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响应中断时，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：将原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）：NMI不受中断标志IF的屏蔽，当NMI请求发生时，CPU会立即响应，并执行相应的中断服务程序。

可屏蔽中断（INTR）：INTR受中断标志IF的屏蔽，当IF=1时，CPU能够响应INTR请求；当IF=0时，CPU会忽略INTR请求。

软件中断：软件中断是由软件指令产生的中断请求，如INT n指令。

硬件中断：硬件中断是由外部电路在CPU引脚上产生的中断请求。

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：当外部设备或软件指令产生中断请求时，会向CPU发送中断请求信号。

中断响应：CPU检测到中断请求信号后，会根据中断标志IF的状态决定是否响应中断。若IF=1，则CPU进入中断响应周期。

中断类型码读取：CPU在第一个中断响应周期中，向中断源发送响应信号，并读取中断类型码。

中断服务程序执行：根据中断类型码，CPU从中断向量表中查找对应的中断服务程序入口地址，并执行该程序。

中断返回：中断服务程序执行完毕后，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。

8086中断系统作为计算机系统的重要组成部分，其功能强大、设计巧妙。通过对8086中断系统的深入解析，我们可以更好地理解中断机制在计算机系统中的作用，为后续学习和研究计算机系统打下坚实的基础。