4.1 输入输出原理

　　处理机在运行过程中所需要的程序和数据要从外部输入，运算结果要输出到外部去。处理机通常还要与其他处理机发生关系，甚至处理机必须在人的操作下才能完成人们所希望做的工作。
　　输入输出系统能够提供处理机与外部世界进行交往或通信的各种手段。所谓外部世界是指处理机以外的需要与处理机交换信息的人和物，主要包括本地和远程用户、系统操作员、操作控制台、输入输出设备、辅助存储器、其它处理机、各种通信设备和虚拟现实系统等。由于人也是通过各种设备来访问处理机的，因此，把人以外的各种设备称为输入输出设备，或者称为外围设备。

4.1.1 输入输出系统的特点

　　输入输出系统品种繁多，性能迥异，使输入输出系统成为计算机系统中最具多样性和复杂性的部分。它的多样性不仅表现在输入输出设备的品种、功能、技术指标等诸方面，还表现在这些设备广泛地涉及到机、光、电、磁、声、自动控制等多种学科。从计算机学科来看，输入输出系统最典型地反映着硬件与软件的相互结合。
　　现代计算机输入输出系统的复杂性一般都隐藏在操作系统之中，一般用户只需通过一些简单的命令或程序调用就能使用各种输入输出设备，而无需了解各种输入输出设备的具体工作细节。
　　输入输出系统的复杂性还表现在处理机本身和操作系统所产生的一系列随机事件也要调用输入输出系统来进行处理，例如，中断和自陷等。
　　图4.1说明输入输出系统所处理的外部世界的多样性和复杂性。图中所列各类外围设备和随机事件的类型及它们要求处理机提供的处理环境，如果不借助功能强大和灵活多变的软件，输入输出系统的多样性、复杂性与使用的统一性、方便性之间的矛盾是不可能圆满解决的。
　　输入输出系统的特点集中反映在异步性、实时性和与设备无关性三项基本要求上，它们对输入输出系统的组织产生决定性的影响。