Как процессор взаимодействует с периферийными устройствами?
Когда вы объявляете ссылочную переменную (т. е. объект), вы действительно создаете указатель на объект. Рассмотрим следующий код, в котором вы объявляете переменную примитивного типа int:
int x;
x = 10;
В этом примере переменная x является int, и Java инициализирует ее для 0. Когда вы назначаете его 10 во второй строке, ваше значение 10 записывается в ячейку памяти, на которую указывает x.
Но когда вы пытаетесь объявить ссылочный тип, произойдет что-то другое. Возьмите следующий код:
Integer num;
num = new Integer(10);
Первая строка объявляет переменную с именем num, но она не содержит примитивного значения. Вместо этого он содержит указатель (потому что тип Integer является ссылочным типом). Поскольку вы еще не указали, что указать на Java, он устанавливает значение null, что означает «Я ничего не указываю».
Во второй строке ключевое слово new используется для создания экземпляра (или создания ) объекту типа Integer и переменной указателя num присваивается этот объект. Теперь вы можете ссылаться на объект, используя оператор разыменования . (точка).
Exception, о котором вы просили, возникает, когда вы объявляете переменную, но не создавали объект. Если вы попытаетесь разыменовать num. Перед созданием объекта вы получите NullPointerException. В самых тривиальных случаях компилятор поймает проблему и сообщит вам, что «num не может быть инициализирован», но иногда вы пишете код, который непосредственно не создает объект.
Например, вы можете имеют следующий метод:
public void doSomething(SomeObject obj) {
//do something to obj
}
В этом случае вы не создаете объект obj, скорее предполагая, что он был создан до вызова метода doSomething. К сожалению, этот метод можно вызвать следующим образом:
doSomething(null);
В этом случае obj имеет значение null. Если метод предназначен для того, чтобы что-то сделать для переданного объекта, целесообразно бросить NullPointerException, потому что это ошибка программиста, и программисту понадобится эта информация для целей отладки.
Альтернативно, там могут быть случаи, когда цель метода заключается не только в том, чтобы работать с переданным в объекте, и поэтому нулевой параметр может быть приемлемым. В этом случае вам нужно будет проверить нулевой параметр и вести себя по-другому. Вы также должны объяснить это в документации. Например, doSomething может быть записано как:
/**
* @param obj An optional foo for ____. May be null, in which case
* the result will be ____.
*/
public void doSomething(SomeObject obj) {
if(obj != null) {
//do something
} else {
//do something else
}
}
Наконец, Как определить исключение & amp; причина использования Трассировки стека
2 ответа
В более старых архитектурах доступ к периферийным устройствам осуществлялся через отдельный механизм доступа к памяти со специальными инструкциями ввода / вывода. На x86 были (и есть!) Инструкции «in» и «out» для передачи байтов между процессором и периферийным устройством. Периферийным устройствам были даны адреса, например, 0x80 для клавиатуры. Упрощая многое, выполнение «в 0x80» будет считывать байт из контроллера клавиатуры в регистр ЦП «AL».
В современных архитектурах доступ к периферийным устройствам осуществляется аналогично памяти: через сопоставленные адреса памяти на шине. Вы не должны думать о шине как о способе доступа к памяти. Это больше способ обратиться к отдельным периферийным устройствам, из которых память (RAM / DDR) - только один тип. Например, у вас может быть 2 ГБ ОЗУ по адресам 0x00000000..0x7fffffff. После этого у вас может быть видеокарта 0x80000000..0x80001fff. Контроллер шины (PCIe или любой другой) знает, какие диапазоны адресов идут к какому периферийному устройству.
Память обычно отличается тем, что ее можно кэшировать, поэтому отдельные операции чтения / записи в память обычно не преобразуются непосредственно в отдельные операции чтения / записи в микросхемы ОЗУ. Периферийные устройства помечены как специальные - доступ к ЦП должен осуществляться на периферийном устройстве в точности так, как написано в вашей программе.
Язык, с которым вы разговариваете с периферийными устройствами, в значительной степени зависит от устройства. Общая тема заключается в том, что периферийное устройство отображается где-то в памяти (например, 0x80000000 для нескольких килобайт, как указано выше), с отдельным битом состояния и действиями, управляемыми разными словами (обычно 32 или 64 бита). Мифический пример последовательного порта в 0x80000000:
- Записать 32-битное слово «A» в 0x80000000, поставив в очередь символ «A» в выходном FIFO.
- Записать 32-битное слово от 0x1 до 0x80000004, которое сообщает последовательному порту отправлять свою очередь.
Опять же, полностью составлен только для примера, но настоящий последовательный порт (UART) не так уж и отличается.
Проблема в том, что вы на самом деле не увидите какой-либо из вышеперечисленных схем памяти в современной ОС из-за виртуальной памяти. Указанные выше адреса будут называться «адресами физической памяти» (или адресами шины) - фактическими адресами, которые выходят на шину. CPU вместо этого видит адреса виртуальной памяти. Отдельные периферийные устройства должны быть сопоставлены с виртуальным адресным пространством. Это довольно сложно объяснить и, вероятно, лучше всего это сделать в другом Вопросе, но дело в том, что вы вряд ли получите доступ к периферийному устройству по его фактическому физическому адресу в современной ОС.
Исправьте меня, если я неправ. В основном периферийное устройство связывается с процессором с помощью (взаимодействие периферийных компонентов) PCI , это тип шина , которые подключают устройство непосредственно к процессору. когда команда дана через периферийное устройство (скажите, что любое нажатие кнопки на клавиатуре) она преобразовывается в двоичный код и хранится в памяти в форме кэш-памяти и затем необходимого выполнения, для которого конкретная функция сделана процессором.