計算機(jī)接口技術(shù)大作業(yè)年月哈爾濱哈飛集團(tuán)汽車博物館設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師：王五學(xué)號：0123456789專業(yè)：建筑學(xué)院系：建筑學(xué)院張三年月哈爾濱哈飛集團(tuán)汽車博物館設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師：王五學(xué)號：0123456789專業(yè)：建筑學(xué)院系：建筑學(xué)院張三哈爾濱哈飛集團(tuán)汽車博物館設(shè)計張三計算機(jī)中斷技術(shù)大作業(yè)題目深入理解中斷系統(tǒng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）-9- 圖1.1中斷處理過程打一個不太恰當(dāng)?shù)谋确?。比如說你正在看書那么你就是CPU，看書就相當(dāng)于你正在執(zhí)行的程序，當(dāng)你電話響了或者是有其他的事情發(fā)生導(dǎo)致你必須停下正在看的書去做另一件事（接電話）。那么這就是一個中斷，在這個中斷中現(xiàn)行程序是看書，中斷時電話響了，CPU是你自己。當(dāng)你接完電話之后（假設(shè)接完電話就沒其他特殊的事了）那么你就回去看書，也就相當(dāng)于定義中的返回執(zhí)行原程序。1.2中斷技術(shù)差生的原因講了上面的內(nèi)容也許你對中斷概念有了一定的了解。那么為什么會產(chǎn)生中斷呢？為了介紹為什么會產(chǎn)生中斷我們有必要對計算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和工作的過程來了解一下。下圖是計算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)。圖1.2計算機(jī)組成結(jié)構(gòu)可以看到計算機(jī)石油輸入輸出設(shè)備控制器運(yùn)算器和存儲器組成的，那么計算機(jī)是如何工作的呢？計算機(jī)工作時，首先由鍵盤等輸入設(shè)備。輸入程序和數(shù)據(jù)，程序和數(shù)據(jù)信息，通過J/O接口電路，經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入主存貯器中，接著CPU開始運(yùn)行輸入的指令，并處理輸入的數(shù)據(jù)。CPU要進(jìn)行下列工作：⑴將指令的地址放到地址總線；⑵按著上述地址，通過數(shù)據(jù)總線在主存貯器中找到并取出指令，由指令譯碼器對該指令進(jìn)行分析譯碼；⑶根據(jù)譯碼結(jié)果，取出指令所要處理的數(shù)據(jù)地址及相應(yīng)的數(shù)據(jù)；⑷執(zhí)行指令所代表的具體操作；⑸檢查是否還有其它的控制信號，若有，則對定進(jìn)行處理；⑹把執(zhí)行指令后所得的指令結(jié)果、狀態(tài)的標(biāo)志信號、控制信號和定時信號提供給整個微機(jī)系統(tǒng)；⑺繼續(xù)處理用戶輸入的程序和數(shù)據(jù)。可以看到上在計算機(jī)工作過程中要始終檢查有沒有控制信號，而這控制信號中就有關(guān)于中斷的控制信號。在計算機(jī)系統(tǒng)中中斷的例子有很多。用戶敲擊鍵盤，每擊一次鍵都要產(chǎn)生一個中斷信號。告訴CPU有“鍵盤輸入發(fā)生了”，要求CPU讀入鍵值。至于為什么必須要讀入鍵值呢？其實(shí)很簡單，在執(zhí)行程序和用戶控制兩個事件之間顯然是用戶控制事件的優(yōu)先級要高于執(zhí)行程序的優(yōu)先級。要不你按下鍵盤電腦半天沒有反應(yīng)那你還不得把電腦踢了？以I/O中斷為例。在I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息時，由于設(shè)備本身機(jī)電特性的影響，其工作效率較低，與CPU無法匹配。因此，CPU啟動之設(shè)備之后，往往需要等待一段時間才能實(shí)現(xiàn)與I/O設(shè)備之間的信息交換。如果在設(shè)備準(zhǔn)備同時，CPU不做無所謂的等待，而繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)行程序，只有當(dāng)I/O設(shè)備就緒向CPU提出請求后在暫時中斷CPU現(xiàn)行程序轉(zhuǎn)入I/O服務(wù)程序，這便產(chǎn)生了I/O中斷。中斷是用以提高計算機(jī)工作效率、增強(qiáng)計算機(jī)功能的一重要技術(shù)。最初引入硬件中斷，只是出于性能上的考量。如果計算機(jī)系統(tǒng)沒有中斷，則處理器與外部設(shè)備通信時，它必須在向該設(shè)備發(fā)出指令后進(jìn)行忙等待(Busywaiting，反復(fù)輪詢該設(shè)備是否完成了動作并返回結(jié)果。這就造成了大量處理器周期被浪費(fèi)。引入中斷以后，當(dāng)處理器發(fā)出設(shè)備請求后就可以立即返回以處理其他任務(wù)，而當(dāng)設(shè)備完成動作后，發(fā)送中斷信號給處理器，后者就可以再回過頭獲取處理結(jié)果。這樣，在設(shè)備進(jìn)行處理的周期內(nèi)，處理器可以執(zhí)行其他一些有意義的工作，而只付出一些很小的、切換上下文所引發(fā)的時間代價。后來被用于CPU外部與內(nèi)部緊急事件的處理、機(jī)器故障的處理、時間控制等多個方面，并產(chǎn)生通過軟件方式進(jìn)入中斷處理（軟中斷）的概念。。1.3中斷技術(shù)差生的優(yōu)點(diǎn)先讓我們感受一下中斷機(jī)制對并發(fā)處理帶來的幫助。讓我們用程序來探討一下燒水問題，如果沒有“中斷”（注意，我們這里只是模仿中斷的場景，實(shí)際上是用異步事件——消息——處理機(jī)制來展示中斷產(chǎn)生的效果。畢竟，在用戶空間沒有辦法與實(shí)際中斷產(chǎn)生直接聯(lián)系，不過操作系統(tǒng)為用戶空間提供的異步事件機(jī)制，可以看作是模仿中斷的產(chǎn)物），設(shè)計如下：void

