408真题解析-2010-21-计组&操作系统-中断执行顺序

一 真题2010-21

2010-21. 在中断系统中，中断服务程序内的执行顺序是（ ）。

I. 保护现场 II. 开中断 III. 关中断 IV. 保存断点 V. 中断返回 VI. 中断处理 VII. 恢复现场

A. I→V→VI→VII B. III→I→V→VI→VII C. III→IV→I→VI→VII→II→V D. III→IV→I→VI→VII→V

二 题目要素解析

三 哔哔详解

🔍 首先明确：什么是“中断服务程序（ISR）”？

• ISR 是一段由程序员或操作系统编写的子程序（函数）
• 它的入口地址存放在中断向量表中
• CPU 响应中断后，跳转到 ISR 入口开始执行其第一条指令

⚙️ 中断全过程分两阶段：

✅ 阶段 1：中断响应（硬件自动完成，在 ISR 执行前）

• III. 关中断：CPU 硬件自动置 IF=0（防止嵌套）

• IV. 保存断点：硬件将 PC（下条指令地址）压入堆栈

  ❗ 这两项 不属于 ISR 内部操作！它们发生在跳转到 ISR 之前。

✅ 阶段 2：中断服务程序执行（软件，即“ISR 内”）

从 ISR 第一条指令开始，顺序为：

💡 因此，严格意义上的 ISR 内顺序应为： I → VI → VII → (II) → V

四 参考答案

A ✅

五 考点精析

5.1 中断介绍

5.1.1 什么是中断？

中断（Interrupt） 是指 CPU 在执行当前程序时，外部或内部事件请求 CPU 暂停现行程序，转去处理该事件，处理完毕后再返回原程序继续执行的过程。

5.1.2 中断源分类

5.2 中断响应过程

5.2.1 核心概念

5.2.1.1 定义

中断响应是指CPU 在接收到有效的中断请求后，暂停当前正在执行的程序，由硬件自动完成一系列准备工作，为转去执行中断服务程序奠定基础的过程。

它是连接中断请求和中断服务程序执行的关键环节，整个过程由 CPU 硬件逻辑自动完成，无需程序员干预，也无对应的指令实现。

5.2.1.2 核心前提

CPU 能响应中断，需同时满足三个必要条件（408 选择题高频考点）：

5.2.1.3 与中断服务程序的核心区分

5.2.2 中断响应过程的本质性质

硬件自动执行性：核心性质，整个过程由 CPU 内部的中断响应逻辑完成，无任何汇编 / 机器指令参与，程序员无法干预或修改步骤。

指令级原子性：CPU 仅在当前指令执行完毕后才会检测中断请求，绝不会在指令执行过程中响应中断，避免指令执行被拆分破坏。

不可屏蔽性：一旦满足中断响应条件，CPU 必须完成中断响应的全部硬件步骤，此过程无法被其他中断或指令打断。

准备性：中断响应并非处理中断，而是为中断处理做铺垫，核心是保存程序返回的关键信息、定位中断源，实现 “从当前程序到中断服务程序的跳转”。

通用性：无论何种中断源（I/O 中断、故障中断、时钟中断），中断响应的硬件步骤均固定，与具体中断处理逻辑无关。

5.2.3 中断响应过程的标准执行步骤

⚠️ 关键区分：

• 中断响应（Response）：从检测到中断到跳转至 ISR 入口 → 硬件自动完成
• 中断处理（Service）：执行 ISR 代码 → 软件完成

中断响应的步骤为CPU 硬件固定逻辑，不同教材表述略有差异，但核心步骤一致，按执行顺序排列为6 个核心步骤，也是 408 考点的核心记忆点：

步骤 1：关中断

CPU 硬件自动将程序状态字寄存器（PSW）中的中断允许位清 0，屏蔽新的中断请求。

目的：防止中断响应过程被其他中断请求打断，保证硬件准备工作的完整性。

步骤 2：保存断点

CPU 硬件自动将 ** 当前程序的下一条指令地址（即程序计数器 PC 的当前值）** 压入系统堆栈。

核心说明：

• 断点是 CPU 执行完中断服务程序后，返回原程序的唯一地址标识；
• 保存的是 “下一条指令地址”，而非当前执行的指令地址（因当前指令已执行完毕）；
• 保存操作由硬件完成，堆栈的入栈地址由 CPU 自动维护。

