Интерфейс между центральным процессором и внешними устройствами в компьютерных системах работает следующим образом: 2

1. Со стороны компьютера интерфейс реализуется совокупностью аппаратных и программных средств: контроллером периферийного устройства и специальной программой, управляющей этим контроллером (драйвером соответствующего периферийного устройства). 2
2. Периферийные устройства могут принимать от компьютера как данные, например байты информации, так и команды управления, в ответ на которые устройство управления периферийного устройства может выполнить специальные действия, например перевести головку диска на требуемую дорожку или вытолкнуть лист бумаги из принтера. 2
3. Периферийное устройство использует внешний интерфейс компьютера не только для приёма информации, но и для передачи информации в компьютер, то есть обмен данными по внешнему интерфейсу, как правило, является двунаправленным. 2
4. Приложение, которому требуется передать некоторые данные на периферийное устройство, обращается с запросом на выполнение операции ввода-вывода к операционной системе компьютера. 2 В запросе указываются: адрес данных в оперативной памяти, идентифицирующая информация о периферийном устройстве и операция, которую надо выполнить. 2
5. Получив запрос, операционная система запускает соответствующий драйвер, передавая ему в качестве параметра адрес выводимых данных. 2
6. Дальнейшие действия по выполнению операции ввода-вывода со стороны компьютера реализуются совместно драйвером и контроллером периферийного устройства. 2 Контроллер работает под управлением драйвера. 2 Он принимает команды и данные от драйвера в свой внутренний буфер, а затем производит необходимые преобразования данных и команд, полученных от драйвера, в соответствии с форматами, понятными устройству управления периферийного устройства, и выдаёт их на внешний интерфейс. 2

Передача данных между центральным процессором и устройствами ввода-вывода может осуществляться в различных режимах: 3

• Запрограммированный ввод-вывод. 3 Происходит в результате выполнения инструкций ввода-вывода, которые записаны в компьютерной программе. 3 Каждая передача элемента данных инициируется инструкцией в программе. 3
• Ввод-вывод, инициируемый прерыванием. 3 Интерфейс продолжает мониторинг устройства, и когда определяется, что устройство готово к передаче данных, оно инициирует сигнал запроса прерывания на компьютер. 3 При обнаружении внешнего сигнала прерывания центральный процессор на мгновение останавливает задачу, которую он уже выполнял, переходит к сервисной программе для обработки передачи ввода-вывода, а затем возвращается к задаче, которую он выполнял первоначально. 3
• Прямой доступ (DMA). 4 Это способ обмена между внешним устройством и динамической памятью, при котором управление операциями обмена по интерфейсу между регистром данных устройства и последовательно расположенными ячейками памяти, осуществляет контроллер прямого доступа к памяти, а микропроцессор в это время находится в отключённом от интерфейса состоянии. 4