StayInKitchen(){bool

WaterIsBoiled

=false;while

(

WaterIsBoiled

!=true){

bool

VaporGavenOff

=false;

if(VaporGavenOff

)

WaterIsBoiled

=

true;else

WaterIsBoiled

=

false;}//

關(guān)煤氣爐printf(“Closegasoven.\n”);//

一切安定下來，終于可以看電視了，10分鐘的寶貴時間啊，逝者如斯夫…watching_tv();return;}可以看出，整個流程如同我們前面描述的一樣，所有工作要順序執(zhí)行，沒有辦法完成并發(fā)任務(wù)。

如果用“中斷”，在開始燒水的時候設(shè)定一個10分鐘的“鬧鈴”，然后讓CPU去看電視（有點(diǎn)難度，具體實(shí)現(xiàn)不在我們關(guān)心的范圍之內(nèi)，留給讀者自行解決吧：>）。等鬧鐘響的時候再去廚房關(guān)爐子。#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<sys/stat.h>#include<signal.h>#include<stdio.h>

//

鬧鐘到時會執(zhí)行此程序void

sig_alarm(int

signo){

//關(guān)煤氣爐

printf(“Closegasoven.\n”);}

void

watching_tv(){

while(1)

{

//

呵呵，悠哉悠哉}}

int

main(){//

點(diǎn)火后設(shè)置定時中斷

printf(“Starttoboilwater,setAlarm”);if

(signal(SIGALRM,

sig_alrm

)==SIG_ERR){

perror("signal(SIGALRM)error");

return

-1;

