Как работает интерфейс между центральным процессором и внешними устройствами в компьютерных системах?

Интерфейс между центральным процессором и внешними устройствами в компьютерных системах работает следующим образом: smt-org.ru

1. Со стороны компьютера интерфейс реализуется совокупностью аппаратных и программных средств: контроллером периферийного устройства и специальной программой, управляющей этим контроллером (драйвером соответствующего периферийного устройства). smt-org.ru
2. Периферийные устройства могут принимать от компьютера как данные, например байты информации, так и команды управления, в ответ на которые устройство управления периферийного устройства может выполнить специальные действия, например перевести головку диска на требуемую дорожку или вытолкнуть лист бумаги из принтера. smt-org.ru
3. Периферийное устройство использует внешний интерфейс компьютера не только для приёма информации, но и для передачи информации в компьютер, то есть обмен данными по внешнему интерфейсу, как правило, является двунаправленным. smt-org.ru
4. Приложение, которому требуется передать некоторые данные на периферийное устройство, обращается с запросом на выполнение операции ввода-вывода к операционной системе компьютера. smt-org.ru В запросе указываются: адрес данных в оперативной памяти, идентифицирующая информация о периферийном устройстве и операция, которую надо выполнить. smt-org.ru
5. Получив запрос, операционная система запускает соответствующий драйвер, передавая ему в качестве параметра адрес выводимых данных. smt-org.ru
6. Дальнейшие действия по выполнению операции ввода-вывода со стороны компьютера реализуются совместно драйвером и контроллером периферийного устройства. smt-org.ru Контроллер работает под управлением драйвера. smt-org.ru Он принимает команды и данные от драйвера в свой внутренний буфер, а затем производит необходимые преобразования данных и команд, полученных от драйвера, в соответствии с форматами, понятными устройству управления периферийного устройства, и выдаёт их на внешний интерфейс. smt-org.ru

Передача данных между центральным процессором и устройствами ввода-вывода может осуществляться в различных режимах: www.geeksforgeeks.org

• Запрограммированный ввод-вывод. www.geeksforgeeks.org Происходит в результате выполнения инструкций ввода-вывода, которые записаны в компьютерной программе. www.geeksforgeeks.org Каждая передача элемента данных инициируется инструкцией в программе. www.geeksforgeeks.org
• Ввод-вывод, инициируемый прерыванием. www.geeksforgeeks.org Интерфейс продолжает мониторинг устройства, и когда определяется, что устройство готово к передаче данных, оно инициирует сигнал запроса прерывания на компьютер. www.geeksforgeeks.org При обнаружении внешнего сигнала прерывания центральный процессор на мгновение останавливает задачу, которую он уже выполнял, переходит к сервисной программе для обработки передачи ввода-вывода, а затем возвращается к задаче, которую он выполнял первоначально. www.geeksforgeeks.org
• Прямой доступ (DMA). al-tm.ru Это способ обмена между внешним устройством и динамической памятью, при котором управление операциями обмена по интерфейсу между регистром данных устройства и последовательно расположенными ячейками памяти, осуществляет контроллер прямого доступа к памяти, а микропроцессор в это время находится в отключённом от интерфейса состоянии. al-tm.ru