I/O 是輸入/輸出（Input/Output）的縮寫，在計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)中，指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部世界（包括用戶、其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或外部設(shè)備）之間的數(shù)據(jù)交換過程。I/O 操作涉及到數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，涵蓋了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種輸入和輸出設(shè)備。

輸入（Input）

輸入指的是將數(shù)據(jù)從外部源傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)的過程。常見的輸入設(shè)備包括：

鍵盤：用于輸入文本和命令。

鼠標(biāo)：用于選擇和操作計(jì)算機(jī)界面中的對象。

掃描儀：用于將紙質(zhì)文檔或圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。

麥克風(fēng)：用于錄制聲音。

傳感器：用于從物理世界采集數(shù)據(jù)（如溫度傳感器、運(yùn)動傳感器）。

輸出（Output）

輸出指的是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備或用戶的過程。常見的輸出設(shè)備包括：

顯示器：用于顯示圖形和文本信息。

打印機(jī)：用于將數(shù)字文檔打印到紙張上。

揚(yáng)聲器：用于播放音頻。

LED 指示燈：用于提供狀態(tài)指示。

I/O 的關(guān)鍵概念

I/O 設(shè)備：

這些是硬件設(shè)備，用于輸入或輸出數(shù)據(jù)。它們通過各種接口（如 USB、串口、并口、網(wǎng)絡(luò)接口）與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。

I/O 操作：

同步 I/O：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在執(zhí)行 I/O 操作時(shí)需要等待設(shè)備完成操作，進(jìn)而繼續(xù)處理。處理過程可能會受到 I/O 操作延遲的影響。

異步 I/O：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)起 I/O 操作后，不會等待操作完成，而是繼續(xù)處理其他任務(wù)。I/O 操作的完成會通過事件通知或回調(diào)函數(shù)告知系統(tǒng)。

I/O 控制器：

這些是硬件或軟件組件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與 I/O 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。它們可以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸、處理錯(cuò)誤，并確保數(shù)據(jù)完整性。

緩沖區(qū)：

為了提高 I/O 操作的效率，數(shù)據(jù)通常會被臨時(shí)存儲在緩沖區(qū)中，特別是在處理速度不一致的設(shè)備之間。這可以幫助平衡數(shù)據(jù)流并減少等待時(shí)間。

驅(qū)動程序：

驅(qū)動程序是系統(tǒng)軟件，用于控制和管理 I/O 設(shè)備。它們將操作系統(tǒng)的命令轉(zhuǎn)換為設(shè)備能理解的指令，并處理來自設(shè)備的響應(yīng)。

I/O 的作用

用戶交互：允許用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互，如輸入數(shù)據(jù)和接收反饋。

數(shù)據(jù)交換：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和外部設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，如文件保存到硬盤、打印文檔等。

控制和監(jiān)控：通過 I/O 操作來控制設(shè)備（如打開/關(guān)閉設(shè)備）和監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)（如讀取傳感器數(shù)據(jù)）。