计算机组成原理 中断实验
计算机组成原理实验报告-中断实验
计算机组成原理实验报告-中断实验实验内容：实验实现方式可以任意选择，可以利用下列任意一种，或者自己设计1、下载DOSBOX和MASM32，利用汇编语言实现。
（1）实现利用21H（DOS）中断中的9号功能调用，在屏幕上显示一句话。
（2）编写0号中断处理程序，使得在除法溢出发生时，在屏幕中间显示字符串“divide error!”,然后返回操作系统。
（3）写一段程序，将其地址填入中断向量表，使发生中断时，调用用户自己的程序（4）每隔一定时间在屏幕上显示一句话2、利用proteus里面的8086和8259或者8255等芯片及按键，模仿硬件电路。
并且设计其软件代码3、阅读一段Linux内核代码，分析其代码，要求涉及中断号，中断调用和开关中断。
程序至少要30行以上例如（1）Linux中，从启动BIOS到操作系统内核加载（2）从实模式到保护模式转变（3）设备环境初始化及激活进程0实验步骤与预习：1、计算机中数据是如何表示的？计算机中数据都是以二进制形式表示，以二进制信息单元0和1的形式表示。
实际数表示方法：符号（正负数）数值处理（数制转换）小数点的处理（定点浮点）机器数的表示方法：原码反码补码2、计算机中二进制数的加、减、乘、除四则运算如何实现？二进制加法和十进制加法相似，所不同的是十进制有十个码，“满十进一”，二进制只有两个数码0和1，“满二进一”。
进位规则是逢“2进1”数字1在不同的位上代表不同的值，按从右至左的次序，这个值以二倍递增二进制的加法：即0 +0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=10二进制的加法：即0 -0=0；1-1=1；1-0=1；10-1=1二进制的加法：即0 *0=0；0*1=0；1*0=0；1*1=1二进制的加法：即0 /1=0；1/1=1；3、运算器的基本结构和功能有哪些？运算器由：算术逻辑单元（ALU）、累加器（是一种暂存器，用来存储计算所产生的中间结果）、状态寄存器（体现当前指令执行结果，存放控制信息）、通用寄存器组等组成。
中断原理实验
中断原理实验一、什么是中断？中断是计算机中的一种机制，用于打破程序的正常执行流程，以响应特定事件的发生。
当发生中断时，计算机会暂停当前的任务，转而执行一个中断处理程序，处理完中断事件后再返回原来的任务。
二、中断原理中断原理是计算机操作系统的核心概念之一，其基本原理是通过硬件或软件的方式，在计算机的执行过程中插入一个中断请求信号，使得CPU停止当前任务的执行，转而执行中断处理程序。
中断可以分为硬件中断和软件中断两种：2.1 硬件中断硬件中断是由计算机硬件设备发送给CPU的信号，表示某个事件已经发生。
例如，键盘的按键、鼠标的移动等都可以触发硬件中断。
硬件中断的处理过程如下： 1. 硬件设备发送中断请求信号给CPU。
2. CPU检测到中断请求信号后，中断当前正在执行的任务。
3. CPU保存当前任务的上下文信息，并跳转到预定义的中断向量表中查找中断服务程序的入口地址。
4. CPU开始执行中断服务程序，处理中断事件。
5. 中断服务程序执行完毕后，CPU恢复之前保存的任务上下文，并继续执行原来的任务。
2.2 软件中断软件中断是由程序员主动触发的中断，通过在代码中插入中断指令来进行触发。
软件中断的处理过程与硬件中断类似，区别在于触发的原因不同。
软件中断的处理过程如下： 1. 程序执行到中断指令。
2. CPU检测到中断指令后，中断当前正在执行的任务。
3. CPU保存当前任务的上下文信息，跳转到中断服务程序的入口地址。
4. CPU开始执行中断服务程序，处理中断事件。
5. 中断服务程序执行完毕后，CPU恢复之前保存的任务上下文，并继续执行原来的任务。
三、中断的应用中断机制的应用广泛存在于计算机系统中，它可以实现很多重要的功能，包括以下几个方面：3.1 外设设备的响应计算机可以通过中断机制来响应外设设备的事件，如按键、鼠标、打印机等。
当外设设备有数据需要处理时，可以通过产生中断请求信号，让CPU停止当前任务，转而处理外设设备的数据。
中断实验报告实验步骤
一、实验目的1. 了解中断的基本概念和作用。
2. 掌握中断处理程序的设计方法。
3. 熟悉中断控制器的工作原理。
4. 通过实验验证中断系统的功能。
二、实验原理中断是一种处理程序，当系统需要处理某个事件时，暂时中断当前程序的执行，转而执行中断处理程序。
中断处理程序执行完毕后，返回到被中断程序的原点继续执行。
中断系统由中断控制器、中断处理程序和中断请求源组成。
