36.1 标准协议

协议包括四步：

Hint：在等待设备执行完成命令时，浪费了大量的CPU时间。

36.4 利用中断减少CPU开销

CPU不需要不断轮询设备，而是向设备发送一个请求，然后让对应进程睡眠，切换执行其他任务；当设备完成操作时，会抛出一个硬件中断。

中断允许计算与I/O重叠(overlap)，这是提高CPU利用率的关键。

如果没有中断，那么在磁盘I/O时，CPU就会pause停摆。

如果利用中断允许重叠，操作系统就可以在等待磁盘操作时进行计算。

中断并非总是最佳方案，高性能设备处理请求很快，通常在CPU第一次轮询就可以返回结果；如果此时使用中断，反而会变慢(带来了进程的切换、上下文的切换)。

网络中也最好不要使用中断，网络端收到大量数据包，如果每一个包都发生一次中断，那么可能导致OS发生活锁，即不断处理中断而无法处理用户层请求。

如果使用编程的I/O(PIO)将一大块数据传给设备，CPU又会因为琐碎的任务浪费时间和算力：

进程1在运行中向磁盘写一些数据，从内存拷贝到磁盘后，磁盘上的起始位置I/O才开始，此时CPU才可以开始处理其他请求。

使用DMA(DMA引擎是系统中的一个特殊设备，不需要CPU介入就可以协调完成内存和设备间的数据传递)。

DMA工作流程： OS通过编程告诉DMA引擎数据在内存的位置，要考背的大小和目的地，此后OS就可以处理其他请求；当DMA任务完成后，抛出中断。

在最底层，OS的一部分软件清楚设备如何工作，这部分软件是设备驱动程序，所有设备交互的细节都封装在其中

文件系统(包括其上的应用程序)不清楚它使用的是什么类型的磁盘，只需要向通用块设备发送读写请求即可，块设备层会将这些请求路由给对应的设备驱动，然后设备驱动完成真正的底层操作。