外,还通知中断系统已完成中断处理,并同时清除优先级状态触发器。
- 特别要注意的是,不能用RET指令代替RETI指令。
进程之间的变迁
程序不同状态的转换请移步至:CSDN:操作系统中 进程状态的概念以及变迁
参考资料
- 《计算机操作系统教程》(第四版 编著:左万利 王英)
- 爱课程:操作系统原理
- 计算机操作系统教程(第4版):9.中断与中断系统
- CSDN:操作系统中 进程状态的概念以及变迁