三、实验设备1. PC机一台2. 开发板一块3. 示波器一台4. 编译器一套四、实验步骤1. 实验环境搭建（1）将开发板插入PC机的USB接口。
（2）打开编译器，新建一个C语言项目。
（3）编写实验代码。
2. 编写中断处理程序（1）定义中断服务例程（ISR）函数。
（2）编写ISR函数，实现中断处理功能。
（3）在主函数中调用ISR函数。
3. 编写主函数（1）初始化中断控制器。
（2）设置中断向量表。
（3）启动中断控制器。
4. 编译与调试（1）将编写好的代码编译成可执行文件。
（2）将可执行文件烧写到开发板中。
（3）打开示波器，观察中断信号。
5. 实验验证（1）通过按键、串口或其他方式触发中断。
（2）观察示波器上的中断信号，验证中断处理程序是否正确执行。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功实现了中断系统的功能。
在触发中断后，示波器上出现了中断信号，表明中断处理程序已正确执行。
2. 实验分析（1）中断控制器初始化正确，中断向量表设置正确。
（2）ISR函数编写正确，能够正确处理中断事件。
（3）主函数调用ISR函数，实现了中断处理。
六、实验总结通过本次实验，掌握了中断的基本概念和作用，熟悉了中断处理程序的设计方法，了解了中断控制器的工作原理。
实验结果表明，中断系统能够正常工作，达到了实验目的。
七、实验改进与展望1. 在实验中，可以尝试使用不同类型的中断源，如定时器中断、串口中断等，以进一步验证中断系统的功能。
2. 可以研究中断嵌套处理，实现更复杂的中断处理流程。
中断原理实验
中断原理实验一、中断原理概述中断是计算机系统中的一种重要机制，它可以使CPU在执行程序的过程中暂停当前工作，转而执行某些特定的程序或服务。
中断机制是实现多任务、实时处理和设备管理的重要手段。
二、中断分类1.硬件中断：由硬件设备向CPU发出的请求，如外部设备请求CPU 进行数据传输等。
2.软件中断：由软件程序向CPU发出的请求，如操作系统调用系统服务等。
3.异常中断：由于程序运行错误或硬件故障引起的异常情况所触发的中断。
三、中断处理过程1.触发中断：当一个设备需要向CPU请求服务时，它会向CPU发送一个信号，这个信号被称为“触发信号”。
2.保存现场：当CPU接收到触发信号后，它需要将当前执行程序的状态保存下来，并将控制权转移到相应的“中断处理程序”。
3.执行中断处理程序：在执行完保存现场操作后，CPU开始执行相应的“中断处理程序”，这个过程通常包括响应设备请求、读取数据、存储数据等操作。
4.恢复现场：当所有操作完成后，CPU需要将之前保存下来的状态恢复回来，并继续执行之前被打断的程序。
四、中断原理实验1.实验目的：了解中断机制的基本原理，掌握中断处理程序的编写方法。
2.实验器材：计算机、开发板、LED灯等。
3.实验步骤：（1）编写一个简单的中断处理程序，当按下按钮时，LED灯会亮起，松开按钮时，LED灯会熄灭。
（2）将程序烧录到开发板上，并将开发板连接到计算机上。
（3）在计算机上打开串口调试工具，并与开发板建立连接。
（4）按下按钮，观察串口调试工具输出是否正确，并确认LED灯是否亮起。
（5）松开按钮，观察串口调试工具输出是否正确，并确认LED灯是否熄灭。
五、总结通过本次实验，我们了解了中断机制的基本原理以及中断处理程序的编写方法。
中断机制是计算机系统中非常重要的一部分，在实现多任务、设备管理和实时处理等方面都有着广泛的应用。
在今后的学习和工作中，我们需要进一步深入学习和掌握这个知识点。
计算机组成原理_中断实验
实验五中断实验实验地点：格致A315实验日期：2016年12月29日一、实验目的学习和掌握中断产生、响应、处理等技术；二、实验说明及内容说明：1．要求中断隐指令中执行关中断功能,如果用户中断服务程序允许被中断,必须在中断服务程序中执行EI开中断命令。
2．教学机的中断系统共支持三级中断,由三个无锁按键确定从右到左依次为一、二、三级中断,对应的INT2、INT1、INT0的编码分别是01、10、11,优先级也依次升高。
这决定了它们的中断向量〔即中断响应后,转去执行的程序地址为XXX4、XXX8、XXXC；可以看到,每级中断实际可用的空间只有四个字节,故这个空间一般只存放一条转移指令,而真正的用户中断服务程序则存放在转移指令所指向的地址。
3．用户需扩展中断隐指令、开中断指令、关中断指令、中断返回指令及其节拍。
内容：1．扩展中断隐指令。
2．扩展开中断指令EI、关中断指令DI、中断返回指令IRET。
3．确定中断向量表地址。
