1.中断的概念
中断操作系统非常重要。它就像机器中的齿轮，带动各个部件的动作。所以很多人说操作系统是由“中断”驱动的。
中断是指CPU对系统中某个事件做出的一种反应。它使CPU挂起正在执行的程序，并在保留场景后自动执行相应的处理程序。处理完此事件后，如果被中断的进程具有最高优先级，它将返回断点，继续执行“被中断”的程序。
中断图
引起中断的事件或中断请求的来源称为中断源。中断源向CPU发出的处理请求称为中断请求。当中断发生时，被中断程序的暂停点称为断点。
如前所述，中断最初是用作通道(或设备)和CPU之间的通信工具。和通道CPU并行工作，各自负责自己的任务。当一个通道完成一个预定的I/O请求或在数据传输过程中出现故障时，它以中断方式向CPU“报告情况”并请求处理。
中断的概念后来进一步扩大。在现代计算机系统中，不仅通道或设备控制器可以向CPU发送中断信号，其他组件也可以引起中断。例如，当一个程序在CPU上运行时，操作溢出、数据检索中的奇偶错误、电源故障、时钟计数时间等。，都可能是中断的来源。
中断概念的另一个发展是使用访问管理指令(或系统调用)。在用户程序中，可以使用操作系统对外提供的系统调用来获得系统的内部服务。当用户程序执行到系统调用时，进程状态从用户状态变为核心状态。根据系统调用号，内核调用执行相应的处理程序，如读/写文件、控制进程等。硬件保证运行在用户态的程序不能访问内核空中的数据，从而保护操作系统。系统调用的出现为用户编程提供了方便和可靠的保证。
2.中断类型
按功能划分
这种分类类似于IBM 360/370系统的分类，所有中断源分为五类。
(1)机器坏了。它是机器出现错误时产生的中断，用来反映硬件在执行过程中的故障，从而进入诊断程序并做出处理。例如，机器电路检查错误、电源故障和内存读取错误等等。
(2)I/O中断。这是来自通道或各种外部设备的中断，用来反映通道或设备的工作状况。例如，打印机完成打印，磁盘传送完成，终端用于输入/输出。
(3)外部中断。它是来自计算机系统外部设备的中断，用来反映外部对本系统的要求。比如定时器到时，操作员操纵控制台按钮，多机系统中其他机器发送信号等。
(4)程序中断。这是由于错误使用指令或数据而引起的中断，用来反映程序执行过程中发现的异常，如非法操作码、无效地址和操作溢出等等。
(5)对管的访问中断。执行“访问管理程序”指令引起的中断用于将CPU状态从用户状态变为管理状态，操作系统根据不同的数字引入不同的处理。这样，操作系统为用户态程序提供系统资源使用请求服务。
按产生中断的方式划分
(1)强制中断。在程序运行过程中，会发生一些随机事件，如外围工作结束、程序运行出错等，需要及时处理。程序员不知道它什么时候会出现，也不指望它会出现。机器故障中断、I/O中断、外部中断和根据上述功能的程序中断均可视为强制中断。
(2)主动中断。程序员在编程时，因为系统需要提供一些服务，故意使用管理访问指令或系统调用，导致程序执行中断。这是程序员事先安排好的，它出现的时机是已知的。根据上述功能，管道访问的中断属于这一类。
按中断事件来源划分
目前许多小型机系统和微机系统都采用这种分类方法。
(1)中断。它是由CPU以外的事件引起的，如I/O中断、时钟中断、控制台中断等。设备与CPU之间的通信是通过中断来实现的。中断是异步的，因为从逻辑上讲，中断的产生与当前正在执行的进程无关。
(2)异常(异常)。它是由CPU内部的事件或程序执行中的事件引起的进程。如CPU故障(电源电压低于105 V，或频率在47 ~ 63 Hz以外)、程序故障(非法操作码、地址越界、浮点溢出等。)，以及由请求系统服务的指令(即管理访问指令)引起的事件。可以看出，异常包括很多方面，包括错误、陷阱和可编程异常。error和trap最重要的区别在于，当返回异常事件时，error事件会重新执行导致异常的指令。例如，在处理完页面错误后，它将尝试重新执行触发异常的指令(通常不会再有页面丢失)。并且在事件中被捕获将不会重新执行该指令。陷印主要用于程序调试。当被调试的进程遇到用户设置的断点时，它会停下来等待你的处理。当您让它再次运行时，它将执行以下指令。
可编程异常是在C程序中由用户使用系统调用引起的进程。系统调用也称为软件中断(或陷阱)。通过使用系统调用，应用程序可以从用户态变为核心态，然后在核心态完成相应的服务后返回用户态。所以系统调用是用户程序和内核之间的接口。硬件可编程异常的处理与陷阱的处理是一致的，即当异常被返回时，引起异常的下一条指令也被返回。
3.中断系统的作用
中断系统是现代计算机的重要组成部分之一。该系统的功能主要包括以下五点。
(1)提高主机的利用率，让高速的CPU和低速的外部设备并行工作。
(2)及时处理事故。当计算机出现硬件故障或程序错误(如运算结果溢出、除数为0、地址错误、操作码非法等)时。)，可以通过中断系统来处理。系统通过程序再执行消除偶然错误，或者记录故障和错误，为故障诊断和机器恢复做准备。
(3)实现分时操作。如上所述，当分时系统中正在运行的进程用完其分配的时间片时，就需要放弃CPU，将其放入相应的就绪队列中。这里，时间片由定时时钟计时。当达到预定值时，产生时钟中断，调用进程调度器进行相应的处理。也就是说，CPU时间是通过中断系统来分配给各个进程的。
(4)实现实时操作。在实时控制系统中，许多信号是随机产生的，只有中断系统才能及时处理，避免信息的丢失。
(5)便于程序调试。利用中断可以方便地调试程序，人为设置断点，随时中断程序的执行，检查中间结果，了解机器的工作状态，输入临时命令。
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