DMAとプログラムI/Oの違い：データ転送の方法を比較

正解：B. CPUは転送の番地や長さを記述子に書いて機器に知らせるだけで、機器が記述子を読んで自分で転送を進める

記述子のリングは、メインメモリ上に並べた「どの番地から何バイト送るか」を書いた表を輪のように使うしくみです。CPUは空いている記述子に転送の内容を書き、機器のレジスタに「ここまで書いた」と1回知らせます。機器はDMAで記述子を読み、データを転送し、終わった記述子に完了の印を付けます。CPUと機器が互いを待たずに多くの転送を進められます。

正解：C. 変換が終わるたびにCPUが割り込みで読む必要がなく、DMAがメモリに並べてくれるので、CPUの負担が減る

変換のたびに割り込みでCPUが結果を読むと、1秒に数万回の取り込みでは割り込みの手間だけでCPUの多くの時間が使われます。DMAを使えば、変換が終わるたびにDMAが結果をメモリの配列に順に書き込み、配列がいっぱいになったときだけCPUに知らせます。タイマで変換を始める設定と組み合わせれば、正確な間隔での取り込みをCPUなしで続けられます。

正解：B. 該当する範囲のキャッシュの内容を無効にして、主記憶から読み直すようにする

DMAはCPUを通さずに装置と主記憶の間でデータを転送するため、ハードウェアが一貫性を保たないシステムでは、CPUのキャッシュにはその範囲の古いデータが残っていることがあります。そのまま読むと、DMAで届いた新しいデータではなく古い値を読んでしまいます。そこでドライバは、読む前にその範囲のキャッシュを無効にして、主記憶から新しい値を読ませます。逆に装置に送るデータは、DMAを始める前にキャッシュから書き戻しておきます。