计组 | 中断是什么？中断流程有哪些？什么情况下响应中断？

前言

记录一些计组相关联的题集与知识点，方便记忆与理解。

中断

总结

• IBM370系统：

IBM370计算机将中断类分为机器校验、访管、程序性、外部、输入/输出、重新启动6类。

中断响应优先级级别最低的是 重新启动中断

中断响应优先级级别最高的中断类型是 紧急机器校验中断

分配给中断处理软件的功能应当是 保存通用寄存器

中断响应硬件分工保存的是 条件码等状态信息

当用户程序需调用外设进行输入输出时会发生 访管中断

• 中断系统是软硬件结合

硬件：中断响应硬件，软件：中断处理程序软件

硬件实现：在中断响应过程中，中断现场的保存和恢复(只保存最重要、最基本通用的硬件状态)，以保证有较快的中断响应速度。

软件：需要根据中断处理要求保存的内容及中断的具体处理，以提高灵活性。

• 流水机器的中断处理

不精确断点法和精确断点法两种。

不精确断点法好处是控制处理简单，缺点是程序排错不利。

精确断点法，申断现场准确对应于发出中断的指令，有利于程序的排错，但不利之处是需要有大量后援寄存器。

IBM360/91对指令中断的处理方法是_不精确断点法

• 会产生中断请求的情况：

一次I/O操作结束

一次DMA操作结束

机器内部发生故障

在键盘输入过程中，每按一次键；

题集

1. 中断是什么？
2. 是一种I/O方式,是指发生外部或异常时间后,暂时停止CPU执行的程序,并在保护断点后执行处理外部或异常时间的程序,并在该程序执行完毕后又返回被终止的程序的过程.
3. 主存出错引起的中断是__C_。
4. A. 访管中断                     B. 外中断
5. C. 机器校验中断                 D. 程序性中断
6. 下列选项中，能引起外部中断的事件是（B）。
7. A键盘输入 B除数为0  C浮点运算下溢  D访存缺页
8. IBM370系统中断响应优先级级别最低的是__D_。
9. A. 机器校验中断                 B. 外中断
10. C. I/0中断                       D. 重新启动中断
11. IBM370系统中，中断响应优先级级别最高的中断类型是__C _。
12. A. 程序性中断                   B. 重新启动中断
13. C. 紧急机器校验中断             D. 输入输出中断
14. 在IBM370机器的中断系统中，分配给中断处理软件的功能应当是_B__。
15. A. 保存程序断点                  B. 保存通用寄存器
16. C. 保存程序状态字                D. 转向申断处理程序总入口
17. 在IBM370系统中，中断响应硬件分工保存的是_B__。
18. A. 通用寄存器内容                 B. 条件码等状态信息
19. 在IBM370系统中，当用户程序需调用外设进行输入输出时会发生_A__。
20. A. 访管中断                     B. 输入/输出中断
21. C. 程序性中断                   D. 外中断
22. IBM360/91对指令中断的处理方法是_A__ 。
23. A. 不精确断点法   B精确断点法     C指令复执法   D对流水线重新调度
24. 对中断进行分类的根据是什么?这样分类的目的是什么?1MB370机把中断分为几类?
25. 答案：中断分类是把中断源按性质相近、中断处理过程类似的归为同一类。分类的目的是为了减少中断处理程序的入口，每一类给一个中断服务程序总入口，可以减少中断服务程序入口地址形成的硬件数量。IBM370计算机将中断类分为机器校验、访管、程序性、外部、输入/输出、重新启动6类。
26. 中断响应由高到低的优先次序宜用__B_。
27. A. 访管斗程序性+机器故障        B. 访管+程序性+重新启动
28. C. 外部+访管+程序性             D. 程序性+1/0+访管
29. C. 各种软件状态和标志             D. 作业名称和优先级等
30. 中断系统软硬件功能分配实质是中断_响应__硬件和中断_处理程序_软件的功能分配。
31. 在现代计算机系统中，中断系统的软硬件功能是怎样分配的?为什么这样分配?
32.        答案：中断响应的速度要求快，所以一般用硬件实现。中断的处理过程比较多样化，有的可能比较复杂，所以一般用软件来实现，但可以增加某些硬件支持。在中断响应过程中，中断现场的保存和恢复用硬件实现(只保存最重要、最基本通用的硬件状态)，以保证有较快的中断响应速度。另一部分现场，需要根据中断处理要求保存的内容及中断的具体处理等用软件实现，以提高灵活性。
33. 中断系统的软、硬功能分配，实际是中断响应软件和中断处理硬件之间的功能分配。X
34. 中断系统是( C ).A.仅用硬件       B.仅用软件       C.软,硬件结合      D.以上都不对
35. 流水机器处理中断应着眼于解决断点现场如何保存和恢复，并不在于如何缩短断流的时间，去追求流水的高吞吐率和高效率。__√_
36. 流水机器的中断处理有哪两种方法?各有什么优缺点?
