Раздельные адресные пространства
При использовании раздельного адресного пространства для памяти и ввода-вывода некоторая часть адресов, как правило младших используется двояко и для адресации ячеек памяти и для адресации портов ввода-вывода. Подобный способ адресации обязательно предполагает наличие в системе команд ЦП специальных команд ввода-вывода, отличающихся от команд обмена с памятью. Достоинством такого подхода принято считать возможность использования более короткого адреса порта по сравнению с адресом памяти. Простейшим примером подобного подхода могут служить процессоры фирмы Intel, в которых наряду с универсальной командой MOV для обмена с портами ввода/вывода используются команды IN/OUT для ввода/вывода. При этом прямая адресация порта в двухбайтной команде позволяет адресовать с помощь двухбайтного адреса 256 портов.
Единое адресное пространство
Использование единого адресного пространства существенно влияет как на систему команд процессора, так и на управление вводом/выводом. Как правило, для адресации портов ввода/вывода выделяется некая область единого адресного пространства в старших адресах.
Подобная идея была впервые реализована в мини-ЭВМ фирмы DEC (PDP-11).
Подобный способ хорошо вписывается в рамки компьютеров с единым (магистральным) интерфейсом. Вследствие использования единого адресного пространства в системе команд процессора отсутствуют специальные команды ввода-вывода. Т.о. обмен между памятью и портами ввода/вывода реализуется по аналогии с обменом между процессором и памятью с использованием универсальной команды типа MOV.
Организация ввода/вывода с отображением портов ввода/вывода на память обладает следующими достоинствами:
упрощение системы команд
возможность использования любых видов обработки, реализуемой арифметическими и логическими командами применительно к содержимому портов ввода/вывода.
Недостатками использования единого адресного пространства являются:
усложнение управления кэшированием, связанное с запретом кэширования части адресного пространства, выделенного под порты ввода/вывода
сложность реализации этого способа для многошинной архитектуры компьютера
Раздельное адресное пространство широко используется в компьютерах на базе процессоров Intel. Единое адресное пространство используется, например, в компьютерах на базе процессоров POWER PC и SPARC.