}

//

然后就可以欣賞電視節(jié)目了

printf(“WatchingTV!\n”);

watching_tv();

return

0;}其實(shí)，計算機(jī)系統(tǒng)引入中斷的原因不僅僅是為了適應(yīng)I/O設(shè)備工作效率低的問題。例如，當(dāng)計算機(jī)正在運(yùn)行中，若出現(xiàn)突然掉電的情況，將會導(dǎo)致CPU中的全部信息丟失。倘若能在突然掉電的瞬間啟動另一個備份電源，并迅速進(jìn)行一些必要的處理，例如，將有用的信息送至不受電源影響的存儲系統(tǒng)中，待電源恢復(fù)后接著使用，這種處理技術(shù)也要用終端技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。又如，在實(shí)時控制領(lǐng)域中，要求CPU能及時響應(yīng)外來信號的請求，并能完成相應(yīng)的操作，也都需要終端技術(shù)實(shí)現(xiàn)。總之有了中斷系統(tǒng)計算機(jī)的整體效率有了提升，能夠應(yīng)對突發(fā)事件實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制1.4中斷技術(shù)差生的缺點(diǎn)舉了上面的例子你也許就對中斷有了一定的了解。同時在上面的例子中當(dāng)有電話響了時候，你必須停下正在看的書去接電話，那么你就要記下現(xiàn)在看到哪里了。要不你回來的時候就不知道從哪開始看了。這也就出現(xiàn)了一個問題你怎么記住你現(xiàn)在看到的位置呢？當(dāng)然你說可以憑借記憶，但是CPU是沒有記憶功能的，一當(dāng)有新的數(shù)據(jù)進(jìn)來前面的數(shù)據(jù)就會被覆蓋，那么前面的程序執(zhí)行到哪了你就不知道了。由此可見中斷系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)中斷系統(tǒng)激素啊你系統(tǒng)必須有相應(yīng)的終端系統(tǒng)或終端機(jī)構(gòu)。這樣就造成了計算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性。同時不同公司之間的中斷系統(tǒng)有著不同的差別這就要求硬件也相應(yīng)的不同。所以還要有統(tǒng)一的中斷標(biāo)準(zhǔn)。二：基本概念2.1中斷源我們把引起中斷的原因，或者能夠發(fā)出中斷請求信號的來源統(tǒng)稱為中斷源。在上面看書的例子中，打斷你看書的時間就是中斷源（電話響了）。通常中斷源有以下幾種：（１）外部設(shè)備請求中斷。一般的外部設(shè)備（如鍵盤、打印機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器等）在完成自身的操作后，向CPU發(fā)出中斷請求，要求CPU為他服務(wù)。由計算機(jī)硬件異常或故障引起的中斷，也稱為內(nèi)部異常中斷。（２）故障強(qiáng)迫中斷。計算機(jī)在一些關(guān)鍵部位都設(shè)有故障自動檢測裝置。如運(yùn)算溢出、存儲器讀出出錯、外部設(shè)備故障、電源掉電以及其他報警信號等，這些裝置的報警信號都能使CPU中斷，進(jìn)行相應(yīng)的中斷處理。（３）實(shí)時時鐘請求中斷。在控制中遇到定時檢測和控制，為此常采用一個外部時鐘電路（可編程）控制其時間間隔。需要定時時，CPU發(fā)出命令使時鐘電路開始工作，一旦到達(dá)規(guī)定時間，時鐘電路發(fā)出中斷請求，由CPU轉(zhuǎn)去完成檢測和控制工作。