Как работает система ввода-вывода в компьютерных сетях?

Система ввода-вывода в компьютерных сетях работает следующим образом: она принимает запрос приложения на ввод-вывод и посылает его физическому устройству, затем принимает ответ от устройства и посылает его приложению. habr.com

Некоторые компоненты системы ввода-вывода:

• Драйверы устройств. habr.com it.vstu.by Управляют устройствами, включая их инициализацию, настройку, отправку команд и получение данных. it.vstu.by Например, драйвер видеокарты обрабатывает запросы на вывод изображения на монитор. it.vstu.by
• Очередь запросов. it.vstu.by Служит для организации и контроля доступа к ресурсам ввода-вывода. it.vstu.by Когда множество процессов или потоков пытаются одновременно обратиться к устройствам, очередь запросов позволяет распределить доступ к ресурсам в соответствии с их порядком поступления. it.vstu.by
• Диспетчер ввода-вывода. it.vstu.by Компонент операционной системы, который управляет и оптимизирует порядок обработки запросов на ввод и вывод данных к устройствам хранения, таким как жёсткие диски. it.vstu.by

Для связи между центральным процессором и устройством ввода-вывода используются разные подходы: habr.com

• Специальная команда ввода-вывода. habr.com При этом используются инструкции CPU, специально разработанные для управления устройствами ввода-вывода. habr.com
• Ввод-вывод с привязкой к памяти. habr.com Устройство подключается непосредственно к определённым местам основной памяти, чтобы устройство ввода-вывода могло передавать блок данных в/из памяти, не проходя через центральный процессор. habr.com
• Прямой доступ к памяти (DMA). habr.com Процессор предоставляет модулю ввода-вывода полномочия на чтение из памяти или запись в память без его участия. habr.com Модуль DMA сам управляет обменом данными между основной памятью и устройством ввода-вывода. habr.com Центральный процессор участвует только в начале и конце передачи данных и прерывается только после передачи всего блока. habr.com
• Ввод-вывод с прерыванием. habr.com Контроллер устройства подаёт сигнал прерывания на системную шину, когда ему требуется внимание процессора. habr.com Когда процессор получает прерывание, он сохраняет своё текущее состояние и вызывает соответствующий обработчик прерывания. habr.com Когда прерывающее устройство обработано, центральный процессор продолжает выполнение своей первоначальной задачи, как если бы он никогда не был прерван. habr.com