中断向量表是以XXX4H为首地址的一段内存区。
高12位由用户通过置中断向量用的插针〔在三个无锁按键下方确定。
三级中断对应的中断向量为XXX4H、XXX8H、XXXCH。
当有中断请求且被响应后,将执行存放在该中断的中断向量所指向的内存区的指令。
4．填写中断向量表。
在上述的XXX4H、XXX8H、XXXCH地址写入三条JR OFFSET 转移指令, OFFSET分别对应三段中断服务程序的相对地址。
但在本仿真终端中输入时,用户不需要计算偏移量,直接输入要转向的绝对地址即可。
5．编写中断服务程序。
中断服务程序可以放在中断向量表之后,中断服务程序可实现在程序正常运行时在计算机屏幕上显示与优先级相对应的不同字符；6．编写主程序。
可编写一死循环程序,等待中断；三、实验过程及步骤1．填写中断向量表。
〔1选择3级中断的中断向量为2104H、2108H、210CH。
〔2教学机中下方有一个12们波特开关,设置中断向量的高12位为：0010 0001 0000.开关向上为1,向下为0.〔3填写中断向量表：从2104H单元开始输入下面的程序：〔2104JR 2120 ；跳转到中断服务程序<2108> JR 2130<210C> JR 21402．编写中断服务程序该中断服务程序,先开中断,显示字符"BI"和对应的中断优先级"1"、"2"或"3"后,等待从键盘输入一个字符,在键盘输入一个字符后,显示该字符和字符"EI",然后退出当前中断服务程序,返回中断断点,继续执行。
5 组成原理与结构实验 实验五 中断实验[2页]
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实验五 中断实验
二、相关知识
（一）三个无锁按键。从左到右分别为3级，2级，1级。其中最左 边的按键3级，级别最高。
中断向量（即中断响应后，转去执行的程序地址）为XXX4、 XXX8、XXXC。 （二）中断向量表的高12位（左为高位）由“INT VECTOR”12组 3个插针确定。每一列上面的2个短接，表示该位为1；下面的2个 短接，表示该位为0，本实验取0010 0001 0000（210H）。
实验五 中断实验
一、实验结果现象
执行主程序，连续不断显示数字“6”，按三个无锁按键（3 级中断，最左边的按键3级，级别最高），屏幕上显示字符“BI” 和对应的中断等级“1”、“2”或“3”，等待从键盘输入一个字符。 在接收键盘一个字符后，显示字符“EI”和等级，退出当前中断 服务程序，恢复中断现场，继续执行断点处的程序。若在此期 间，又有更高一级的中断请求，则转向执行该级的中断服务程 序。三、编写程序（1来自主程序（2）显示子程序
（3）中断向量入口 （4）中断服务子程序
计算机组成原理中断实验报告
计算机组成原理中断实验报告Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998北京建筑大学2015/2016 学年第二学期课程设计课程名称计算机组成原理综合实验设计题目微程序控制器设计与实现系别电信学院计算机系班级计141学生姓名艾尼瓦尔·阿布力米提学号完成日期二〇一六年七月八日星期五成绩指导教师（签名）计算机组成综合实验任务书➢实验目的1．融合贯通计算机组成原理课程，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系（寄存器堆、运算器、存储器、控制台、微程序控制器）。
2．理解并掌握微程序控制器的设计方法和实现原理，具备初步的独立设计能力；3．掌握较复杂微程序控制器的设计、调试等基本技能；提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。
➢实验电路1. 微指令格式与微程序控制器电路2.微程序控制器组成仍然使用前面的CPU组成与机器指令执行实验的电路图，但本次实验加入中断系统。
这是一个简单的中断系统模型，只支持单级中断、单个中断请求，有中断屏蔽功能，旨在说明最基本的原理。
中断屏蔽控制逻辑分别集成在2片GAL22V10（TIMER1 和TIMER2）中。
其ABEL语言表达式如下：INTR1 := INTR;= CLK1;IE := CLR & INTS # CLR & IE & !INTC;= MF;INTQ = IE & INTR1;其中，CLK1是TIMER1产生的时钟信号,它主要是作为W1—W4的时钟脉冲，这里作为INTR1的时钟信号，INTE的时钟信号是晶振产生的MF。