（4）數(shù)據(jù)通道中斷。數(shù)據(jù)通道中斷也稱直接存儲器存取（ＤＭＡ）操作中斷，如磁盤、磁帶機(jī)或ＣＲＴ等直接與存儲器交換數(shù)據(jù)所要求的中斷。（５）程序自愿中斷。ＣＰＵ執(zhí)行了特殊指令（自陷指令）或由硬件電路引起的中斷是程序自愿中斷，是指當(dāng)用戶調(diào)試程序時，程序自愿中斷檢查中間結(jié)果或?qū)ふ义e誤所在而采用的檢查手段，如斷點(diǎn)中斷和單步中斷等。2.2中斷嵌套中斷嵌套指中斷系統(tǒng)正在執(zhí)行一個中斷服務(wù)時，有另一個優(yōu)先級更高的中斷提出中斷請求，這時會暫時終止當(dāng)前正在執(zhí)行的級別較低的中斷源的服務(wù)程序，去處理級別更高的中斷源，待處理完畢，再返回到被中斷了中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行，這個過程就是中斷嵌套。關(guān)于中斷嵌套?？梢赃@樣說，當(dāng)一個中斷正在執(zhí)行的時候，如果事先設(shè)置了中斷優(yōu)先級寄存器IP，那么當(dāng)一個更高優(yōu)先級的中斷到來的時候會發(fā)生中斷嵌套，如果沒有設(shè)置則不會發(fā)生任何嵌套；如果有同一個優(yōu)先級的中斷觸發(fā)，它并不是在“不斷的申請”，而是將它相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置即IE寄存器的某位置位，當(dāng)CPU執(zhí)行完當(dāng)前中斷之后，按照查詢優(yōu)先級重新去查詢各個中斷標(biāo)志位，進(jìn)入相應(yīng)中斷。2.3中斷級聯(lián)一個外部中斷請求信號通過中斷請求線IRQ，傳輸?shù)絀MR（中斷屏蔽寄存器），IMR根據(jù)所設(shè)定的中斷屏蔽字（OCW1），決定是將其丟棄還是接受。如果可以接受，則8259A將IRR（中斷請求暫存寄存器）中代表此IRQ的位置位，以表示此IRQ有中斷請求信號，并同時向CPU的INTR（中斷請求）管腳發(fā)送一個信號。但CPU這時可能正在執(zhí)行一條指令，因此CPU不會立即響應(yīng)。而當(dāng)這CPU正忙著執(zhí)行某條指令時，還有可能有其余的IRQ線送來中斷請求，這些請求都會接受IMR的挑選。如果沒有被屏蔽，那么這些請求也會被放到IRR中，也即IRR中代表它們的IRQ的相應(yīng)位會被置1。當(dāng)CPU執(zhí)行完一條指令時后，會檢查一下INTR管腳是否有信號。如果發(fā)現(xiàn)有信號，就會轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)，此時，CPU會立即向8259A芯片的INTA（中斷應(yīng)答）管腳發(fā)送一個信號。當(dāng)芯片收到此信號后，判優(yōu)部件開始工作，它在IRR中，挑選優(yōu)先級最高的中斷，將中斷請求送到ISR（中斷服務(wù)寄存器），也即將ISR中代表此IRQ的位置位，并將IRR中相應(yīng)位置零，表明此中斷正在接受CPU的處理。同時，將它的編號寫入中斷向量寄存器IVR的低三位（IVR正是由ICW2所指定的，不知你是否還記得ICW2的最低三位在指定時都是0，而在這里，它們被利用了?。┻@時，CPU還會送來第二個INTA信號，當(dāng)收到此信號后，芯片將IVR中的內(nèi)容，也就是此中斷的中斷號送上通向CPU的數(shù)據(jù)線。圖2.32.4軟中斷，硬中斷軟中斷:

