La oss bryte ned det grunnleggende input-output (I/O) -systemet innen datamaskinens firmware, og forklarer nøkkelkomponentene og hvordan de fungerer.

firmware og dens rolle

* firmware er det første programmet som kjører når en datamaskin starter opp. Det er egentlig datamaskinens "Wake-Up Call", og den kontrollerer de første trinnene i oppstartsprosessen.

* BIOS (Basic Input/Output System) eller UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) er typer firmware som ofte brukes i moderne datamaskiner.

Det grunnleggende input-output-systemet

I/O -systemet, som en del av firmware, administrerer strømmen av data mellom datamaskinens kjernekomponenter og eksterne enheter. Her er en forenklet visning:

1. Initialisering: Når datamaskinen styrer, begynner firmware med å sjekke systemets maskinvare:

- Post (Power-on Self Test): Denne testen undersøker CPU, RAM, harddisker og andre avgjørende komponenter for å sikre at de fungerer som de skal.

- Deteksjon av oppstartsenhet: Firmware søker etter oppstartsenheten (vanligvis en harddisk eller SSD). Den identifiserer oppstartspartisjonen og laster opp Boot Loader -programmet fra det.

2. Enhetsdrivere: I/O -systemet er avhengig av enhetsdrivere, som er små programmer som lar datamaskinen forstå og kommunisere med spesifikke maskinvarekomponenter.

3. Input: Dette refererer til å motta data fra eksterne enheter:

- tastatur: Tastetrykk blir oversatt til tegn datamaskinen kan forstå.

- mus: Bevegelse og klikk tolkes og sendes til operativsystemet.

- Network Interface Card (NIC): Datapakker mottas fra nettverket.

4. Output: Dette refererer til å sende data til eksterne enheter:

- Monitor: Viser tekst og grafikk.

- høyttalere: Spiller lyd.

- skrivere: Skriver ut dokumenter.

- Network Interface Card (NIC): Overfører datapakker til nettverket.

Nøkkelkomponenter i I/O -systemet:

* Avbruddskontrollere: Disse håndterer avbruddsforespørsler fra forskjellige enheter, og signaliserer CPU når noe trenger oppmerksomhet.

* Memory-Mapped I/O: I/O -systemet bruker spesifikke minneplasser for å kommunisere med enheter.

* Port -kartleggere: Disse håndterer tildelingen av I/O -porter til spesifikke enheter.

operativsystemets rolle

Mens I/O -systemet i firmware håndterer det første oppsettet, overtar operativsystemet flertallet av I/O -styringen når det har lastet. Operativsystemet:

* Administrerer enhetsdrivere.

* Tildeler ressurser til forskjellige enheter.

* Håndterer flyt av data mellom datamaskinen og enhetene.

Eksempel:

Se for deg at du skriver et bokstav på tastaturet ditt. Slik fungerer I/O -systemet:

1. Input: Tastaturet sender et signal til I/O -systemet, noe som indikerer at en nøkkel er trykket på.

2. avbrudd: I/O -systemet genererer et avbrudd for å varsle CPU.

3. behandling: CPU, ledet av den aktuelle enhetsdriveren, mottar tastetrykkinformasjonen.

4. Output: Operativsystemet viser den skrevne bokstaven på skjermen.

Sammendrag:

Det grunnleggende input-output-systemet innen firmware fungerer som grunnlaget for datamaskinens kommunikasjon med maskinvaren. Den initialiserer systemet, administrerer enhetsdrivere og håndterer flyt av data mellom datamaskinens kjernekomponenter og eksterne enheter.