（十一）硬件控制方法

Windows中，使用C语言等高级编程语言时，很少有能直接控制硬件的指令，因为对硬件的控制是由Windows操作系统负责的。

但是，应用可以间接控制硬件，方法是使用系统调用来控制硬件。系统调用即使用API中的函数，API是DLL文件的集成，而控制硬件的小函数的实体储存在DLL库文件中。

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然而，Windows操作系统本事也是软件，它是怎么控制硬件的？
向CPU传递某些指令。

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支持硬件输入输出的IN指令和OUT指令

IN指令和OUT指令也是汇编语言的助记符。
IN指令：通过指令端口号的端口输入数据，储存在CPU内的寄存器中。
OUT指令：把CPU内寄存器中的数据，通过指定端口号的端口输出。

端口（port）和端口号是什么？

计算机主机中，附带了用来连接外设的连接器。
连接器的内部，有用于交换主机和外设之间的电流特性的 IC，即为I/0控制器。
不同的外设都有各自不同的I/O控制器。

I/O控制器中用于临时保存输入输出数据的内存，即为端口。

I/O控制器的内存，也成为寄存器，但与CPU中寄存器不同，它只用于临时存储数据。

各断口之间以端口号进行划分，端口号也称为 I/O地址。
可以发现，Windows操作系统，使用IN指令和OUT指令，通过端口和端口号，对硬件输入输出数据。与通过内存地址对内存的读写数据是一致的。

中断机制

IRQ（Interrupt Request）：中断请求。
中断（Interrupt）：暂停正在运行的程序，跳转到其他程序运行的机制。

发出中断请求的是连接外设的I/O控制器，实施中断处理程序的是CPU。

为进行区分，外设的中断请求使用不同于端口号的中断编号。
查看外设驱动器属性时，IRQ处的数值表示中断编号，而操作系统和BIOS提供响应这个中断编号的中断处理程序。

中断控制器：多个外设同时请求中断时，将它们的中断请求有序传递给CPU的IC。中断控制器位于I/O控制器和CPU之间。

DMA机制（Direct Memory Access）

DMA：不经过CPU，外设和内存直接数据交换。利用DMA，可以做到短时间内大量传输数据。

文字和图片的显示机制

VRAM（Video RAM）: 内存的一部分，用于储存显示器中显示的信息。只要往VRAM中写入数据，该数据就会在显示器中显示出来。
对现在的计算器来说，VRAM不再位于主机内存中，因为那太小了。现在的VRAM位于显卡中，数百MB是必须的。

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