免费智能真题库 > 历年试卷 > 网络管理员 > 2016年下半年 网络管理员 上午试卷 综合知识
  第9题      
  知识点:   I/O数据传送控制方式   中断
  关键词:   中断向量   中断        章/节:   硬件基础知识       

 
中断向量提供(9)。
 
 
  A.  外设的接口地址
 
  B.  待传送数据的起始和终止地址
 
  C.  主程序的断点地址
 
  D.  中断服务程序入口地址
 
 
 

 
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   知识点讲解    
   · I/O数据传送控制方式    · 中断
 
       I/O数据传送控制方式
        I/O数据传送控制方式主要有程序直接控制方式、程序中断传送方式、直接存储器存取方式、I/O通道控制方式和外围处理机方式。
        1)程序直接控制方式
        程序直接控制(Programed Direct Control)方式就是完全通过程序来控制主机和外围设备之间的信息传送。
        2)程序中断传送方式
        在程序中断传送(Programed Interrupt Transfer)方式中,通常在程序中安排一条指令,发出START信号启动外围设备,然后机器继续执行程序。当外围设备完成数据传送的准备后,便向CPU发"中断请求"信号,CPU接到请求后若可以停止正在运行的程序,则在一条指令执行完后转去执行"中断服务程序",完成数据传送工作,传送完毕仍返回原来的程序。
        3)直接存储器存取方式
        直接存储器存取(Direct Memory Access)方式的基本思想是在外围设备和主存之间开辟直接的数据交换通路。在正常工作时,所有工作周期均用于执行CPU的程序,当外围设备将要输入或输出的数据准备好后,占用总线的一个工作周期,和主存直接交换数据。这个周期过后,CPU又继续控制总线,执行原程序。如此重复,直到整个数据块的数据传送完毕。这项工作是由I/O系统中增设的DMA控制器完成的,由它给出每次传送数据的主存地址,并统计已传送数据的个数以确定是否传送结束。除了在数据块传送的起始和结束时需用中断分别进行前处理和后处理外,无须CPU的频繁干预。主存储器被并行工作的CPU和I/O子系统共享。
        4)I/O通道控制方式
        I/O通道控制(I/O Channel Control)方式就是通过执行通道程序进行I/O操作的管理,为主机和I/O设备提供一种数据传输通道。
        5)外围处理机方式
        输入输出的处理机通常称为外围处理机(Peripheral Processor Unit, PPU)。这种外围处理机的结构更接近一般处理机,甚至就是一般小型通用计算机。
 
       中断
        中断是异步发生的,是来自处理器外部的I/O设备的信号的结果。硬件中断不是由任何一条专门的指令造成的,从这个意义上来说它是异步的。硬件中断的异常处理程序常常被称为中断处理程序(interrupt handler)。
               硬中断与软中断
               硬中断是由硬件产生的,例如磁盘、网卡、键盘、时钟等。每个设备或设备集都有它自己的IRQ(中断请求)。基于IRQ,CPU可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上。
               软中断是一组静态定义的下半部分接口,可以在所有的处理器上同时执行,即使两个类型相同也可以。但是一个软中断不会抢占另外的一个软中断,唯一可以抢占软中断的是硬中断。
               可屏蔽中断与不可屏蔽中断
               可屏蔽中断和不可屏蔽中断都属于外部中断,是由外部中断源引起的。不可屏蔽中断源一旦提出请求,CPU必须无条件响应,而对可屏蔽中断源的请求,CPU可以响应,也可以不响应。
               CPU一般设置两根中断请求输入线:可屏蔽中断请求INTR(Interrupt Require)和不可屏蔽中断请求NMI(Non Maskable Interrupt)。对于可屏蔽中断,除了受本身的屏蔽位控制外,还都要受一个总的控制,即CPU标志寄存器中的中断允许标志位IF(Interrupt Flag)的控制,IF位为1,可以得到CPU的响应,否则,得不到响应。IF位可以由用户控制,指令STI或Turbo C的Enable()函数,将IF位置1(开中断),指令CLI或Turbo_c的Disable()函数,将IF位清0(关中断)。
               中断优先级
               当多个中断源同时请求中断时,而CPU一次只能响应其中的一个中断,同时为了能响应所有中断,就引入中断优先级来处理。系统会根据引起中断事件的重要性和紧迫程度,将中断源分为若干个级别,称作中断优先级。中断优先级有两种:查询优先级和执行优先级。
               查询优先级是不可以更改和设置的,在该方式下当多个中断源同时产生中断信号时,中断仲裁器会选择中断源优先处理的顺序,此过程与是否发生中断服务程序的嵌套毫不相干。当CPU查询各个中断标志位的时候,会依照优先级顺序依次查询,当数个中断同时请求的时候,会优先查询到高查询优先级的中断标志位,但并不代表高查询优先级的中断可以打断已经并且正在执行的低查询优先级的中断服务。
               由于可屏蔽的中断源很多,故需要对其进行管理,如区分是哪个中断源发出的中断信号?哪个中断源最优先及怎样处理多级中断嵌套等。为此,可使用中断控制器对多个可屏蔽中断源进行管理。
               中断控制器能够对中断进行排队管理,避免中断信号的丢失,同时支持对不同中断进行优先级的配置,使高优先级中断能够中断低优先级中断,满足系统中具有更高时间约束特性功能的需要。
               中断嵌套
               当处理器正在处理一个中断时,有比该中断优先级高的中断源发出中断请求时,如果处理器正在执行中断处理程序,那么处理器会对高优先级的中断进行立即处理,处理完之后再返回到低优先级的中断服务程序继续执行。这样就形成了中断服务程序中套用中断服务程序的情况,即中断嵌套。可嵌套中断的处理流程和中断服务框图如下图所示。
               
               可嵌套中断处理流程
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