一、中斷的引入
- 當CPU啓動通道（或設備）進行輸入輸出後，通道可以獨立工作，CPU即轉去做其他任務；
- 通道（或設備）輸入輸出完成後，通道通過向CPU發中斷告訴CPU此次輸入輸出結束，讓CPU繼續執行原任務輸入輸出後的程序
中斷引入的目的：就是爲了I/O和CPU可以並行，從而實現多道程序設計。
二、異常（陷入）的引入
當下述情況發生，CPU中斷當前的執行流程，轉到相應的錯誤處理程序或陷入處理程序：
- CPU執行指令時本身出現算術異常、零做除數、訪存指令越界、虛存缺頁等；
- 正常異常，即執行了一條trap指令，用於實現系統調用
三、中斷和異常的區分
1、中斷：通道（或設備）完成輸入輸出後，通道會“通知”CPU此次輸入輸出結束，這個“通知”就是中斷。
可以看到，中斷與CPU正在執行的指令並沒有關係。
2、異常：而異常則是正在執行的指令本身出現了錯誤（如算術溢出、地址越界）等。
3、但中斷和異常的結果都是使得“CPU暫停正在執行的程序”：
CPU接受“中斷”後停止當前的任務，去繼續上一個任務或繼續當時在執行的任務（如何選擇則是與調度有關）。
CPU接受“異常”後停止當前任務，去處理這些錯誤。 處理完成後CPU返回暫停點繼續工作。
4、中斷：與正在執行的指令無關，可以屏蔽
異常：與正在執行的指令有關，不可屏蔽
四、中斷/異常的分類
五、中斷的分級與屏蔽
中斷觸發器：寄存中斷事件的全部觸發器，一般一個觸發器表示一箇中斷
中斷位：每個觸發器稱爲一箇中斷位，當發生中斷時相應位就被置上（0置到1）
中斷序號：給中斷一個順序編號
中斷響應：由硬件在執行每一條指令的最後時刻判斷是否有中斷，有則轉入操作系統的中斷處理程序（中斷響應必須是由硬件支持的）
六、中斷優先級
1、高級中斷>中級中斷>低級中斷
2、中斷優先級設置的原則
- 從提高資源利用率角度：高速設備(如磁盤)優先級高，慢速設備(如鼠標鍵盤)優先級低
- 交互式系統中：可以考慮用戶響應滿意優先原則
- 實時系統中：實時設備優先
3、處理機優先級：指處理機正在運行的程序的可響應中斷的級別。
在中斷處理程序運行之前前，去設置這個處理機優先級。
即當處理機處理某一個優先級中斷時，只允許處理機去響應比該優先級高的中斷，低於或等於該優先級的中斷則屏蔽掉。
屏蔽掉的中斷由硬件暫時保存，屏蔽解除時再處理。（此屏蔽稱爲軟屏蔽）
如圖舉例：
A、若此時處理機優先級處於0，那麼此時對於中斷優先級爲1的中斷，它響應（1>0）
B、若此時處理機優先級處於2，那麼此時對於中斷優先級爲1的中斷，它不響應（1<2）
那麼此時對於中斷優先級爲2的中斷，它不響應（2=2）
那麼此時對於中斷優先級爲3的中斷，它響應（3>2）
處理機優先級的0級：就是處理機在運行核心態和用戶態程序的時候
當處理機處理某級別的中斷時，處理機的響應的放在哪個級別上，並按照上述過程選擇響應更高級中斷或屏蔽低級/同級中斷
4、中斷屏蔽：禁止處理機響應中斷（一般採用這種）或禁止中斷出現
中斷屏蔽的實現：
- 硬件支持：屏蔽寄存器
- 軟件實現：
屏蔽寄存器怎麼設置?
七、中斷/異常的響應
中斷響應：CPU能夠在每條機器指令執行週期內的最後時刻掃描中斷寄存器，查看是否有中斷信號。若無則CPU繼續執行程序的後續指令；若有則轉入操作系統內的中斷處理程序
異常響應：異常是在執行指令的時候，由指令本身的原因發生的，CPU中指令的執行邏輯發現了異常則轉入操作系統的異常處理程序
八、幾個概念
PC寄存器：程序計數器，指向馬上要執行的那一條指令
斷點：檢測到中斷時，處理機剛執行完的那條執行恢復地址
恢復點：斷點的邏輯後續指令地址，PC的值
現場信息：指中斷那一刻確保被中斷程序能繼續運行的有關信息，如PC、通用寄存器、其他特殊寄存器等
核心態（系統態、監督方式、管態）：允許特權指令執行的狀態；此狀態運行訪問系統空間和用戶空間
用戶態（用戶態、用戶方式、目態）：一般程序所運行的狀態；只可以訪問用戶空間
PS(PSW)寄存器：程序狀態字(處理機狀態字)，寄存了處理機的運行狀態，包括：
- 當前處理機運行態(核心態or用戶態)
- 當前處理機優先級
- 各種控制位(如外中斷賦能位)
中斷向量：存放程序狀態字和中斷處理程序入口地址的內存單元；
中斷向量由操作系統初始化程序進行設置，硬件按照中斷號及異常類型的不同，來通過中斷向量表散轉到相應的處理程序上
九、中斷/異常響應和處理的過程
- 硬件保存PC、PSW
- 軟件繼續保存現場(保存現場以“棧”的方式)
- 分析原因並轉中斷/異常處理程序
- (進程調度)恢復現場