INTS微指令位是INTS机器指令执行过程中从控制存储器读出的，INTC微指令位是INTC机器指令执行过程中从控制存储器读出的。
INTE是中断允许标志，控制台有一个指示灯IE显示其状态，它为1时，允许中断，为0 时，禁止中断。
当INTS = 1时，在下一个MF的上升沿IE变1，当INTC = 1时，在下一个MF 的上升沿IE变0。
实验报告四中断系统实验
实验报告四中断系统实验实验报告四：中断系统实验一、实验目的本次中断系统实验的主要目的是深入理解计算机中断系统的工作原理和机制，掌握中断的处理过程，以及学会如何在实际编程中有效地运用中断来提高系统的性能和响应能力。
二、实验原理中断是指计算机在执行程序的过程中，当出现某种随机事件或异常情况时，暂停现行程序的执行，转而执行相应的中断处理程序，处理完后再返回原程序继续执行的过程。
中断系统主要由中断源、中断控制器和中断处理程序组成。
中断源可以是外部设备（如键盘、鼠标、打印机等）发送的信号，也可以是内部事件（如定时器溢出、算术运算错误等）产生的条件。
中断控制器负责对多个中断源进行优先级管理和分配，确定哪个中断请求能够被响应。
中断处理程序则是用于处理具体中断事件的一段代码。
在中断处理过程中，计算机需要保存当前程序的上下文（包括程序计数器、寄存器等），以便在中断处理完成后能够正确地恢复原程序的执行。
同时，中断处理程序需要尽快完成处理任务，以减少对系统性能的影响。
三、实验设备与环境本次实验使用的设备包括一台计算机、开发板以及相应的编程软件。
开发板上集成了中断控制器和相关的外部设备接口，以便进行中断实验的操作和观察。
编程软件采用了常见的集成开发环境（IDE），如 Keil、IAR 等，用于编写和调试中断处理程序。
四、实验步骤1、硬件连接首先，将开发板与计算机通过数据线连接，并确保连接稳定。
然后，根据实验要求，将外部设备（如按键、传感器等）正确连接到开发板的相应接口上。
2、软件开发（1）在编程软件中创建一个新的项目，并选择适合开发板的芯片型号。
（2）配置中断控制器的相关参数，如中断优先级、触发方式等。
（3）编写中断处理程序，在程序中实现对中断事件的具体处理逻辑。
例如，当按键被按下时，控制 LED 灯的亮灭；当传感器检测到特定值时，进行数据采集和处理。
（4）编写主程序，在主程序中初始化系统，并开启中断功能。
3、编译与下载完成程序编写后，对代码进行编译，确保没有语法错误和逻辑错误。
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实验五中断实验
实验地点：格致A315
实验日期：2016年12月29日
一、实验目的
学习和掌握中断产生、响应、处理等技术；
二、实验说明及内容
说明：
1．要求中断隐指令中执行关中断功能，如果用户中断服务程序允许被中断，必须在中断服务程序中执行EI开中断命令。
2．教学机的中断系统共支持三级中断，由三个无锁按键确定从右到左依次为一、二、三级中断，对应的INT2、INT1、INT0的编码分别是01、10、11，优先级也依次升高。
这决定了它们的中断向量（即中断响应后，转去执行的程序地址）为XXX4、XXX8、XXXC；可以看到，每级中断实际可用的空间只有四个字节，故这个空间一般只存放一条转移指令，而真正的用户中断服务程序则存放在转移指令所指向的地址。
3．用户需扩展中断隐指令、开中断指令、关中断指令、中断返回指令及其节拍。
内容：
1．扩展中断隐指令。
2．扩展开中断指令EI、关中断指令DI、中断返回指令IRET。
3．确定中断向量表地址。
中断向量表是以XXX4H为首地址的一段内存区。
高12位由用户通过置中断向量用的插针（在三个无锁按键下方）确定。
三级中断对应的中断向量为XXX4H、XXX8H、XXXCH。
当有中断请求且被响应后，将执行存放在该中断的中断向量所指向的内存区的指令。
4．填写中断向量表。
在上述的XXX4H、XXX8H、XXXCH地址写入三条JR OFFSET转移指令，OFFSET分别对应三段中断服务程序的相对地址。
但在本仿真终端中输入时，用户不需要计算偏移量，直接输入要转向的绝对地址即可。
5．编写中断服务程序。
中断服务程序可以放在中断向量表之后，中断服务程序可实现在程序正常运行时在计算机屏幕上显示与优先级相对应的不同字符；
6．编写主程序。
可编写一死循环程序，等待中断；
三、实验过程及步骤
1．填写中断向量表。
（1）选择3级中断的中断向量为2104H、2108H、210CH。
（2）教学机中下方有一个12们波特开关，设置中断向量的高12位为：0010 0001 0000.开关向上为1，向下为0.
