8086中断系统,功能、分类与工作原理

深入解析8086中断系统：功能、分类与工作原理

在计算机系统中，中断系统是CPU与外部设备进行交互的重要机制。8086中断系统作为早期微处理器的重要组成部分，其设计理念和工作原理至今仍对现代计算机系统有着深远的影响。本文将深入解析8086中断系统的功能、分类以及工作原理。

一、8086中断系统的功能

8086中断系统具有以下主要功能：

中断优先权排队：8086中断系统能够对中断请求进行优先级排序，确保高优先级的中断能够及时得到响应。

实现中断嵌套：中断嵌套是指当一个中断服务程序正在执行时，另一个中断请求发生，CPU能够响应新的中断请求，并在处理完新中断后返回原中断服务程序继续执行。

自动响应中断：当CPU接收到中断请求时，会自动执行以下操作：

关闭中断：防止在处理中断过程中再次发生中断。

保存断点地址：将当前执行程序的断点地址压入堆栈，以便中断处理完毕后能够返回原程序继续执行。

转入中断服务程序：根据中断源提供的中断矢量，自动转入相应的中断服务程序执行。

撤消中断请求：通过安排在中断服务程序中的指令，撤消本次中断请求，避免再次响应。

中断返回：中断处理完毕后，CPU需要返回到被中断的程序继续执行。中断返回过程包括恢复断点地址和恢复中断标志等操作。

二、8086中断系统的分类

8086中断系统根据中断源的不同，可以分为以下几类：

非屏蔽中断（NMI）：不受中断标志IF的屏蔽，具有最高优先级。

可屏蔽中断（INTR）：受中断标志IF的屏蔽，具有次高优先级。

软件中断：由软件指令产生，如INT 21H等。

硬件中断：由外部电路在CPU引脚上产生的中断。

三、8086中断系统的工作原理

8086中断系统的工作原理如下：

中断请求：当外部设备或软件需要CPU服务时，会向CPU发出中断请求信号。

中断响应：CPU检测到中断请求信号后，若中断标志IF为1，则进入中断响应周期。

中断处理：CPU根据中断请求信号，查找中断向量表，找到对应的中断服务程序入口地址，并转入该地址执行中断服务程序。

中断返回：中断服务程序执行完毕后，返回到被中断的程序继续执行。

四、8086中断系统的应用

8086中断系统在计算机系统中有着广泛的应用，以下列举几个典型应用场景：

键盘输入：当用户按下键盘上的某个键时，键盘控制器会向CPU发出中断请求，CPU响应中断后，执行键盘扫描程序，将按键信息传递给应用程序。

磁盘操作：当磁盘控制器需要CPU进行数据读写操作时，会向CPU发出中断请求，CPU响应中断后，执行磁盘读写程序，完成数据传输。

定时器：定时器中断可以用于实现系统定时、任务调度等功能。

8086中断系统是计算机系统中不可或缺的一部分，其设计理念和工作原理对现代计算机系统产生了深远的影响。通过对8086中断系统的深入解析，有助于我们更好地理解计算机中断机制，为后续学习和研究计算机系统打下坚实基础。