CPU与IO设备交互

CPU与IO设备的数据交换方式主要有程序查询方式、程序中断方式以及DMA方式三种。

程序查询方式

CPU按照IO设备的优先级按序查询IO设备是否已有数据准备就绪。

程序中断方式

当IO设置有数据准备就绪时，就向操作系统发起中断信号，然后又操作系统启动中断处理程序，来响应IO设备。

DMA方式

DMA，全称为Direct Memory Access，直接内存存取。DMA传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间。当CPU初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA 控制器来实行和完成。在实现DMA传输时，是由DMA控制器直接掌管总线，因此，存在着一个总线控制权转移问题。即DMA传输前，CPU要把总线控制权交给DMA控制器，而在结束DMA传输后，DMA控制器应立即把总线控制权再交回给CPU。

简单来说，有了DMA控制器，在使用DMA控制器将IO设备的数据复制到内存时，就不需要CPU去执行任何指令啦，CPU继续做其他的工作，完全交由DMA控制器来处理（相当于DMA控制器在执行指令进行数据的复制操作）。下图是程序中断方式和DMA方式的区别示意图：

学习资料参考于：
唐朔飞版《计算机组成原理》