1. Richiesta software: Il componente dell'applicazione o del sistema operativo che necessita di dati avvia una richiesta. Questo potrebbe essere un file lettura, un'operazione di scrittura o altri accessi ai dati. Questa richiesta è tradotta in una chiamata di sistema:una richiesta al kernel del sistema operativo.
2. Intervento del kernel: Il kernel, il nucleo del sistema operativo, riceve la chiamata di sistema. Verifica la richiesta (ad es. Garantire che l'utente abbia le autorizzazioni per accedere al file), traduce la richiesta in un'istruzione di livello inferiore e prepara i parametri necessari.
3. Interazione del driver del dispositivo: Il kernel interagisce con il driver del dispositivo appropriato. Un driver del dispositivo è un componente software che funge da intermediario tra il kernel del sistema operativo e un dispositivo hardware specifico (in questo caso, il disco rigido). Il conducente comprende i dettagli su come comunicare con il controller del disco rigido.
4. DMA (accesso alla memoria diretta): Fondamentalmente, il driver utilizza spesso DMA per trasferire i dati. Questa è una funzione hardware che consente al controller del disco rigido di trasferire i dati direttamente da e verso la RAM del sistema, bypassando il coinvolgimento della CPU in ogni singolo trasferimento di byte. Questo è significativamente più efficiente. Il conducente istruisce il controller del disco rigido tramite una serie di comandi inviati su un bus (come SATA o NVME). Questi comandi specificano la posizione sul disco rigido (cilindro, testa, settore o blocco logico che si indirizzano nelle unità moderne) e la quantità di dati da trasferire.
5. Gestione degli interrupt: Una volta che il disco rigido completa il trasferimento dei dati (lettura o scrittura), invia un segnale di interrupt alla CPU. Questo interrupt segnala che il trasferimento dei dati è finito e la CPU dovrebbe riprendere l'elaborazione.
6. Gestione dei dati: La CPU, rispondendo all'interrupt, passa a una speciale routine di servizio di interruzione (ISR) associata al driver del disco rigido. Il driver informa quindi il kernel che l'operazione è completa. Il kernel, a sua volta, rende i dati disponibili per l'applicazione che originariamente lo richiedeva.
7. Gestione degli errori: Durante questo processo, sono in atto meccanismi di gestione degli errori. Il controller del disco rigido, il driver e il kernel hanno tutti modi per rilevare e gestire errori (ad es. Settori cattivi, disconnessioni del cavo, errori di lettura).
In sintesi, il sistema operativo non parla direttamente con il disco rigido. Utilizza un approccio a strati:l'applicazione -> kernel -> driver del dispositivo -> controller hardware -> disco rigido. DMA è la chiave per un efficiente trasferimento di dati, minimizzando il coinvolgimento della CPU nel movimento dei dati effettivi. Interrompe il completamento del segnale e gli errori della CPU, consentendole di gestire più attività contemporaneamente.
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