一、實習內容
模擬中斷事件的處理。
二、實習目的
現代計算機系統的硬體部分都設有中斷機構，它是實現多道程式設計的基礎。中斷機構能發現中斷事件，且當發現中斷事件後迫使正在處理器上執行的程序暫時停止執行，而讓作業系統的中斷處理程式占有處理器去處理出現的中斷事件。對不同的中斷事件，由於它們的性質不同，所以作業系統應採用不同的處理。
通過實習了解中斷及中斷處理程式的作用。本實習模擬「時鐘中斷事件」的處理，對其它中斷事件的模擬處理，可根據各中斷事件的性質確定處理原則，制定演算法，然後依照本實習，自行設計。
三、實習題目
模擬時鐘中斷的產生及設計乙個對時鐘中斷事件進行處理的模擬程式。
[提示]：
(1) 計算機系統工作過程中，若出現中斷事件，硬體就把它記錄在中斷暫存器中。中斷暫存器的每一位可與乙個中斷事件對應，當出現某中斷事件後，對應的中斷；暫存器的某一位就被置成「1」。
處理器每執行一條指令後，必須查中斷暫存器，當中斷暫存器內容不為「0」時，說明有中斷事件發生。硬體把中斷暫存器內容以及現行程式的斷點存在主存的固定單元，且讓作業系統的中斷處理程式占用處理器來處理出現的中斷事件。作業系統分析儲存在主存固定單元中的中斷暫存器內容就可知道出現的中斷事件的性質，從而作出相應的處理。
本實習中，用從鍵盤讀入資訊來模擬中斷暫存器的作用，用計數器加1來模擬處理器執行了一條指令。每模擬一條指令執行後，從鍵盤讀入資訊且分析，當讀入資訊=0時，表示無中斷事件發生，繼續執行指令；當讀入資訊=1時，表示發生了時鐘中斷事件，轉時鐘中斷處理程式。
(2) 假定計算機系統有一時鐘，它按電源頻率（50hz）產生中斷請求訊號，即每隔20毫秒產生一次中斷請求訊號，稱時鐘中斷訊號，時鐘中斷的間隔時間（20毫秒）稱時鐘單位。
學生可按自己確定的頻率在鍵盤上鍵入「0」或「1」來模擬按電源頻率產生的時鐘中斷訊號。
(3) 中斷處理程式應首先保護被中斷的現行程序的現場（通用暫存器內容、斷點等），現場資訊可儲存在程序控制塊中；然後處理出現的中斷事件，根據處理結果修改被中斷程序的狀態；最後轉向處理器排程，由處理器排程選擇可執行的程序，恢復現場使其執行。
本實習主要模擬中斷事件的處理，為簡單起見可省去保護現場和處理器排程的工作。
(4) 為模擬時鐘中斷的處理，先分析一下時鐘中斷的作用。利用時鐘中斷可計算日曆時鐘，也可作定時鬧鐘等。
計算日曆時鐘——把開機時的時間（年、月、日、時、分、秒）存放在指定的稱為「日曆時鐘」的工作單元中，用一計時器累計時鐘中斷次數。顯然，根據時鐘中斷的次數和時鐘單位（20毫秒）以及開機時的日曆時鐘可計算出當前的精確的日曆時鐘（年、月、日、時、分、秒）。因此，可按需要計算出乙個作業裝入時的時間，乙個作業撤離時的時間，終端使用者使用終端的時間，以及其它場合需要確定的時間。
定時鬧鐘——對需要定時的場合，例如，處理器排程採用「時間片輪轉」策略排程時，可把輪到執行的程序的時間片值（以時鐘單位計算）送到稱為「定時鬧鐘」的工作單元中，每產生一次時鐘中斷就把定時鬧鐘值減1，當該值為「0」時，表示確定的時間已到，起到定時的作用。
圖3-1 時鐘中斷處理模擬演算法
(5) 本實習的模擬程式可由兩部分組成，一部分是模擬硬體產生時鐘中斷，另一部分模擬作業系統的時鐘中斷處理程式。模擬程式的演算法如圖3-1。其中，保護現場和處理器排程的工作在程式設計序時可省去。
約定處理器排程總是選擇被中斷程序繼續執行。
(6) 按模擬演算法設計程式，要求顯示或列印開機時間、定時鬧鐘初值、定時鬧鐘為「0」時的日曆時鐘。確定三個不同的定時鬧鐘初值，執行設計的程式，觀察得到的結果。
四、思考題
把實習二結合到本實習中，可選用時間片輪轉的排程策略。給每個程序分配乙個相同的時間片，每產生一次時鐘中斷經處理後，被中斷程序時間片減1，時間片值 0時，該程序優先執行，若時間片值=0且該程序尚未執行結束，則將它排入隊尾，再給它分配乙個時間片，直到所有的程序執行結束。應怎樣設計程序控制塊？
各程序的狀態怎樣變化？在本實習的程式中加入處理器排程程式。
五、實習報告
(1) 實習題目。
(2) 程式中使用的資料結構及符號說明。
(3) 列印乙份源程式並附上注釋。
(4) 列印程式執行時的初值和執行結果，格式如下：
(5) 按思考題要求實習時，列印結構應能反映出您的設計思想。
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