中断与异常有何区别？
参考回答
中断和异常都是处理器响应的事件，它们在触发、处理和目的上有所不同。主要区别如下：
- 触发方式：
- 中断：通常由外部硬件设备触发，如外部输入信号、定时器、外设请求等。
- 异常：由程序执行过程中产生的错误或特殊事件触发，如非法指令、内存访问错误、除零错误等。
- 处理方式：
- 中断：中断是异步的，通常是由外部事件触发，处理器在当前程序执行过程中响应并转去执行中断服务例程（ISR）。
- 异常：异常是同步的，通常在程序运行时由于错误或特定条件触发，处理器会立即处理异常，通常会转到异常处理程序。
- 目标：
- 中断：通常用于响应外部事件，确保及时处理外部输入或硬件请求，常见的有I/O设备的中断请求。
- 异常：通常用于处理程序内部的错误或特殊条件，确保程序能够在出现错误时适当响应。
- 优先级：
- 中断：中断通常根据优先级顺序进行处理，某些中断可能会被其他优先级更高的中断打断。
- 异常：异常通常是由程序引发的，具有较高的优先级，处理器必须首先处理异常，然后返回程序继续执行。
详细讲解与拓展
- 中断：
- 外部触发：中断主要由外部设备引起，通常涉及I/O设备、传感器或定时器。例如，外部设备通过发出中断信号通知处理器需要处理某个任务（如数据传输、事件响应等）。
- 异步处理：中断是异步的，意味着它可以在程序执行的任何时刻发生，不依赖于程序的执行流程。处理器接收到中断信号后，会暂停当前的程序执行，保存上下文，转而执行中断处理程序（ISR），处理完中断后再恢复原先的程序执行。
- 中断服务程序：ISR是专门用于处理中断的函数，设计时要尽量简短高效，以减少对主程序执行的影响。
- 异常：
- 程序引发：异常通常由程序执行过程中出现的错误或特殊情况触发，例如访问非法内存、除以零、执行非法指令等。异常是同步的，这意味着它与当前正在执行的程序紧密相关，发生异常时，处理器会立即跳转到异常处理程序。
- 同步处理：异常是同步的，处理器会直接响应程序中的问题，通常不会像中断那样被其他事件打断。程序引发的异常具有较高的优先级，必须立即处理。
- 异常类型：常见的异常类型包括硬件异常、软件异常和系统调用等，处理这些异常时，通常会采取恢复、终止或错误报告等措施。
- 中断和异常的关系：
- 差异：虽然中断和异常在处理器中都涉及转到不同的处理程序，但它们的触发机制、目的和优先级不同。中断主要应对外部事件，异常应对程序错误或特殊情况。
- 相似性：二者都需要处理器保存当前状态，并在处理完毕后返回原执行流程。在某些架构中，处理器会将中断和异常都统一到特定的异常处理机制下。
- 优先级管理：
- 在一些处理器中，中断和异常的优先级可以通过硬件或者软件管理。例如，ARM架构中的IRQ（普通中断）和FIQ（快速中断）具有不同的优先级，而异常通常比中断优先级高，必须优先处理。
总结
中断通常由外部事件触发，用于响应外部设备的请求，属于异步事件；而异常则由程序中的错误或特定情况引发，是同步事件，主要处理程序执行中的问题。二者都需要处理器保存当前状态并跳转到处理程序，但在触发源、处理方式和优先级等方面有所区别。