22、中断驱动I/O技术全面解析

中断驱动I/O技术全面解析

1. 引言

在计算机系统中，输入/输出（I/O）操作是至关重要的环节。传统的程序控制I/O方式存在效率低下的问题，而中断驱动I/O则为解决这一问题提供了有效的途径。本文将深入探讨中断驱动I/O的原理、处理过程、设计问题以及相关实例。

2. 中断驱动I/O概述

2.1 传统程序控制I/O的问题

程序控制I/O中，处理器需要长时间等待I/O模块准备好接收或传输数据。在等待过程中，处理器必须反复查询I/O模块的状态，这严重降低了整个系统的性能。

2.2 中断驱动I/O的工作原理

中断驱动I/O为解决上述问题提供了一种替代方案。处理器向I/O模块发出I/O命令后，可以继续执行其他有用的工作。当I/O模块准备好与处理器交换数据时，它会中断处理器，请求服务。处理器随后执行数据传输，完成后恢复之前的处理。

2.2.1 从I/O模块角度看输入过程

• I/O模块接收处理器的READ命令。
• 从关联的外设读取数据。
• 数据进入模块的数据寄存器后，通过控制线向处理器发出中断信号。
• 等待处理器请求数据，收到请求后将数据放到数据总线上，准备下一次I/O操作。

2.2.2 从处理器角度看输入过程

• 处理器发出READ命令，然后执行其他任务。
• 每个指令周期结束时，检查是否有中断。
• 当接收到I/O模块的中断时，保存当前程序的上下文（如程序计数器和处理器寄存器），处理中断。 <