对于计算机硬件控制方法的认识（《程序是怎样跑起来的》第11章）

在《程序是怎样跑起来的》前几张中提到，用户通过操作系统来控制硬件，也就是通过系统调用也称API来调用硬件的。在第11章中讲到，用户使用Windows系统来控制硬件实质上是使用指令间接控制的，指令是由Windows系统发出的。而发出的指令例如书中所举的是IN/OUT指令，是用来控制输入和输出的。IN/OUT指令因其语法格式，需要提供基本的端口号，而端口简而言之就是储存输入输出数据的内存。端口位于I/O控制器中，而I/O控制器实质上是IC原件的集合，与CPU有着相似的原理（都是通过电流的不同来传递信号），而且计算机中存在多个I/O控制器，因此就可以连接多个外围设备，不同的I/O控制器也是不同的端口，都有独属于自己的地址也叫端口号。而IN/OUT指令就是将指定的端口号的数据输入到CPU中，再由CPU输出到端口。如此用户就间接通过操作系统发送指令来控制输入输出了。
当多个外围设备连接到计算机时，就会有多个程序运行，因此为了保证处理的顺畅进行，就有IRQ中断处理来解决。就像书中所举的例子，处理文档和电话是两个程序，当突然来电话时，电话就叫做中断设备，假使没有中断处理，那么只能等处理完文档再接电话。因此，中断处理的好处显而易见。同时为了避免多个程序同时进行，“中断控制器”就会先拦截下需要处理的程序，按照顺序向CPU传递信号。在这一过程中，CPU接收到中断请求，就会把“手头上”的数据暂时放入栈中，来处理中断请求，等处理完后再将栈中数据拿回到寄存器。除此之外，还有叫做DMA机制，这种机制不经过CPU，直接向内存输入数据。因此DMA机制会使运行更加的方便快捷。
文字和图像这些在计算机显示器中显示的信息都存储在VRAM内存之中，但是由于VRAM内存的容量问题无法更好的显示文字或图片，因此显卡作为专用硬件就被独立分出去，显卡包括GPU和VRAM，拥有自己独立的内存。以此来更好的显示文字或图像。