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Puisque le processeur ne peut pas traiter plusieurs informations simultanément (il traite une information à la fois), un programme en cours d'exécution peut, grâce à une interruption, être momentanément suspendu, le temps que s'exécute une routine d'interruption. Le programme interrompu peut ensuite reprendre son exécution. Il existe 256 adresses d'interruption différentes. Une interruption devient une interruption matérielle lorsqu'elle est demandée par un composant matériel de l'ordinateur. En effet, il existe dans l'ordinateur de nombreux périphériques. Ceux-ci ont généralement besoin d'utiliser les ressources du système, ne serait-ce que pour communiquer avec lui. Lorsqu'un périphérique souhaite accéder à une ressource, il envoie une demande d'interruption au processeur pour qu'il lui prête son attention. Ainsi, les périphériques ont un numéro d'interruption, que l'on appelle IRQ (Interruption ReQuest, soit « requête d'interruption »). A titre d'image, chaque périphérique tire une « ficelle » reliée à une cloche pour signaler à l'ordinateur qu'il veut qu'il lui prête attention. Cette « ficelle » est en fait une ligne physique qui relie chaque connecteur d'extension, ainsi que chaque interface d'entrée-sortie, à la carte mère. Pour un emplacement ISA 8 bits par exemple, il existe 8 lignes IRQ reliant les slots ISA 8 bits à la carte mère(IRQ0 à IRQ7). Ces IRQ sont contrôlés par un « contrôleur d'interruption » chargé de « donner la parole » à l'IRQ ayant la plus grande priorité. Avec l'apparition de slots 16 bits, les IRQ 8 à 15 ont été ajoutés, il a donc fallu ajouter un second contrôleur d'interruption. La liaison entre les deux groupes d'interruptions se fait par l'intermédiaire de l'IRQ 2 reliée à l'IRQ 9 (appelée « cascade »). La cascade vient donc en quelque sorte "insérer" les IRQ 8 à 15 entre les IRQ 1 et 3 :
La priorité étant donnée par ordre d'IRQ croissant, et les IRQ 8 à 15 étant insérées entre les IRQ 1 et 3, l'ordre de priorité est donc le suivant : 0 > 1 > 8 > 9 > 10 > 11 > 12 > 13 > 14 > 15 > 3 > 4 > 5 > 6 > 7
Les périphériques ont régulièrement besoin d'« emprunter de la mémoire » au système afin de s'en servir comme zone de tampon (en anglais buffer), c'est-à-dire une zone de stockage temporaire permettant d'enregistrer rapidement des données en entrée ou en sortie. Un canal d'accès direct à la mémoire, appelé DMA (Direct Memory Access soit Accès direct à la mémoire), a ainsi été défini pour y remédier. Le canal DMA désigne un accès à un emplacement de la mémoire vive (RAM) de l’ordinateur, repéré par une « adresse de début » (ou «RAM Start Address» en anglais) et une « adresse de fin ». Cette méthode permet à un périphérique d'emprunter des canaux spéciaux qui lui donnent un accès direct à la mémoire, sans faire intervenir le microprocesseur, afin de le décharger de ces tâches. Un ordinateur de type PC possède 8 canaux DMA. Les quatre premiers canaux DMA ont une largeur de bande de 8 bits tandis que les DMA 4 à 7 ont une largeur de bande de 16 bits. Les canaux DMA sont généralement assignés comme suit :
Les périphériques ont parfois besoin d'échanger des informations avec le système, c'est pourquoi des adresses mémoire leur sont assignées pour l'envoi et la réception de données. Ces adresses sont appelées «adresses de base» (les termes suivants sont également parfois utilisés : «ports d'entrée/sortie», «ports d'E/S», «adresse d'E/S», «adresses de ports d'E/S», «ports de base», ou en anglais I/O address qui signifie «Input/Output Address», littéralement «Adresse d'entrée - sortie»). C'est par l'intermédiaire de cette adresse de base que le périphérique peut communiquer avec le système d'exploitation. Il ne peut donc exister qu'une adresse de base unique par périphérique. Voici une liste de quelques adresses de base courantes :
Tous ces éléments sont toutefois transparents pour l'utilisateur , c'est-à-dire qu'il n'a pas à s'en préoccuper.
Une interruption est une ligne reliant un périphérique au processeur. L'interruption est matérielle lorsqu'elle est demandée par un composant matériel du PC. C'est le cas, par exemple, lorsqu'une touche a été frappée et que le clavier veut attirer l'attention du processeur sur cet événement. Cependant, les 256 interruptions ne peuvent pas toutes être demandées comme des interruptions matérielles et les différents périphériques appellent toujours des interruptions bien précises. Ainsi, lors de l'installation de cartes d'extension, il faut veiller, au moment de la configuration, à ce que la même interruption ne soit pas utilisée par deux périphériques différents, auquel cas cela provoque un « conflit matériel », aboutissant à un dysfonctionnement d'un des deux périphériques. En effet, si deux périphériques utilisent la même interruption, le système ne saura pas les distinguer. Un conflit matériel ne se produit pas uniquement pour deux périphériques ayant la même interruption matérielle, un conflit peut également se produire lorsque deux périphériques possèdent la même adresse d'entrées/sorties ou utilisent les mêmes canaux DMA.
L'IRQ d'une carte d'extension peut être modifiée afin de lui allouer un numéro d'IRQ non utilisé par un autre périphérique.
En cas de problème matériel, la première chose à faire est de tenter d'isoler le problème afin de déterminer quel périphérique pose problème. Cela signifie qu'il faut tenter d'éliminer toutes les variables possibles jusqu'à la découverte de l'élément responsable :
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