DMA模式

直接存儲器存取方式，主要用於快速設備和主存儲器成批交換數據的場合。在這種應用中，處理問題的出發點集中到兩點：一是不能丟失快速設備提供出來的數據，二是進一步減少快速設備入出操作過程中對CPU的打擾。這可以通過把這批數據的傳輸過程交由一塊專用的接口卡（DMA接口）來控制，讓DMA卡代替CPU控制在快速設備與主存儲器之間直接傳輸數據，此時每傳輸一個數據只需一個總線週期即可。從共同使用總線的角度看，DMA和CPU成為競爭對手關係。當完成一批數據傳輸之後，快速設備還是要向CPU發一次中斷請求，報告本次傳輸結束的同時，"請示"下一步的操作要求。

PIO模式下硬盤和內存之間的數據傳輸是由CPU來控制的；而在DMA模式下，CPU只須向DMA控制器下達指令，讓DMA控制器來處理數據的傳送，數據傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣就很大程度上減輕了CPU資源佔有率。DMA模式與PIO模式的區別就在於，DMA模式不過分依賴CPU，可以大大節省系統資源，二者在傳輸速度上的差異並不十分明顯。DMA模式又可以分為Single-Word DMA（單字節DMA）和Multi-Word DMA（多字節DMA）兩種，其中所能達到的最大傳輸速率也只有16.6MB/s。

DMA 傳送方式的優先級高於程序中斷，兩者的區別主要表現在對CPU的干擾程度不同。程序中斷請求不但使CPU停下來，而且要CPU執行中斷服務程序為中斷請求服務，這個請求包括了對斷點和現場的處理以及CPU與外設的傳送，所以CPU付出了很多的代價；DMA請求僅僅使CPU暫停一下，不需要對斷點和現場的處理，並且是由DMA控制外設與主存之間的數據傳送，無需CPU的干預，DMA只是借用了一點CPU的時間而已。還有一個區別就是，CPU對這兩個請求的響應時間不同，對程序中斷請求一般都在執行完一條指令的時鐘週期末尾響應，而對DMA的請求，由於考慮它的高效性，CPU在每條指令執行的各個階段之中都可以讓給DMA使用，是立即響應。　DMA主要由硬件來實現，此時高速外設和內存之間進行數據交換不通過CPU的控制，而是利用系統總線。DMA方式是I/O系統與主機交換數據的主要方式之一，另外還有程序查詢方式和中斷方式。

DMA 是所有現代電腦的重要特色，他允許不同速度的硬件裝置來溝通，而不需要依於 CPU 的大量 中斷 負載。否則，CPU 需要從 來源 把每一片段的資料複製到 暫存器，然後把他們再次寫回到新的地方。在這個時間中，CPU 對於其他的工作來説就無法使用。

DMA 傳輸重要地將一個內存區從一個裝置複製到另外一個。當 CPU 初始化這個傳輸動作，傳輸動作本身是由 DMA 控制器 來實行和完成。典型的例子就是移動一個外部內存的區塊到芯片內部更快的內存去。像是這樣的操作並沒有讓處理器工作拖延，反而可以被重新排程去處理其他的工作。DMA 傳輸對於高效能 嵌入式系統 算法和網絡是很重要的。

舉個例子，PC ISA DMA 控制器擁有 8 個 DMA 通道，其中的 7 個通道是可以讓 PC 的 CPU 所利用。每一個 DMA 通道有一個 16位元 位址暫存器和一個 16 位元 計數暫存器。要初始化資料傳輸時，裝置驅動程式一起設定 DMA 通道的位址和計數暫存器，以及資料傳輸的方向，讀取或寫入。然後指示 DMA 硬件開始這個傳輸動作。當傳輸結束的時候，裝置就會以中斷的方式通知 CPU。

"分散-收集" (Scatter-gather) DMA 允許在一次單一的 DMA 處理中傳輸資料到多個內存區域。相當於把多個簡單的 DMA 要求串在一起。再一次，這個動機是要減輕 CPU 的多次輸出輸入中斷和資料複製任務。

DRQ 意為 DMA 要求；DACK 意為 DMA 確認。這些符號一般在有 DMA 功能的電腦系統硬件概要上可以看到。他們表示了介於 CPU 和 DMA 控制器之間的電子訊號傳輸線路。