A-1開発・運用の方法論 · オペレーティングシステム

メモリマップドI/O

Memory-mapped I/O

めもりまっぷどあいおー

入出力装置のレジスタを主記憶と同じアドレス空間の一部に割り当て、通常のメモリの読み書き命令で装置を制御する方式。専用の入出力命令が要らないが、装置に割り当てた分だけ主記憶に使えるアドレスが減る。

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他の資格での定義

I/Oデバイスの制御レジスタをメモリアドレス空間に割り当て、通常のメモリアクセス命令でデバイスを制御する方式。プログラミングが統一的になる利点がある。I/OマップドI/Oと対比される。

周辺デバイスのレジスタをメモリアドレス空間に割り当て、通常のメモリアクセス命令でデバイスにアクセスする方式。I/OマップドI/O（専用のI/O命令を使用）と対比される。ARMプロセッサなど多くの組込みプロセッサで採用される。

Past Exams

過去問で 2 回出題（エンベデッドシステムスペシャリスト試験 2）

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

CPUが主記憶や入出力装置にアクセスするとき、アクセス先のアドレスを伝える信号線の束。信号線の本数（ビット幅）で指定できるアドレス空間の大きさが決まり、nビットなら2のn乗個の番地を指定できる。

入出力装置に、主記憶とは別のアドレス空間（I/Oアドレス空間）を割り当て、専用の入出力命令で装置を制御する方式で、ポートマップドI/Oともいう。主記憶のアドレス空間を減らさずに済むが、専用の命令とアクセスの仕組みが必要になる。

システム全体で1つの仮想アドレス空間を用意し、すべてのプログラムがその空間を分け合って使う仮想記憶の方式。管理は単純だが、プログラムの数や大きさが増えると1つの空間の大きさが制約になる。

プログラム（ジョブやプロセス）ごとに独立した仮想アドレス空間を割り当てる仮想記憶の方式。各プログラムが大きなアドレス空間を使え、他のプログラムの領域を誤って壊すこともないため、保護の面でも優れる。

CPUを介さずに周辺装置と主記憶装置の間で直接データ転送を行う方式。CPUの負荷を軽減し、データ転送の高速化を実現する。DMAコントローラがバスを制御してデータ転送を管理する。