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Come vengono registrati i dispositivi periferici alla CPU?

I dispositivi periferici non sono direttamente "registrati" alla CPU nel senso di una registrazione sequenziale di eventi. Invece, comunicano con la CPU attraverso vari meccanismi, a seconda del tipo di dispositivo e dell'architettura del sistema. I concetti chiave sono interrupt e Accesso a memoria diretta (DMA) .

1. Interruzioni:

* Come funziona: Un dispositivo periferico segnala la CPU quando necessita di attenzione (ad es. Un tasto Premere su una tastiera, dati pronti da una scheda di rete). Questo segnale è chiamato una richiesta di interrupt (IRQ). La CPU sospende il suo compito attuale, salva il suo stato e salta a una routine di gestore di interruzione specifica per il dispositivo che ha generato l'interrupt. Il gestore elabora la richiesta del dispositivo (lettura dei dati, riconoscimento di un comando, ecc.). Dopo l'elaborazione, la CPU ripristina il suo stato precedente e riprende il suo compito interrotto.

* Aspetto di registrazione: Gli interrupt non registrano intrinsecamente nulla. Sono semplicemente un meccanismo per eventi di segnalazione. Tuttavia, il gestore dell'interrupt * potrebbe * scrivere informazioni sull'interrupt (ad es. Timestamp, ID dispositivo, dati ricevuti) in un file di registro o altra memoria. Questa è una registrazione a livello di software, non una registrazione hardware diretta da parte della CPU stessa.

2. Accesso a memoria diretta (DMA):

* Come funziona: DMA consente a un dispositivo periferico di trasferire i dati direttamente o dalla memoria principale senza coinvolgere la CPU in ogni singolo trasferimento di dati. Questo è cruciale per dispositivi ad alta velocità come dischi rigidi o carte di rete. La CPU inizializza il trasferimento DMA (specifica dell'origine, destinazione e quantità di dati), quindi il controller DMA gestisce il trasferimento. Una volta completato il trasferimento, il controller DMA segnala la CPU tramite un interrupt.

* Aspetto di registrazione: Simile agli interrupt, DMA non registra direttamente. La CPU potrebbe registrare l'inizio e la fine dei trasferimenti DMA per scopi di monitoraggio delle prestazioni o debug, ma il trasferimento effettivo dei dati viene gestito dal controller DMA.

3. I/O mappato a memoria:

* Come funziona: Alcune periferiche sono collegate alla CPU attraverso I/O mappati nella memoria. Ciò significa che gli indirizzi di memoria specifici sono assegnati ai registri della periferica. La CPU può leggere e scrivere a questi indirizzi per controllare i dati periferici e scambiati.

* Aspetto di registrazione: Ancora una volta, non si verifica una registrazione intrinseca. La CPU può leggere i dati dai registri periferici e registrare tali dati in memoria o un file secondo necessità.

In sintesi:

La CPU non ha un "registro del dispositivo periferico" integrato. La comunicazione avviene attraverso interruzioni e DMA, consentendo alle periferiche di segnalare la CPU e scambiare i dati in modo efficiente. Qualsiasi registrazione di attività periferica viene implementata attraverso il software in esecuzione sulla CPU, utilizzando i dati ottenuti attraverso questi meccanismi di comunicazione. Questa registrazione può essere utilizzata per il debug, il monitoraggio, il controllo o altri scopi.

 

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