石家庄经济学院

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1、石家庄经济学院信息工程学院操作系统课程设计（计算机科学与技术专业用）班级5030109033学号503010903307姓名刘志宏指导教师王培崇2005年4月29日课程设计任务书班级5030109033姓名刘志宏学号503010903307课程设计起止日期4月18-----4月28实习地点152机房课程设计题目模拟中断处理课程设计内容与要求课程设计内容模拟时钟中断的产生及设计一个对时钟中断事件进行处理的模拟程序。课程设计要求本实习中，用从键盘读入信息来模拟中断寄存器的作用，用计数器加1来模拟处理器执行了一条指令。每模拟一条指令执行后，从键盘读入信息且分析，当读入信息=0

2、时，表示无中断事件发生，继续执行指令；当读入信息=1时，表示发生了时钟中断事件，转时钟中断处理程序。假定计算机系统有一时钟，它按电源频率（50Hz）产生中断请求信号，即每隔20毫秒产生一次中断请求信号，称时钟中断信号，时钟中断的间隔时间（20毫秒）称时钟单位。学生可按自己确定的频率在键盘上键入“0”或“1”来模拟按电源频率产生的时钟中断信号。本次实习主要模拟中断事件的处理，为简单起见可省去保护现场和处理器调度的工作。为模拟时钟中断的处理，先分析一下时钟中断的作用。利用时钟中断可计算日历时钟，也可作定时闹钟等。指导教师2005年4月18日一、课程设计目的和意义现代计算机系

3、统的硬件部分都设有中断机构，它是实现多道程序设计的基础。中断机构能发现中断事件，且当发现中断事件后迫使正在处理器上执行的进程暂时停止执行，而让操作系统的中断处理程序占有处理器去处理出现的中断事件。对不同的中断事件，由于它们的性质不同，所以操作系统应采用不同的处理。通过本次实习我了解了中断及中断处理程序的作用。本实习模拟“时钟中断事件”的处理，对其它中断事件的模拟处理，可根据各中断事件的性质确定处理原则，制定算法，然后依照本实习，自行设计。二、软硬件环境系统环境说明：软件环境：WindowsXP,Turboc2.0三、系统设计及开发过程1中断产生中断，是因为外设需要通知操

4、作系统她那里发生了一些事情，但是中断的功能仅仅是一个设备报警灯，当灯亮的时候中断处理程序只知道有事情发生了，但发生了什么事情还要亲自到设备那里去看才行。也就是说，当中断处理程序得知设备发生了一个中断的时候，它并不知道设备发生了什么事情，只有当它访问了设备上的一些状态寄存器以后，才能知道具体发生了什么，要怎么去处理。2置中断标志位计算机系统工作过程中，若出现中断事件，硬件就把它记录在中断寄存器中。中断寄存器的每一位可与一个中断事件对应，当出现某中断事件后，对应的中断；寄存器的某一位就被置成“1”。处理器每执行一条指令后，必须查中断寄存器，当中断寄存器内容不为“0”时，说明

5、有中断事件发生。硬件把中断寄存器内容以及现行程序的断点存在主存的固定单元，且让操作系统的中断处理程序占用处理器来处理出现的中断事件。操作系统分析保存在主存固定单元中的中断寄存器内容就可知道出现的中断事件的性质，从而作出相应的处理。在处理中断的时候，中断控制器会屏蔽掉原先发送中断的那个设备，直到她发送的上一个中断被处理完了为止。因此如果发送中断的那个设备载中断处理期间又发送了一个中断，那么这个中断就被永远的丢失了。3中断响应中断响应时间是影响中断实时性的主要因素。中断响应定义为从中断发生到开始执行用户的中断服务代码来处理这个中断的时间[1]，其中包括中断延迟时间和保护中断

6、现场的时间。所有实时系统在进入临界区代码段之前都要关中断，执行完临界代码发生前的现场，即保存返回地址、程序状态字、堆栈指针以及所有通用寄存器到中断堆栈，以防止用户中断服务子程序对中断返回后现场的破坏。响应过程如图1所示图1中断响应示意图4设计过程本实习主要模拟中断事件的处理，为简单起见可省去保护现场和处理器调度的工作。为模拟时钟中断的处理，先分析一下时钟中断的作用。利用时钟中断可计算日历时钟，也可作定时闹钟等。计算日历时钟——把开机时的时间（年、月、日、时、分、秒）存放在指定的称为“日历时钟”的工作单元中，用一计时器累计时钟中断次数。显然，根据时钟中断的次数和时钟单位（

7、20毫秒）以及开机时的日历时钟可计算出当前的精确的日历时钟（年、月、日、时、分、秒）。因此，可按需要计算出一个作业装入时的时间，一个作业撤离时的时间，终端用户使用终端的时间，以及其它场合需要确定的时间。定时闹钟——对需要定时的场合，例如，处理器调度采用“时间片轮转”策略调度时，可把轮到运行的进程的时间片值（以时钟单位计算）送到称为“定时闹钟”的工作单元中，每产生一次时钟中断就把定时闹钟值减1，当该值为“0”时，表示确定的时间已到，起到定时的作用。本实习的模拟程序可由两部分组成，一部分是模拟硬件产生时钟中断。设置完时钟后执行一条指令，计数器