Ako sa prihlásia periférne zariadenia do CPU?

Periférne zariadenia nie sú priamo „prihlásené“ do CPU v zmysle sekvenčného záznamu udalostí. Namiesto toho komunikujú s CPU prostredníctvom rôznych mechanizmov v závislosti od typu zariadenia a architektúry systému. Kľúčové koncepty sú prerušenia a priamy prístup k pamäti (DMA) .

1. Prerušenia:

* Ako to funguje: Periférne zariadenie signalizuje CPU, keď potrebuje pozornosť (napr. Kláves Stlačte na klávesnici, dáta pripravené zo sieťovej karty). Tento signál sa nazýva žiadosť o prerušenie (IRQ). CPU pozastaví svoju súčasnú úlohu, uloží svoj stav a skočí na rutinnú rutinnú rutinu prerušenia špecifickú pre zariadenie, ktoré vygenerovalo prerušenie. Handler spracováva požiadavku zariadenia (čítanie údajov, potvrdenie príkazu atď.). Po spracovaní CPU obnovuje svoj predchádzajúci stav a obnoví jeho prerušenú úlohu.

* Aspekt protokolovania: Prerušenia vo svojej podstate nič nehlasujú. Sú to jednoducho mechanizmus signalizačných udalostí. Handler prerušenia * by však mohol * zapisovať informácie o prerušení (napr. Timestamp, ID zariadenia, prijatých údajov) do protokolového súboru alebo do iného úložiska. Toto je protokolovanie na úrovni softvéru, nie priame protokolovanie hardvéru pomocou samotného procesora.

2. Priamy prístup k pamäti (DMA):

* Ako to funguje: DMA umožňuje periférnemu zariadeniu prenášať údaje priamo do alebo z hlavnej pamäte bez zapojenia CPU do každého jednotlivého prenosu údajov. To je rozhodujúce pre vysokorýchlostné zariadenia, ako sú pevné disky alebo sieťové karty. CPU inicializuje prenos DMA (špecifikuje zdroj, cieľ a množstvo údajov), potom ovládač DMA spracuje prenos. Po dokončení prenosu ovládač DMA signalizuje CPU prostredníctvom prerušenia.

* Aspekt protokolovania: Podobne ako pri prerušeniach, DMA sa priamo zaznamenáva. CPU by mohla zaznamenať začiatok a koniec prevodov DMA na účely monitorovania alebo ladenia výkonnosti, ale skutočný prenos údajov sa zaoberá radičom DMA.

3. I/O mapované pamäťou:

* Ako to funguje: Niektoré periférne zariadenia sú pripojené k CPU prostredníctvom I/O mapovanej pamäte. To znamená, že konkrétne adresy pamäte sú priradené registrom periférnych zariadení. CPU môže čítať a písať na tieto adresy na riadenie periférnych a výmenných údajov.

* Aspekt protokolovania: Opäť sa nevyskytuje žiadne inherentné protokolovanie. CPU môže čítať údaje z periférnych registrov a podľa potreby zaznamenávať údaje do pamäte alebo súboru.

v súhrne:

CPU nemá zabudovaný „denník periférnych zariadení“. Komunikácia dochádza prostredníctvom prerušení a DMA, čo umožňuje periférnym zariadeniam signalizovať CPU a efektívne vymeniť údaje. Akékoľvek protokolovanie periférnej aktivity sa implementuje prostredníctvom softvéru bežiaceho na CPU pomocou údajov získaných prostredníctvom týchto komunikačných mechanizmov. Toto protokolovanie sa dá použiť na ladenie, monitorovanie, audit alebo iné účely.

• Predchádzajúca strana: Ako sa vám vypína počítač? 
• Ďalšia strana: Čo poskytuje počítač výrobkami?