De CPU (Central Processing Unit) en invoer-/uitvoerapparaten (I/O) hebben een cruciale, maar indirecte relatie. De CPU is het ‘brein’ van de computer, verantwoordelijk voor het verwerken van instructies en het uitvoeren van berekeningen. I/O-apparaten zijn de middelen waarmee de computer communiceert met de buitenwereld. De relatie is als volgt:
* De CPU stuurt I/O-bewerkingen aan: De CPU heeft geen directe interactie met I/O-apparaten. In plaats daarvan stuurt het opdrachten (via software) naar gespecialiseerde hardwarecomponenten (zoals controllers of stuurprogramma's) die de I/O-apparaten beheren. Wanneer u bijvoorbeeld op een toetsenbord (een invoerapparaat) typt, leest de CPU de toetsaanslagen niet rechtstreeks. De toetsenbordcontroller regelt dit en stuurt de informatie naar de CPU wanneer deze gereed is.
* I/O-apparaten leveren gegevens aan de CPU: Invoerapparaten (toetsenbord, muis, scanner, etc.) voeren gegevens in het computersysteem in. Deze gegevens worden vervolgens verwerkt door de CPU. Uitvoerapparaten (monitor, printer, luidsprekers, enz.) ontvangen gegevens van de CPU om weer te geven, af te drukken of af te spelen.
* Onderbreekt: I/O-apparaten onderbreken vaak de CPU wanneer ze gegevens gereed hebben of aandacht nodig hebben. Dit maakt een efficiënte afhandeling van asynchrone gebeurtenissen mogelijk (gebeurtenissen die op onvoorspelbare tijdstippen plaatsvinden). De harde schijf kan bijvoorbeeld de CPU onderbreken om aan te geven dat deze klaar is met het lezen van een bestand.
* DMA (directe geheugentoegang): Voor snelle I/O-apparaten maakt DMA gegevensoverdracht rechtstreeks tussen het I/O-apparaat en het geheugen mogelijk, waarbij de CPU wordt omzeild. Dit maakt de CPU vrij voor andere taken en verbetert de prestaties. De CPU initieert echter nog steeds de DMA-overdracht.
In wezen is de CPU de orkestrator. Het beheert de gegevensstroom van en naar I/O-apparaten, maar is afhankelijk van andere hardwarecomponenten om de fysieke interactie daadwerkelijk af te handelen. De relatie is er een van controle en gegevensuitwisseling, en niet van een directe fysieke verbinding. |