1.

編程異常通常叫做軟中斷

2.

軟中斷是通訊進(jìn)程之間用來模擬硬中斷的一種信號通訊方式。

3.

中斷源發(fā)中斷請求或軟中斷信號后,CPU或接收進(jìn)程在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)自動進(jìn)行中斷處理或完成軟中斷信號對應(yīng)的功能

4.

軟中斷是軟件實(shí)現(xiàn)的中斷,也就是程序運(yùn)行時其他程序?qū)λ闹袛?而硬中斷是硬件實(shí)現(xiàn)的中斷,是程序運(yùn)行時設(shè)備對它的中斷。

硬中斷:

1.

硬中斷是由外部事件引起的因此具有隨機(jī)性和突發(fā)性；軟中斷是執(zhí)行中斷指令產(chǎn)生的，無面外部施加中斷請求信號，因此中斷的發(fā)生不是隨機(jī)的而是由程序安排好的。

2.

硬中斷的中斷響應(yīng)周期，CPU需要發(fā)中斷回合信號（NMI不需要），軟中斷的中斷響應(yīng)周期，CPU不需發(fā)中斷回合信號。

3.

硬中斷的中斷號是由中斷控制器提供的（NMI硬中斷中斷號系統(tǒng)指定為02H）；軟中斷的中斷號由指令直接給出，無需使用中斷控制器。

4.

硬中斷是可屏蔽的（NMI硬中斷不可屏蔽），軟中斷不可屏蔽。區(qū)別:

1.

軟中斷發(fā)生的時間是由程序控制的,而硬中斷發(fā)生的時間是隨機(jī)的

2.

軟中斷是由程序調(diào)用發(fā)生的,而硬中斷是由外設(shè)引發(fā)的

3.

硬件中斷處理程序要確保它能快速地完成它的任務(wù),這樣程序執(zhí)行時才不會等待較長時間2.5NMI（不可屏蔽中斷）&可屏蔽中斷非屏蔽中斷是出現(xiàn)在NMI線上的請求，不受標(biāo)志位IF的影響，在當(dāng)前指令執(zhí)行完以后，CPU就響應(yīng)。這種中斷通常用于電源故障。非屏蔽中斷的優(yōu)先權(quán)高于屏蔽中斷?？善帘沃袛郔/O設(shè)備發(fā)出的所有中斷(IRQ)都可以產(chǎn)生可屏蔽中斷，受標(biāo)志位IF的影響，根據(jù)中斷循序標(biāo)志的設(shè)置來判斷CPU是否響應(yīng)中斷請求。2.6中斷請求號&中斷向量中斷請求號就是中斷編號。中斷向量中斷服務(wù)程序的入口地址。在某些計算機(jī)中，中斷向量的位置存放一條跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序入口地址的跳轉(zhuǎn)指令。2.7中斷響應(yīng)INTA&中斷周期中斷響應(yīng)INTA:當(dāng)8259A接收到第一個/INTA有效的負(fù)脈沖后，將被響應(yīng)的中斷源置入ISR（正在服務(wù)寄存器）的對應(yīng)位，即ISR對應(yīng)位置1，同時把IRR（中斷請求寄存器）的對應(yīng)位清0；當(dāng)8259A接收到第二個/INTA有效的負(fù)脈沖后，就將其中斷類型號送入數(shù)據(jù)總線。中短周期：當(dāng)CPU采用中斷方式實(shí)現(xiàn)I/O交換信息時，CPU在每條指令執(zhí)行結(jié)束之后檢查是否又中斷請求，如果有就執(zhí)行中斷響應(yīng)，又稱中短周期。2.8單步中斷&IF中斷允許標(biāo)志位單步中斷：執(zhí)行一條指令中斷一次。IF中斷允許標(biāo)志位：標(biāo)識寄存器中的一位，可以屏蔽可屏蔽中斷請求INTR如果外設(shè)有可屏蔽中斷請求INTR，而此時CPU內(nèi)IF=0，那么CPU不會響應(yīng)中斷只有可屏蔽中斷請求INTR和IF有關(guān)系，內(nèi)中斷和不可屏蔽中斷NMI，都不受IF的影響2.9IMR中斷屏蔽字&中斷優(yōu)先級IMR中斷屏蔽字：以實(shí)現(xiàn)對各中斷的屏蔽。中斷優(yōu)先級：為使系統(tǒng)能及時響應(yīng)并處理發(fā)生的所有中斷，系統(tǒng)根據(jù)引起中斷事件的重要性和緊迫程度，硬件將中斷源分為若干個級別，稱作中斷優(yōu)先級。2.10中斷控制器&APIC中斷控制器：中斷控制器的功能就是在多個中斷源的系統(tǒng)中，接收外部的中斷請求，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級最高的中斷請求，再將此請求送到CPU的INTR端;當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程序的處理過程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)外部的中斷請求的管理。比如當(dāng)某個外部中斷的請求的優(yōu)先級高于當(dāng)前正在處理的中斷優(yōu)先級時，中斷控制器會讓此中斷通過而到達(dá)CPU的INTR端，從而實(shí)現(xiàn)中斷的嵌套，反之，對其它的級別較底的中斷則給予禁止。APIC:高級可編程中斷控制器APIC是裝置的擴(kuò)充組合用來驅(qū)動