37.        答案：流水机器的中断处理有不精确断点法和精确断点法两种。不精确断点法好处是控制处理简单，缺点是程序排错不利。精确断点法，申断现场准确对应于发出中断的指令，有利于程序的排错，但不利之处是需要有大量后援寄存器。
38. 可以根据中断源在系统中的位置将中断源分为内部中断和外部中断,一般运算器除法错中断是_内部中断(中断源来自主机内部)_,键盘输入要求中断是_外部中断(中断源来自主机外部)。
39. 一个中断向量对应一个__中断服务程序的入口地址__
40. 中断向量地址是( C ).A.子程序入口地址  B.中断服务程序入口地址C.中断服务程序入口地址的地址  D.例行程序入口地址
41. 中断向量地址是__C___。
42.     A．子程序入口地址         B．中断服务例行程序入口地址
43.     C．中断服务例行程序入口地址的指示器    D．中断返回地址
44. 什么是查询中断？什么是向量中断？二者各用什么方法识别中断源并解决中断优先权问题。
45.      答案：查询中断即通过运行一个测试查询程序来判别中断优先权，这种方法可以灵活修改中断源的优先级别，但是判优与识别中断源完全靠程序实现。
46. 向量中断，将各中断服务程序的入口地址组织成中断向量表，响应中断时，由硬件直接产生对应于中断源的向量地址；根据此访问中断向量表，从中读取服务程序入口地址，由此转入服务程序。
47. 在具有多根请求线的系统中，可通过对请求线编码解决中断优先权问题。
48. 各中断源在软件查询方式中_优先级最高的___最先被访问.
49. 中断处理过程可以嵌套,_优先级高___的设备可以中断__优先级低__的设备的中断服务程序.
50. 一个更高优先级的中断请求可以中断另一个处理程序的执行.(  √ )
51. 中断级别最高的是不可屏蔽中断.( √ )
52. 有关中断状态,不可响应的中断是(C   ).A.硬件中断       B.软件中断        C.可屏蔽中断         D.不可屏蔽中断
53. 电源故障中断属于(   A   )
54.       A.不可屏蔽中断  B.控制台中断  C.I/O设备中断 D.可屏蔽中断
55. 在单级中断系统中，CPU一旦响应中断，则立即关闭___C___标志，以防本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
56.      A  中断允许    B  中断请求    C  中断屏蔽    D 中断保护
57. 尽管中断响应次序由硬件排队器固定好了，但中断实际处理完的次序是可以通过系统软件修改各中断级处理程序的__中断级屏蔽位__位，而动态改变。
58. CPU响应中断时，进入“中断周期”采用硬件方法保护并更新程序计数器PC内容 而不是由软件完成，主要因为___A___。
59.        A. 能进入中断处理程序并能正确返回原程序。 B. 节省内存。
60.        C. 提高处理机速度。  D. 易于编制中断处理程序。
61. 由于CPU内部操作速度较快，而CPU访问一次存储器的时间较长，因此机器周期通常由 （A）来确定。
62.        A.指令周期          B.存取周期       C.间址周期         D.中断周期  
63. 在中断周期，CPU主要完成以下工作 关中断，保护断点，发中断响应信号并形成中断服务程序入口地址。
64. 若采用硬件向量法形成中断服务程序的入口地址，则CPU在中断周期需完成（ ABC）。
65.        A.保护程序断点  B.硬件关中断  C.向量地址送至 PC  D.PC+1
66. CPU响应中断时，最先完成的两个步骤是（ C）和保护现场信息
67.           A开中断  B恢复现场   C关中断    D不可屏蔽中断
68. CPU响应中断应具备哪些条件？画出中断处理过程流程图。
69.   解：条件：
70. （1）在CPU内部设备的中断允许触发器必须是开放的。
71. （2）外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。
72. （3）外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。
73. （4）当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。                
75. 流程图如下：
76. 在一定条件下，中断服务程序中允许再响应中断。（ 对 ）
77. 下面哪种情况会产生中断请求.（A）
78.          A. 一次I/O操作结束        B. 两数相加
79.          C. 产生存储周期“窃取”    D. 一条指令执行结束
80. 属于发生中断请求的条件的是___B___。
81.         A. 一次逻辑运算结束              B. 一次DMA操作结束
82.         C. 一次算术运算结束              D. 一条指令执行结束
83. 下述（ACD）种情况不会提出中断请求。
