计算机如何在不使用其所有处理能力的情况下休眠/等待？

Question

我从未完全理解计算机如何在不使用其所有处理能力的情况下运行。（这种混乱可能源于大学里可怕的操作系统课程。）

据我所知，一个线程（例如操作系统的调度程序）必须在任何给定的时间点做某事。如果有什么可以做，它只是循环，直到有是事做。我认为，这种性质的循环总是尽可能快地运行，这会耗尽处理器的所有计算能力。

我猜我的误解是一个错误的假设，即“如果无事可做，它就会循环”。但是，我不知道它还能做什么。

Answer 1

计算机具有硬件计时器，可用于在经过特定时间长度时向处理器发出信号。一个这样的项目是高精度事件计时器 (HPET)，在历史上，甚至 RTC 也可以实现类似的目的。

CPU 还能够使用 HLT 指令暂停执行单元并有效地使自己进入睡眠状态。没有循环运行，并且出于所有意图和目的，除了等待中断线被断言的硬件之外，CPU 已经死了。

处理器不是通过循环进行自旋等待，而是简单地告诉硬件在特定时间过去时向它发出警报，然后让核心执行单元进入睡眠状态。一旦时间过去，定时器就会发出一个中断，从而唤醒 CPU 并重新开始执行。

诸如 RTC 之类的低精度计时器将以类似的方式工作，对于每个滴答数，您检查每个滴答声的计数并休眠直到下一个滴答声出现。这是一种实现等待状态的成本相对较低（处理器功率明智）的方法。