Interrupt控制器。在目前的建置中，系統(tǒng)的每一個部份都是經(jīng)由APICBus連接的。"本機(jī)APIC"為系統(tǒng)的一部份，負(fù)責(zé)傳遞Interrupt至指定的處理器；舉例來說，當(dāng)一臺機(jī)器上有三個處理器則它必須相對的要有三個本機(jī)APIC。自1994年的PentiumP54c開始Intel已經(jīng)將本機(jī)APIC建置在它們的處理器中。實(shí)際建置了Intel處理器的電腦就已經(jīng)包含了APIC系統(tǒng)的部份。2.11中斷共享&中斷沖突 中斷共享就是某些端口公用一個中斷請求，以前主板有很多PCI,第一和第五個常常共享，但只能使用其中一個，都是用會造成硬件沖突 中斷沖突終端之間共用資源發(fā)生沖突。2.12MSI-X中斷（PCIe）、中斷處理子程序MSI-X中斷是MSI中斷的增強(qiáng)版本，與MSI中斷有相同功能，具有以下關(guān)鍵區(qū)別：每個設(shè)備最多支持2048個MSI-X中斷向量。每個中斷向量的地址和數(shù)據(jù)項(xiàng)都是唯一的。MSI-X支持按函數(shù)屏蔽和按向量屏蔽。中斷處理子程序：處理中斷請求的程序2.130號中斷、1號中斷0號中斷：號中斷處理程序用于處理除法運(yùn)算溢出，稱為"除數(shù)為0中斷"。當(dāng)CPU檢測到除法運(yùn)算溢出，自動調(diào)用0號中斷處理程序，無"INT0"指令。1號中斷：當(dāng)CPU的TF標(biāo)志置1時，CPU每執(zhí)行一條指令，就調(diào)用1號中斷處理程序，因此，它稱為"單步中斷"。當(dāng)CPU檢測到TF=1時，自動進(jìn)入單步方式，無"INT1"指令。該中斷處理程序用于調(diào)試程序。