84.        A.产生存储周期“窃取”； B.在键盘输入过程中，每按一次键；
85.        C.两数相加结果为零；  D.结果溢出。
86. 发生中断请求的条件不正确的是（ A  ）
87.    A 一条指令执行结束          B 一次I/O操作结束
88.    C 机器内部发生故障          D 一次DMA操作结束
89. 下面有关“中断”的叙述，___A_是不正确的。
90.        A一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求
91.        B CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序
92.        C 中断方式一般适用于随机出现的服务
93.        D为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程序，必须进行现场保存操作
94. 以下错误的是(BCD )
95.        A中断方式一般用于处理随机出现的服务请求
96.        B外部设备一旦发出中断请求,便能立即得到CPU的响应
97.        C外部设备一旦发出中断请求,CPU应当立即响应
98.        D中断方式可用于CPU向外围设备的请求
99. 下列中断作用的描述正确的是( BCD)
100.        A运行CPU与多IO设备并行工作
101.        B实现大通连的数据传递,而不受CPU干预
102.        C运行用户干预机器
103.        D程序计数器
104.        E实现多处理机系统中处理机之间的联系
105. 中断请求的优先排队可以归纳为2大类,它们是__硬件判优__和__软件判优__.
106. 中断嵌套时，在处理某级中断中的某个中断请求过程中是不能被同级的其它中断请求所中断的。_√__
107. 常用于大型计算机的控制方式是( D  ).A.程序查询方式     方式        C.中断方式         D.通道方式
108. 下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是(  D ).A.外围处理机方式      B.中断方式      C方式      D.通道方式
109. 以下论述正确的是( D ).A.响应中断期间仍执行原程序B.在中断响应中,保护断点和现场由用户编程完成C.在中断过程中,若又有中断源提出中断,CPU立即响应D.在中断响应中,保护断点是由中断响应自动完成的
110. 条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于_ 程序控制类指令，这类指令在指令格式中所表示的地址不是 操作数_的地址，而是 下一条指令的地址。
111. 为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方式是采用__B____。                                  A. 通用寄存器          B. 堆栈       C. 存储器        D. 外存
112. 通道对CPU的请求形式是___B___。                                                                                   A．自陷           B．中断            C．通道命令          D．跳转指令
113. CPU对通道的请求形式是__D____。
114.          A. 自陷          B. 中断           C. 通道命令         D. I/O指令
115. 下述I/O控制方式中，_B__主要由程序实现。
116.          A. PPU（外围处理机）  B. 中断方式    C. DMA 方式      D. 通道方式
117. 中断处理需要有中断 优先级仲裁_。中断 向量_产生，中断 控制逻辑等硬件支持。
118. 中断响应是在_一条指令执行之末
119. 纯段式虚拟存贮器一般不用，因为__段__表所占的存储空间大，查表速度慢，内存中断间__零__头浪费大。
120. 页面失效不能按一般的中断对待，必须 ___立即____予以响应和处理。
121. 中断处理需要有中断_优先级仲裁___。中断_向量__产生，中断_控制逻辑_等硬件支持。  
122. 周期挪用（窃取）方式常用于___A___中。
123. A. 直接内存存取方式的输入/输出            B. 直接程序传送方式的输入/输出
124. C. CPU的某寄存器与存储器之间的直接传送   D. 程序中断方式的输入/输出
125. 在中断发生时，由硬件保护并更新程序计数器PC，而不由软件完成，主要是为  ____A__。
126.         A. 能进入中断处理程序并能正确返回原程序         B. 节省内存
127.         C. 使中断处理程序易于编制，不易出错              D. 提高处理机速度
128. 中断处理过程如下

