中断与异常有何区别?
在计算机架构中,中断和异常是两种机制,用于处理特殊情况和控制流程的改变,但它们的触发条件和处理方式存在一些关键的区别:
中断(Interrupts)
中断是由外部事件触发的,主要用来响应外围设备的请求。中断可以是可屏蔽的(可以被操作系统禁用)或非屏蔽的。中断处理的特点是异步性,即中断可以在程序执行的任何时点发生,由硬件设备的需求和状态决定。
- 硬件中断:由外部设备(如键盘、网络接口卡等)触发。
- 软件中断:通过执行特定的指令集来模拟硬件中断的效果,用于操作系统的系统调用等。
中断的主要目的是响应设备的请求,确保实时性,允许系统及时处理外部事件。
异常(Exceptions)
异常通常是由程序执行中的错误或特殊情况触发的,它是同步发生的,直接关联到程序的当前操作。异常可以分为两类:
- 可恢复异常:如页面错误,允许程序在处理后继续执行。
- 不可恢复异常:如非法指令或除零错误,通常需要异常处理程序进行干预,可能导致程序终止。
异常主要是程序自身的问题或特殊情况引起的,需要由操作系统或应用程序来管理和响应。
核心区别
- 触发源:中断通常由外部设备或事件触发,而异常由程序内部的错误或特殊状态触发。
- 同步性:中断是异步的,可以在程序的任何指令间发生;异常是同步的,总是与程序指令的执行直接相关。
- 处理时间:中断可以在任何时候处理,而异常必须在出现时立即处理,以确保程序状态的正确性。
理解这两者的区别对于系统编程和操作系统的设计尤为重要,它们确保了系统的健壮性和实时响应能力。