2.14中斷描述符、中斷描述符表中斷描述符：描述中斷的一組數(shù)據(jù)，包括中斷號等。中斷描述表：將每個異?；蛑袛嘞蛄糠謩e與它們的處理過程聯(lián)系起來。與GDT和LDT表類似，IDT也是由8字節(jié)長描述符組成的一個數(shù)組。2.15異常中斷通常分為同步中斷和異步中斷。同步中斷：當(dāng)指令執(zhí)行時由CPU控制單元產(chǎn)生的，稱為同步，是因?yàn)橹挥挟?dāng)一條指令終止執(zhí)行后CPU才會發(fā)出中斷。異步中斷：由其他硬件設(shè)備依照CPU時鐘信號隨機(jī)產(chǎn)生的。2.16中斷門、OS的事件、消息通過中斷門的轉(zhuǎn)移和通過陷阱門的轉(zhuǎn)移之間的差別只是對IF標(biāo)志的處理。對于中斷門，在轉(zhuǎn)移過程中把IF置為0，使得在處理程序執(zhí)行期間屏蔽掉INTR中斷(當(dāng)然，在中斷處理程序中可以人為設(shè)置IF標(biāo)志打開中斷，以使得在處理程序執(zhí)行期間允許響應(yīng)可屏蔽中斷)；對于陷阱門，在轉(zhuǎn)移過程中保持IF位不變，即如果IF位原來是1，那么通過陷阱門轉(zhuǎn)移到處理程序之后仍允許INTR中斷。因此，中斷門最適宜于處理中斷，而陷阱門適宜于處理異常。OS的事件就是操作系統(tǒng)事件。消息：消息，軟件對象之間進(jìn)行交互作用和通訊是利用消息的三：中斷資源相關(guān)3.1我的電腦中斷相關(guān)資源占用情況3.2ISA中斷3.3PCI中斷3.4IRQ0-15中斷請求外的其他是microsoftacpi-compliantsystem的。微軟ACPI-Compliant系統(tǒng)，全名AdvancedConfigurationandPowerManagementInterfaceACPI表示高級配置和電源管理接口（AdvancedConfigurationandPowerManagementInterface）。對于Windows2000，ACPI定義了Windows2000、BIOS和系統(tǒng)硬件之間的新型工作接口。這些新接口包括允許Windows2000控制電源管理和設(shè)備配置的機(jī)制。ACPI意圖是讓系統(tǒng)而不是BIOS來全面控制電源管理，使系統(tǒng)更加省電。其特點(diǎn)主要有：提供立刻開機(jī)功能，即開機(jī)后可立即恢復(fù)到上次關(guān)機(jī)時的狀態(tài)，光驅(qū)、軟驅(qū)和硬盤在未使用時會自動關(guān)掉電源，使用時再打開；支持在開電狀態(tài)下既插即拔，隨時更換功能。四：中斷系統(tǒng)4.1中斷系統(tǒng)怎樣協(xié)調(diào)完成中斷過程中斷過程：中斷請求，中斷判優(yōu)，中斷響應(yīng)，中斷處理，中斷返回圖4.1中斷過程CPU執(zhí)行完一條指令后，下一條指令的邏輯地址存放在cs和eip這對寄存器中。在執(zhí)行新指令前，控制單元會檢查在執(zhí)行前一條指令的過程中是否有中斷或異常發(fā)生。如果有，控制單元就會拋下指令，進(jìn)入下面的流程：1.確定與中斷或異常關(guān)聯(lián)的向量i