•  设备提出中断请求
• 当一条指令执行结束时CPU响应中断
• CPU设置“中断屏蔽”标志，不再响应其它中断请求
• 保存程序断点（PC）
• 硬件识别中断源（转移到中断服务子程序入口地址）
• 用软件方法保存CPU现场
• 为设备服务
• 恢复CPU现场
• “中断屏蔽”标志复位，以便接收其它设备中断请求
• 返回主程序

1. 响应中断的必须满足3个条件:
2. (1)中断源有中断请求
3. (2)CPU处于开中断状态，而且没有更高优先级的中断请求存在
4. (3)一条指令执行完毕.
5. 举出三种中断向量产生的方法。
6. （1）由编码电路直接产生；
7. （2）由硬件产生一个“偏移量”再加上CPU某寄存器里存放的基地址；
8. （3）向量地址转移法：由优先级编码电路产生对应的固定地址码，其地址中存放的是转移指令通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。
9. 说明程序查询方式与中断方式各自的特点
10. 答：程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些
11. 外围设备的I/O控制方式分哪几类？各具什么特点？
12. 答：外围设备的I/O控制方式分类及特点：
13. （1） 程序查询方式：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单
14. （2） 程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。
15. （3） 直接内存访问（DMA）方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。
16. （4） 通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。
17. （5） 外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般
18. 一个基本的DMA控制器应包括哪些逻辑构件.
19. 答：应当包括：内存地址计数器    字计数器    数据缓冲寄存器  “DMA请求”标志   “控制/状态”逻辑    中断机构 等逻辑构件
20. 中断接口中有四个标志触发器：
21. 准备就绪的标志（RD）：一旦设备做好一次数据的接受或发送，便发出一个设备动作完毕信号，使RD标志置“1”。在中断方式中，该标志用作为中断源触发器，简称中断触发器。
22. 允许中断触发器（EI）：可以用程序指令来置位。EI为“1”时，某设备可以向CPU发出中断请求；EI为“0”时，不能向CPU发出中断请求，这意味着某中断源的中断请求被禁止。设置EI标志的目的，就是通过软件来控制是否允许某设备发出中断请求。
23. 中断请求触发器（IR）：它暂存中断请求线上由设备发出的中断请求信号。当IR标志为“1”时，表示设备发出了中断请求。
24. 中断屏蔽触发器（IM）：是CPU是否受理中断或批准中断的标志。IM标志为“0”时，CPU可以受理外界的中断请求，反之，IM标志为“1”时，CPU不受理外界的中断。

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