Dlaczego procesor nie jest potrzebny do obsługi żądań wejścia/Wyjścia?

Pomogłoby zrozumieć rolę 3 ważnych aspektów We/Wy w architekturze komputera: przerwań, DMA i kontrolerów sprzętowych.

Gdy procesor wysyła żądanie wejścia / wyjścia do dysku twardego, dysk twardy ma swój własny wyspecjalizowany układ zwany kontrolerem urządzenia (lub sprzętu) przeznaczonym wyłącznie do przetwarzania poleceń procesora, takich jak odczyt z dysku. Pierwotnie były to proste układy, które wykonywały określone operacje dla procesora, ale nowoczesne Kontrolery sprzętowe to zasadniczo własne mikroprocesory z firmware i wszystkim, więc są w stanie wykonywać bardzo złożone operacje bez pomocy głównego procesora. Podczas gdy kontroler dysku twardego jest zajęty wykonywaniem żądania, główny procesor może robić, co chce, na przykład wykonaj proces 2. Sterownik jest w stanie odczytywać i zapisywać Bezpośrednio do i z pamięci RAM systemu za pomocą tak zwanego kontrolera Direct Memory Access (DMA), specjalnej jednostki, która przesyła dane ze sterownika sprzętowego do głównej pamięci RAM bez konieczności wykonywania przez procesor czegokolwiek.

Gdy dysk twardy jest wykonywany z żądaniem i odpowiednie dane zostały załadowane do pamięci RAM przez DMA, wysyła żądanie przerwania, które informuje CPU, że dane zostały załadowane do pamięci RAM. W tym momencie procesor może przenieść kontrolę z powrotem do procesu 1. Tak więc procesor nie musi mikromanażować wszystkich zadań związanych z I / O. kiedyś tak było, ale te triki (przerwania, DMA, specjalne Kontrolery) były opracowany w celu poprawy wydajności procesora i zwiększenia wydajności.