Wie werden periphere Geräte an der CPU angemeldet?

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Wie werden periphere Geräte an der CPU angemeldet?

Periphere Geräte werden im Sinne eines sequentiellen Aufzeichnungen von Ereignissen nicht direkt an der CPU "protokolliert". Stattdessen kommunizieren sie mit der CPU über verschiedene Mechanismen, abhängig von der Art des Geräts und der Systemarchitektur. Die Schlüsselkonzepte sind Interrupts und Direkter Speicherzugriff (DMA) .

1. Interrupts:

* Wie es funktioniert: Ein peripheres Gerät signalisiert die CPU, wenn sie Aufmerksamkeit benötigt (z. B. eine Taste auf einer Tastatur, Daten, die von einer Netzwerkkarte bereit sind). Dieses Signal wird als Interrupt -Anforderung (IRQ) bezeichnet. Die CPU setzt ihre aktuelle Aufgabe aus, spart ihren Zustand und springt zu einer Interrupt -Handler -Routine, die für das Gerät spezifisch ist, das den Interrupt generiert hat. Der Handler verarbeitet die Anfrage des Geräts (Daten lesen, einen Befehl bestätigen usw.). Nach der Verarbeitung stellt die CPU ihren vorherigen Zustand wieder her und setzt ihre unterbrochene Aufgabe wieder auf.

* Protokollierungsaspekt: Interrupts protokollieren nichts von Natur aus. Sie sind einfach ein Mechanismus zur Signalisierung von Ereignissen. Der Interrupt -Handler * könnte jedoch Informationen über den Interrupt (z. B. Zeitstempel, Geräte -ID, Daten empfangen) in eine Protokolldatei oder einen anderen Speicher schreiben. Dies ist eine Protokollierung auf Softwareebene, keine direkte Hardware-Protokollierung der CPU selbst.

2. Direkter Speicherzugriff (DMA):

* Wie es funktioniert: DMA ermöglicht es einem peripheren Gerät, Daten direkt in oder vom Hauptspeicher zu übertragen, ohne die CPU in jede einzelnen Datenübertragung einzubeziehen. Dies ist für Hochgeschwindigkeitsgeräte wie Festplatten oder Netzwerkkarten von entscheidender Bedeutung. Die CPU initialisiert die DMA -Übertragung (Angabe von Quelle, Ziel und Datenmenge), und dann verarbeitet der DMA -Controller die Übertragung. Sobald die Übertragung abgeschlossen ist, signalisiert der DMA -Controller die CPU über einen Interrupt.

* Protokollierungsaspekt: Ähnlich wie bei Interrupts loget sich DMA nicht direkt an. Die CPU kann den Start und Ende der DMA -Übertragungen für Leistungsüberwachung oder Debugging -Zwecke protokollieren. Die tatsächliche Datenübertragung wird jedoch vom DMA -Controller behandelt.

3. Memoy-Maked I/O:

* Wie es funktioniert: Einige Peripheriegeräte sind durch maßstabuleditiertes E/O mit der CPU verbunden. Dies bedeutet, dass bestimmte Speicheradressen den Registern des Peripherers zugewiesen werden. Die CPU kann diese Adressen aus lesen und schreiben, um die peripheren und austauschenden Daten zu steuern.

* Protokollierungsaspekt: Wieder tritt keine inhärente Protokollierung auf. Die CPU kann Daten aus den peripheren Registern lesen und diese Daten nach Bedarf in den Speicher oder eine Datei protokollieren.

Zusammenfassend:

Die CPU hat kein integriertes "Peripheral Device Log". Die Kommunikation erfolgt durch Interrupts und DMA, sodass Peripheriegeräte die CPU signalisieren und Daten effizient austauschen können. Jede Protokollierung der peripheren Aktivität wird durch Software implementiert, die auf der CPU ausgeführt wird, unter Verwendung der Daten, die über diese Kommunikationsmechanismen erhalten wurden. Diese Protokollierung kann zum Debuggen, Überwachen, Auditieren oder anderen Zwecken verwendet werden.