（3）填写中断向量表：
从2104H单元开始输入下面的程序：
（2104）JR 2120 ；跳转到中断服务程序
(2108) JR 2130
(210C) JR 2140
2．编写中断服务程序
该中断服务程序，先开中断，显示字符“BI”和对应的中断优先级“1”、“2”或“3”后，等待从键盘输入一个字符，在键盘输入一个字符后，显示该字符和字符“EI”，然后退出当前中断服务程序，返回中断断点，继续执行。
用A、E命令从2120H单元开始输入下面的程序（标有*的语句要用E命令输入）2120：PUSH R0
2121: PUSH R3
2122: MVRD R3,31
2124: JR 2150
2130: PUSH R0
2131: PUSH R3
2132: MVRD R3,32
2134: JR 2150
2140: PUSH R0
2141: PUSH R3
2142: MVRD R3,33
2144: JR 2150
*2150: EI
2151: MVRD R0,0042
2153: CALA 2200
2155: MVRD R0,0049
2157: CALA 2200
2159: MVRR R0,R3 215A: CALA 2200
215C: IN 81
215D: SHR R0
215E: SHR R0
215F: JRNC 215C 2160: IN 80
2161: MVRD R0,0045 2163 CALA 2200 2165: MVRD R0,0049 2167: CALA 2200 2169: MVRR R0,R3
216C: POP R3
216D: POP R0
*216E: IRET
2200: PUSH R0
2201: IN 81
2202: SHR R0
2203: JRNC 2201
2204: POP R0
2205: OUT 80
2206: RET
3、编写主程序
从地址2000H开始输入下列程序*2000: EI
2001: MVRD R0,0036
2005: MVRD R0,4000
2007: DEC R0
2008: JRNZ 2007
2009: JR 2001
200A: RET
4、运行主程序，等待、响应中断。
在命令行提示符状态下输入：
G 2000
屏幕将连续显示“6”.在程序执行过程中接下教学机右下方任意一个无锁按键。
此时，教学机转向执行本级中断服务程序。
在接收键盘一个字符后，退出当前级的中断服务程序，恢复中断现场，接着执行断点处的程序。
若在此期间，又有更高一级的中断请求，则教学机转向执行该级的中断服务程序。
需要注意的是，若当前中断为高级的中断，则不会响应低级中断。
5、扩展提高内容：在保证上述案例所有功能条件下，补充实现：
（1）按键盘上的任意键退出中断过程中要求显示所按键字符；
（2）将主程序的死循环修改为按空格键退出循环。
四、实验结果及分析
实验结论：通过中断可以调用子程序，同时中断可以嵌套，同时中断也有优先级，优先级较高的优先调用，优先级较低的要等到优先级比他高的中断调用以后才调用。
实验心得体会:通过本次实验懂得了什么是中断，同时也学会了中断的调用，以及中断的优先级和中断的调用次序。
同时通过本次实验我懂了计算机内部线程与进程的调用。
在写入程序的时候，监控程序的A命令只支持基本指令，扩展指令应用E命令将指令代码写入到相应的存储单元中；上述程序中带*者为扩展指令。
在扩展实验中，应循环地址写为实验指导书上默认的“2007”导致输入的“6”不能一直循环，导致实验不能成功，最后在老师的指导下，发现错误，及时将地址改正为“2009”，获取到循环值后，最后实验成功，让我意识到做实验时，应该准确、细心的操作和输入正确的值。
教师评阅：。