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1、中断和异常3学时 制作人：PPt创作者时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 中断处理机制中断处理机制第第3 3章章 异常处理机制异常处理机制第第4 4章章 中断与异常的应用中断与异常的应用 0101第一章 简介 课程介绍课程介绍本课程主要讲解中断和异常的概念、原理和应用。本课程主要讲解中断和异常的概念、原理和应用。探讨中探讨中断和异常在计算机系统中的重要性和作用，以及它们在系断和异常在计算机系统中的重要性和作用，以及它们在系统中的分类和处理方式。统中的分类和处理方式。中断的基本概念由外部设备发出的信号触发外部中断由CPU内部产生的信号触发内部中断计算机在执行程序时需要
2、暂时中断正在执行的程序暂时中断 异常的基本概念异常的基本概念异常是指在程序执行过程中出现的非正常情况，分为可屏异常是指在程序执行过程中出现的非正常情况，分为可屏蔽异常和不可屏蔽异常。蔽异常和不可屏蔽异常。可屏蔽异常通常由软件处理，不可屏蔽异常通常由软件处理，不可屏蔽异常通常由硬件处理。可屏蔽异常通常由硬件处理。中断和异常的联系与区别中断是一种主动中断，需要外部设备的信号来触发主动中断异常是一种被动中断，是由程序内部的某种错误导致的非正常情况被动中断中断和异常都是由某种事件引起的对程序执行的干扰干扰程序执行 总结通过学习本章内容，我们了解了中断和异常的基本概念，分类和处理方式，以及它们在计算机系
3、统中的作用和区别。掌握这些知识将有助于我们更好地理解计算机系统的工作原理和运行机制。0202第2章 中断处理机制 存储中断向量的表格中断向量表0103确定中断响应的优先级顺序中断优先级02负责中断信号的管理中断控制器中断处理的软件支持中断服务程序的编写和中断处理的过程是软件支持的关键内容。理解中断服务程序的具体实现和调用方式，以及指令集和寄存器的使用方法，对于中断处理至关重要。中断处理中断处理保存现场保存现场执行中断服务程序执行中断服务程序中断返回中断返回恢复现场恢复现场继续执行中断前的程序继续执行中断前的程序 中断处理的流程中断响应中断响应CPUCPU接收中断信号接收中断信号中断向量定位中断
4、服务程序入中断向量定位中断服务程序入口口中断处理的性能中断处理的性能优化优化为了减少中断延迟和资源浪费，优化中断处理至关重要。为了减少中断延迟和资源浪费，优化中断处理至关重要。讨论中断处理的优先级设置、中断嵌套的处理方法，以及讨论中断处理的优先级设置、中断嵌套的处理方法，以及中断处理对系统整体性能的影响和优化策略是必不可少的。中断处理对系统整体性能的影响和优化策略是必不可少的。0303第3章 异常处理机制 异常的分类与原因常见于操作系统与硬件交互系统调用内存访问发生时未命中页表项缺页中断计算过程中发生的数学错误浮点异常输入输出操作中出现问题IO异常记录当前CPU寄存器状态CPU状态保存0103
5、详细解剖异常处理流程异常步骤分析02根据异常类型调用对应处理程序异常处理程序调用异常处理的硬件异常处理的硬件支持支持现代现代CPUCPU通过硬件支持优化异常处理，包括异常向量表的通过硬件支持优化异常处理，包括异常向量表的设计、异常处理器的实现等。这些硬件支持提高了异常处设计、异常处理器的实现等。这些硬件支持提高了异常处理效率，降低了对系统性能的影响。理效率，降低了对系统性能的影响。调试技巧调试技巧利用调试工具定位异常利用调试工具定位异常查找异常处理代码中的问题查找异常处理代码中的问题代码结构代码结构良好的结构提高代码可读性良好的结构提高代码可读性方便维护和升级异常处理程序方便维护和升级异常处理
6、程序指令使用指令使用掌握常用指令的异常处理方法掌握常用指令的异常处理方法正确使用寄存器进行异常处理正确使用寄存器进行异常处理异常处理的软件支持异常处理程序编写异常处理程序编写编写灵活、高效的异常处理程编写灵活、高效的异常处理程序序关注异常处理的逻辑正确性关注异常处理的逻辑正确性异常处理的优先级和调度策略不同异常按紧急程度划分优先级优先级划分根据处理器状态决定异常处理顺序调度策略异常处理对系统性能的影响分析性能影响 总结异常处理机制是操作系统中一个重要的模块，涉及硬件支持、软件编程和系统性能优化等方面。深入了解异常处理相关知识，有助于提高系统稳定性和可靠性。0404第四章 中断与异常的应用 中断
7、和异常的实中断和异常的实际应用场景际应用场景中断和异常在各个领域都有着重要的作用。在操作系统中，中断和异常在各个领域都有着重要的作用。在操作系统中，中断用于处理外部事件，如中断用于处理外部事件，如I/OI/O操作；在驱动程序中，异操作；在驱动程序中，异常处理可以提高系统性能；在应用程序中，中断可以帮助常处理可以提高系统性能；在应用程序中，中断可以帮助实现多任务处理。了解不同应用场景下的中断和异常处理实现多任务处理。了解不同应用场景下的中断和异常处理策略对系统设计至关重要。策略对系统设计至关重要。中断和异常的安全性问题中断和异常可能导致系统安全漏洞安全漏洞黑客可以利用中断和异常进行攻击攻击手段加
8、强系统对中断和异常的安全防护措施安全防护 未来计算机系统中中断和异常的应用前景计算机系统0103中断和异常对未来系统性能的挑战性能挑战02可能出现的新型中断和异常处理机制新型处理机制基本原理基本原理回顾中断和异常处理的基本原回顾中断和异常处理的基本原理和流程理和流程学习意义学习意义强调学习中断和异常处理的必强调学习中断和异常处理的必要性和实际意义要性和实际意义 总结重要性重要性强调中断和异常的重要性和应强调中断和异常的重要性和应用价值用价值结尾本章节介绍了中断与异常在实际应用中的重要性和未来发展趋势，以及如何加强对其安全性的防护。通过深入理解中断与异常的处理策略，对系统设计和优化都具有重要意义。继续学习和探索中断与异常的相关知识，将有助于提升对计算机系统的理解和应用能力。再见