Πώς αλληλεπιδρά η CPU με συσκευές εισόδου;

Η CPU αλληλεπιδρά με συσκευές εισόδου μέσω μιας σειράς βημάτων που περιλαμβάνουν στοιχεία υλικού και λογισμικού:

1. Απόκτηση δεδομένων:

* Συσκευή εισόδου: Η συσκευή εισόδου καταγράφει δεδομένα από τον χρήστη, όπως πληκτρολογήσεις σε πληκτρολόγιο, κινήσεις ποντικιού ή βρύσες οθόνης αφής. Μετατρέπει αυτά τα δεδομένα σε ένα ηλεκτρονικό σήμα.

* Ελεγκτής εισόδου: Ο ελεγκτής εισόδου είναι ένα εξειδικευμένο τσιπ μέσα στη συσκευή εισόδου που διαχειρίζεται τη διαδικασία λήψης δεδομένων και μετατροπής. Μεταφράζει την ακατέργαστη είσοδο σε μια μορφή που μπορεί να καταλάβει ο υπολογιστής.

* λεωφορείο: Ο ελεγκτής εισόδου στέλνει τα ψηφιοποιημένα δεδομένα μέσω του δίαυλου συστήματος, μια οδό επικοινωνίας που συνδέει όλα τα στοιχεία του υπολογιστή.

2. Μεταφορά και ερμηνεία δεδομένων:

* Αίτημα διακοπής: Ο ελεγκτής εισόδου στέλνει ένα αίτημα διακοπής στη CPU, σηματοδοτώντας τη διαθεσιμότητα νέων δεδομένων.

* Χειρισμός διακοπής: Η CPU παύει προσωρινά την τρέχουσα εργασία της και μεταβαίνει σε ρουτίνα χειριστή διακοπής. Αυτή η ρουτίνα καθορίζει την πηγή της διακοπής και τον τρόπο επεξεργασίας των δεδομένων.

* Οδηγός: Ο χειριστής διακοπής χρησιμοποιεί ένα πρόγραμμα οδήγησης συσκευής, ένα στοιχείο λογισμικού που λειτουργεί ως ενδιάμεσος μεταξύ του υλικού και του λειτουργικού συστήματος. Ο οδηγός ερμηνεύει τα δεδομένα που λαμβάνονται από τη συσκευή εισόδου και τα μεταφράζουν σε μορφή που χρησιμοποιείται από το λειτουργικό σύστημα.

3. Επεξεργασία και έξοδος δεδομένων:

* Λειτουργικό σύστημα: Το λειτουργικό σύστημα λαμβάνει τα μεταφρασμένα δεδομένα από το πρόγραμμα οδήγησης και το χειρίζεται με βάση το σκοπό του. Μπορεί να αποθηκεύσει τα δεδομένα, να τα εμφανίσει στην οθόνη ή να τα στείλει σε μια εφαρμογή.

* Εφαρμογή: Εάν τα δεδομένα προορίζονται για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, το λειτουργικό σύστημα προωθεί το κατάλληλο πρόγραμμα. Στη συνέχεια, η εφαρμογή επεξεργάζεται τα δεδομένα σύμφωνα με τη λειτουργικότητά της.

Παράδειγμα:

Φανταστείτε ότι πληκτρολογείτε ένα έγγραφο στον υπολογιστή σας:

1. Συσκευή εισόδου: Πατήστε ένα πλήκτρο στο πληκτρολόγιό σας. Το πληκτρολόγιο μετατρέπει το πληκτρολόγιο σε ένα ηλεκτρικό σήμα.

2. Ελεγκτής εισόδου: Ο ελεγκτής του πληκτρολογίου ψηφιοποιεί το σήμα και το στέλνει μέσω του λεωφορείου.

3. Αίτημα διακοπής: Ο ελεγκτής στέλνει μια διακοπή στη CPU.

4. Χειρισμός διακοπής: Η CPU αναστέλλει την τρέχουσα εργασία της και επεξεργάζεται τη διακοπή.

5. Οδηγός: Ο οδηγός πληκτρολογίου ερμηνεύει το σήμα και το μεταφράζει σε κωδικό χαρακτήρα.

6. Λειτουργικό σύστημα: Το λειτουργικό σύστημα λαμβάνει τον κωδικό χαρακτήρων και τον εισάγει στο ενεργό έγγραφο.

7. Εφαρμογή: Η εφαρμογή επεξεργαστή κειμένου εμφανίζει τον πρόσφατα δακτυλογραφημένο χαρακτήρα στην οθόνη.

Συνοπτικά: Η CPU αλληλεπιδρά με συσκευές εισόδου μέσω μιας σύνθετης αλληλεπίδρασης υλικού και λογισμικού, βασιζόμενοι σε σήματα διακοπής, οδηγούς και το λειτουργικό σύστημα για να λαμβάνουν και επεξεργάζονται δεδομένα από το χρήστη.