CPU 与外设通信

2018.04.17

IO 设备分为块设备、字符设备。

块设备：U 盘、硬盘、CD。数据存储在固定大小的块中，有地址。

字符设备：鼠标、键盘、打印机。字符流。无地址。

IO 总线：为了 CPU 与外设通信。但同一时间只能有一条通道。

IO 端口：为了 CPU 能识别出外设。

内存映射 IO 端口：把 IO 地址写入内存中，方便 CPU 访问。

轮询（程序式 IO）：CPU 不断询问硬盘有没有把数据送到磁盘控制器缓冲区了。且 CPU 会一直霸占总线。

中断：CPU 有一条中断请求线，硬盘把数据送到磁盘控制器缓冲区后往这个地方发一个信号，CPU 每执行一条指令后会检查。
异步、事件驱动的思想。node.js、AJAX。

中断控制器：决定中断的优先级。

CPU 只认内存。鼠标、键盘、硬盘的数据通通得搬到内存。

磁盘控制器：把数据从硬盘搬运到内存。

总线

把硬盘数据送到 CPU 过程是这样的：
硬盘先把数据送到磁盘控制器缓冲区，发出中断，CPU 发出指令把数据送到内存，最后才送到 CPU。

对于小数据，如键盘，鼠标产生的数据，磁盘控制器缓冲区能一次性就能缓存这些数据，只需发一次中断给 CPU，CPU 再发出指令就能把数据送到内存。

对于大数据，如硬盘上的数据，磁盘控制器缓冲区每次装满后都要向 CPU 申请中断把数据运到内存，由于数据量大，磁盘控制器缓冲区都有装多次才能装完，相应地，也要申请多次中断，这样 CPU 也要发出多次指令。

DMA 是用来解决大数据传输的。直到所有数据发送到内存后才向 CPU 发出中断。
注意没有 DMA 的小数据传输是把数据发送到磁盘控制器缓冲区，就向 CPU 发出中断，然后在 CPU 指令下把数据送到内存。

但 DMA 把数据从磁盘控制器缓冲区运到内存动用到总线，这时 CPU 就没法用了。