步骤 3：保存程序状态字（PSW）

CPU 硬件自动将当前程序的 PSW 值（包含中断允许位、标志位、工作模式等）压入堆栈，与断点地址相邻保存。

目的：恢复原程序时，需还原其运行的状态标志，保证原程序继续执行的正确性。

步骤 4：识别中断源，获取中断服务程序入口地址

CPU 通过中断识别逻辑确定发出中断请求的中断源，再通过中断向量表 / 中断查询表获取该中断源对应的中断服务程序入口地址。

两种核心识别方式（408 选择题高频）：

步骤 5：将中断服务程序入口地址送入 PC

CPU 硬件自动将步骤 4 获取的入口地址写入程序计数器 PC，完成程序执行流程的跳转。

核心作用：CPU 下一个时钟周期将根据新的 PC 值，取中断服务程序的第一条指令，正式进入中断服务程序执行阶段。

步骤 6：转入中断服务程序执行

CPU 按新的 PC 值开始取指、译码、执行，进入由软件实现的中断服务程序阶段（保护现场、中断处理等）。

补充：部分教材将 “保存 PSW” 合并到 “保护现场” 中，或省略 “转入中断服务程序”，但关中断、保存断点、获取并装入入口地址是中断响应的三大核心必选步骤，408 考试中需重点记忆。

简化记忆口诀（适配 408 考场）

关中断 → 存断点 → 存 PSW → 识源址 → 装 PC → 转服务

完整步骤（此处包含中断嵌套）

5.2.4 中断响应过程与中断服务程序的流程衔接

完整的中断处理流程为：中断请求 → 中断响应（硬件） → 中断服务程序（软件） → 中断返回，二者的衔接关系为：

中断响应（硬件）：关中断→保存断点→保存PSW→获取入口地址→PC装入入口地址
↓ （硬件跳转）
中断服务程序（软件）：保护现场→中断处理→恢复现场→开中断→中断返回
↓ （软件返回）
原程序继续执行（恢复断点+PSW，PC还原为原断点地址）

5.3 常见命题

5.3.1 中断响应的前提条件（选择题必考）

命题形式：判断 CPU 能响应中断的条件，或判断某一条件不满足时是否能响应中断。

必背结论：三个条件同时满足（CPU 开中断、有效中断请求、当前指令执行完毕），缺一不可。

典型陷阱：

• 错误表述：“CPU 接收到中断请求后，立即响应中断”（忽略 CPU 关中断、当前指令未执行完的情况）；
• 错误表述：“指令执行过程中，CPU 可响应高优先级中断”（违背指令级原子性）。

5.3.2 中断响应的硬件特性（概念辨析题核心）

命题形式：判断关于中断响应的表述是否正确，区分硬件操作与软件操作。

必背结论：

• 错误表述：“保存断点是中断服务程序的步骤，由软件实现”；
• 错误表述：“程序员可通过指令修改中断响应的步骤”。

5.3.3 中断响应的核心步骤与顺序（顺序题 / 选择题）

命题形式：考查中断响应步骤的执行顺序，或判断某一步骤是否属于中断响应。

必背结论：

5.3.4 断点的定义与保存（细节考点）

命题形式：判断保存的断点地址是哪一个，或断点的作用。

必背结论：

5.3.5 中断源的识别方式（选择题次高频）

命题形式：区分向量中断和查询中断的特点，或判断某一架构采用的中断识别方式。

必背结论：

5.3.6 中断响应与异常响应的异同（综合考点）

命题形式：对比中断响应（外部中断）与异常响应（内部中断，如除法溢出、指令错误）的差异。

核心异同：

• 相同点：响应过程均为硬件自动完成，核心步骤均为关中断、保存断点、获取入口地址；
• 不同点：异常无外部中断请求，由 CPU 内部产生，且异常响应可在指令执行过程中触发（如除法溢出），无需等待当前指令执行完毕。

5.3.7 堆栈在中断响应中的作用（理解考点）

命题形式：判断中断响应中堆栈的作用，或堆栈的操作顺序。

必背结论：

5.3.8 典型错误表述：直接排除

“中断响应过程由软件实现，程序员可修改”→ 错误（硬件自动完成）；

“CPU 在指令执行过程中可响应中断请求”→ 错误（指令级原子性）；

“断点是当前正在执行的指令地址”→ 错误（下一条指令地址）；

“中断响应的第一步是保护现场”→ 错误（关中断，保护现场是中断服务程序步骤）；

“向量中断通过查询方式识别中断源”→ 错误（向量号直接查表）。

六 考点跟踪

说明：本文内容基于公开资料整理，参考了包括但不限于《数据结构》（严蔚敏）、《计算机操作系统》（汤小丹）、《计算机网络》（谢希仁）、《计算机组成原理》（唐朔飞）等国内高校经典教材，以及其他国际权威著作。同时，借鉴了王道、天勤、启航等机构出版的计算机专业考研辅导系列丛书中的知识体系框架与典型题型分析思路。文中所有观点、例题解析及文字表述均为作者结合自身理解进行的归纳与重述，未直接复制任何出版物原文。内容仅用于学习交流，若有引用不当或疏漏之处，敬请指正。