In het geprogrammeerde input-output (PIO)-schema is de CPU rechtstreeks betrokken bij het gegevensoverdrachtproces tussen I/O-apparaten en het geheugen. Hier is hoe het werkt:

1. De CPU initieert een gegevensoverdrachtbewerking door besturingssignalen en adresseringsinformatie naar het I/O-apparaat te sturen.

2. De CPU wacht tot het I/O-apparaat gereed is en geeft dit aan door een interruptsignaal naar de CPU te sturen.

3. De CPU leest of schrijft gegevens van of naar het I/O-apparaat, afhankelijk van de bewerking die wordt uitgevoerd.

4. De CPU gaat door met dit proces totdat alle gegevens zijn overgedragen.

Het PIO-schema vereist dat de CPU actief betrokken is bij het beheren van gegevensoverdrachten, wat kan leiden tot inefficiëntie en verminderde systeemprestaties, vooral bij het verwerken van grote hoeveelheden gegevens.

Directe geheugentoegang (DMA):

Direct Memory Access (DMA) is een techniek voor gegevensoverdracht waarmee I/O-apparaten rechtstreeks toegang hebben tot het geheugen zonder de constante tussenkomst van de CPU. Hier is hoe het werkt:

1. De CPU initialiseert de DMA-controller door het geheugenadres en andere noodzakelijke informatie voor de gegevensoverdracht te verstrekken.

2. De DMA-controller neemt de gegevensoverdracht over en leest gegevens rechtstreeks uit of schrijft gegevens naar het geheugen, zonder tussenkomst van de CPU.

3. De DMA-controller beheert de gegevensoverdrachten onafhankelijk, waardoor de CPU tegelijkertijd andere taken kan uitvoeren.

4. Zodra de gegevensoverdracht voltooid is, stuurt de DMA-controller een interruptsignaal naar de CPU om de voltooiing ervan aan te geven.

DMA vermindert de betrokkenheid van de CPU bij gegevensoverdracht aanzienlijk, waardoor de CPU vrijkomt voor het uitvoeren van andere verwerkingstaken. Dit leidt tot verbeterde systeemprestaties en efficiëntie, vooral bij het verwerken van grote hoeveelheden gegevens die snel en gelijktijdig met andere CPU-taken moeten worden overgedragen.

Samenvattend vereist het geprogrammeerde invoer-uitvoerschema dat de CPU direct betrokken is bij de gegevensoverdracht, terwijl DMA ervoor zorgt dat I/O-apparaten rechtstreeks toegang krijgen tot het geheugen, waardoor de CPU-betrokkenheid wordt geminimaliseerd en de algehele systeemprestaties en efficiëntie worden verbeterd.