(0--255)2.尋找向量對應(yīng)的處理程序3.保存當(dāng)前的“工作現(xiàn)場”，執(zhí)行中斷或異常的處理程序4.處理程序執(zhí)行完畢后，把控制權(quán)交還給控制單元5.控制單元恢復(fù)現(xiàn)場，返回繼續(xù)執(zhí)行原程序中斷控制器執(zhí)行下列動作：1，監(jiān)視IRQ線，對引發(fā)信號檢查2，如果一個引發(fā)信號出現(xiàn)在IRQ線上a，把此信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的中斷向量b，把這個向量存放在中斷控制器的一個I/O端口，從而允許CPU通過數(shù)據(jù)總線讀這個向量c，把引發(fā)信號發(fā)送到處理器的INTR引腳，即產(chǎn)生一個中斷d，等待，直到CPU應(yīng)答這個信號；收到應(yīng)答后，清INTR引腳3，返回到第一步Windows2000在系統(tǒng)啟動時填寫IDT表當(dāng)中斷發(fā)生時，處理器將會根據(jù)IDT將控制轉(zhuǎn)移給適當(dāng)?shù)闹袛?異常處理五：多處理器系統(tǒng)的中斷5.1怎么連接對于多核CPU，優(yōu)化操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法是保證效率的關(guān)鍵。一般任務(wù)調(diào)度算法有全局隊列調(diào)度和局部隊列調(diào)度。前者是指操作系統(tǒng)維護(hù)一個全局的任務(wù)等待隊列，當(dāng)系統(tǒng)中有一個CPU核心空閑時，操作系統(tǒng)就從全局任務(wù)等待隊列中選取就緒任務(wù)開始在此核心上執(zhí)行。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是CPU核心利用率較高。后者是指操作系統(tǒng)為每個CPU內(nèi)核維護(hù)一個局部的任務(wù)等待隊列，當(dāng)系統(tǒng)中有一個CPU內(nèi)核空閑時，便從該核心的任務(wù)等待隊列中選取恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)執(zhí)行，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是任務(wù)基本上無需在多個CPU核心間切換，有利于提高CPU核心局部Cache命中率。目前多數(shù)多核CPU操作系統(tǒng)采用的是基于全局隊列的任務(wù)調(diào)度算法。多核的中斷處理和單核有很大不同。多核的各處理器之間需要通過中斷方式進(jìn)行通信，所以多個處理器之間的本地中斷控制器和負(fù)責(zé)仲裁各核之間中斷分配的全局中斷控制器也需要封裝在芯片內(nèi)部。另外,多核CPU是一個多任務(wù)系統(tǒng)。由于不同任務(wù)會競爭共享資源，因此需要系統(tǒng)提供同步與互斥機(jī)制。而傳統(tǒng)的用于單核的解決機(jī)制并不能滿足多核，需要利用硬件提供的“讀－修改－寫”的原子操作或其他同步互斥機(jī)制來保證。5.1如何處理采用輪詢的方式，基本上每個CPU平均分擔(dān)。但是為什么查看自己的機(jī)器，如果不設(shè)置CPU親和，不設(shè)置irqbalance的話，所有的中斷都是在CPU0上響應(yīng)的。六：硬件、軟件是怎么配合完成中斷處理的當(dāng)用戶按鍵時，鍵盤接口會得到一個代表該按鍵的鍵盤掃描碼，同時產(chǎn)生一個中斷請求。鍵盤中斷服務(wù)程序先從鍵盤接口取得按鍵的掃描碼，然后根據(jù)其掃描碼判斷用戶所按的鍵并作相應(yīng)的處理，最后通知中斷控制器本次中斷結(jié)束并實(shí)現(xiàn)中斷返回。

若用戶按下雙態(tài)鍵(如：CapsLock、NumLock和ScrollLock等)，則在鍵盤上相應(yīng)LED指示燈的狀態(tài)將發(fā)生改變；

若用戶按下控制鍵(如：Ctrl、Alt和Shift等)，則在鍵盤標(biāo)志字中設(shè)置其標(biāo)志位。

若用戶按下功能鍵(如：F1、F2、…等)，再根據(jù)當(dāng)前是否又按下控制鍵來確定其系統(tǒng)掃描碼，并把其系統(tǒng)掃描碼和一個值為0的字節(jié)存入鍵盤緩沖區(qū)。若用戶按下字符鍵(如：A、1、+、…等)，此時，再根據(jù)當(dāng)前是否又按下控制鍵來確定其系統(tǒng)掃描碼，并得到該按鍵所對應(yīng)的ASCII碼，然后把其系統(tǒng)掃描碼和ASCII碼一起存入鍵盤緩沖區(qū)；

若用戶按下功能請求鍵(如：PrintScreen等)，則系統(tǒng)直接產(chǎn)生一個具體的動作。

4、DOS功能中的鍵盤輸入

鍵盤輸入是一種最常用的輸入方式，所以，在DOS操作系統(tǒng)中，提供了能實(shí)現(xiàn)各種鍵盤輸入的功能(Windows操作系統(tǒng)中仍然能用)。INT21H中的相關(guān)功能如下：

01H——帶回顯的鍵盤輸入06H——控制臺的輸入/輸出：當(dāng)DL=0FFH，表示鍵盤輸入

07H——不回顯、不過濾的鍵