DMA方式是一种完全由硬件进行成组信息传送的控制方式。具有程序中断方式的优点，即在数据准备阶段，CPU与外设并行工作。DMA方式在外设与内存之间开辟一条“直接数据通路”，信息传送不再经过CPU，也就不需要保护、恢复CPU现场等繁琐操作。

这种方式适用于磁盘机、磁带机等高速设备大批量数据的传送，它的硬件开销比较大。在DMA方式中，中断的作用仅限于故障和正常传送结束时的处理。

主存和DMA接口之间有一条直接数据通路。由于DMA方式传送数据不需要经过CPU，因此不必中断现行程序，I/O与主机并行工作，程序和传送并行工作。

DMA方式具有下列特点：

在DMA方式中，对数据传送过程进行控制的硬件称为DMA控制器（DMA接口）。当I/O设备需要进行数据传送时，通过DMA控制器向CPU提出DMA传送请求，CPU响应之后将让出系统总线，由DMA控制器接管总线进行数据传送。其主要功能有：

下图为一个简单的DMA控制器。

在DMA传送过程中，DMA控制器将接管CPU的地址总线、数据总线和控制总线，CPU的主存控制信号被禁止使用。而当DMA传送结束后，将恢复CPU的一切权利并开始执行其操作。由此可见，DMA控制器必须具有控制系统总线的能力。

主存和DMA控制器之间有一条数据通路，因此主存和I/O设备之间交换信息时，不通过CPU。但当I/O设备和CPU同时访问主存时，可能发生冲突，为了有效地使用主存，DMA控制器与CPU通常采用以下3种方法使用主存。

这种方式是当外设需要传送成组数据时，由DMA接口向CPU接口发送一个信号，要求CPU放弃地址线、数据线和有关控制线的使用权，DMA接口获得总线控制权后，开始进行数据传送。在数据传送结束后，DMA接收通知CPU可以使用主存，并把总线控制权交还给CPU。在这种传送过程中，CPU基本处于不工作状态或保持原始状态。

这种方式适用于CPU的工作周期比主存存取周期长的情况。例如，CPU的工作周期是1.2us，主存的存取周期小于0.6us，那么可将一个CPU周期分为C1和C2两个周期，其中C1专供DMA访存，C2专供CPU访存。这种方式不需要总线使用权的申请、建立和归还过程，总线使用权是通过C1和C2分时控制的。

这种方式是前两种方式的折中，当I/O设备没有DMA请求时，CPU按程序的要求访问主存，一旦I/O设备有的DMA请求，会遇到3种情况。第1种是此时CPU不在访存（如CPU正在执行乘法指令)，故I/O的访存请求与CPU未发生冲突；第2种是CPU正在访存，则必须待存取周期结束后，CPU再将总线占有权让出；第3种是I/O和CPU同时请求内存，出现了访存冲突，此刻CPU要暂时放弃总线占有权，由I/O设备挪用一个或几个存取周期。

DMA的数据处理过程分为预处理、数据传送和后处理3个阶段。

由CPU完成一些必要的准备工作。首先，CPU执行几条I/O指令，用以测试I/O设备状态，向DMA控制器的有关寄存器置初值、设置传送方向、启动该设备等。然后，CPU继续执行原来的程序，直到I/O设备准备好发送的数据（输入情况）或接收的数据（输出情况）时，I/O设备向DMA控制器发送DMA请求，再由DMA控制器向CPU发送总线请求（有时将这两个过程统称为DMA请求），用以传输数据。

DMA的数据传送可以以单字节（或字）为基本单位，也可以以数据块为基本单位。对于以数据块为单位的传送（如硬盘），DMA占用总线后的数据输入和输出操作都是通过循环来实现的。需要指出的是，这一循环也是由DMA控制器（而不是通过CPU执行程序）实现的，也就是说，数据传送阶段是完全由DMA（硬件）来控制的。

DMA控制器向CPU发送中断请求，CPU执行中断服务程序做DMA结束处理，包括校验送入主存的数据是否正确、测试传送过程中是否出错（错误则转入诊断程序）和决定是否继续使用DMA传送其他数据块等。DMA的传送流程如图：

DMA方式和中断方式的重要区别如下：