計算機視角

馮?諾伊曼計算機的基本思想中有提到計算機硬件組成應為五大部分：控制器，運算器，存儲器，輸入和輸出。其中輸入是指將數據輸入到計算機的設備，比如鍵盤鼠標；輸出是指從計算機中獲取數據的設備，比如顯示器；以及既是輸入又是輸出設備，硬盤，網卡等。

用戶通過操作系統(tǒng)才能完成對計算機的操作。計算機啟動時，第一個啟動的程序是操作系統(tǒng)的內核，它將負責計算機的資源管理和進程的調度。換句話說：操作系統(tǒng)負責從輸入設備讀取數據并將數據寫入到輸出設備。

所以I/O之于計算機，有兩層意思：

1、I/O設備

對I/O設備的數據讀寫

對于一次I/O操作，必然涉及2個參與方，一個輸入端，一個輸出端，而又根據參與雙方的設備類型，我們又可以分為磁盤I/O，網絡I/O（一次網絡的請求響應，網卡）等。

2、程序視角

應用程序作為一個文件保存在磁盤中，只有加載到內存到成為一個進程才能運行。應用程序運行在計算機內存中，必然會涉及到數據交換，比如讀寫磁盤文件，訪問數據庫，調用遠程API等等。但我們編寫的程序并不能像操作系統(tǒng)內核一樣直接進行I/O操作。

因為為了確保操作系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，操作系統(tǒng)啟動后，將會開啟保護模式：將內存分為內核空間（內核對應進程所在內存空間）和用戶空間，進行內存隔離。我們構建的程序將運行在用戶空間，用戶空間無法操作內核空間，也就意味著用戶空間的程序不能直接訪問由內核管理的I/O，比如：硬盤、網卡等。

但操作系統(tǒng)向外提供API，其由各種類型的系統(tǒng)調用（System Call）組成，以提供安全的訪問控制。
所以應用程序要想訪問內核管理的I/O，必須通過調用內核提供的系統(tǒng)調用(system call）進行間接訪問。

所以I/O之于應用程序來說，強調的通過向內核發(fā)起系統(tǒng)調用完成對I/O的間接訪問。換句話說應用程序發(fā)起的一次IO操作實際包含兩個階段：

IO調用階段：應用程序進程向內核發(fā)起系統(tǒng)調用

IO執(zhí)行階段：內核執(zhí)行IO操作并返回
. 準備數據階段：內核等待I/O設備準備好數據
. 拷貝數據階段：將數據從內核緩沖區(qū)拷貝到用戶空間緩沖區(qū)

I/O輸入/輸出(Input/Output)，分為IO設備和IO接口兩個部分。

在POSIX兼容的系統(tǒng)上，例如Linux系統(tǒng)，I/O操作可以有多種方式，比如DIO(Direct I/O)，AIO(Asynchronous，I/O 異步I/O)，Memory-Mapped I/O(內存映設I/O)等，不同的I/O方式有不同的實現方式和性能，在不同的應用中可以按情況選擇不同的I/O方式。

輸入輸出I/O流可以看成對字節(jié)或者包裝后的字節(jié)的讀取就是拿出來放進去雙路切換；實現聯動控制系統(tǒng)的弱電線路與被控設備的強電線路之間的轉接、隔離，以防止強電竄入系統(tǒng)，保障系統(tǒng)的安全；

與專線控制盤連接，用于控制重要消防設備（如消防泵、噴淋泵、風機等），一只模塊可控制一臺大型消防設備的啟、?？刂?；

插拔式結構，可像安裝探測器一樣先將底座安裝在墻上，布線后工程調試前再將切換模塊插入底座。易于施工、維護；

通過無源動合接點或切換AC220V電壓作為回答信號。

確認燈動作燈—紅色，回答燈—綠色；動作時，動作燈常亮、回答燈常亮。

IO輸出口可接繼電器，繼電器接點負載AC250V/3A、DC30V/7A啟動為一組常開/常閉觸點、停止為一組常開觸點。

審核編輯 黃宇