مقدمه مفهومی درباره واژه ورودی/خروجی یا I/O به کلیه عملیات، دستگاه ها و سیستم هایی اطلاق می شود که مسئول انتقال داده بین یک سیستم کامپیوتری و محیط خارجی (اعم از کاربر، دستگاه های جانبی یا سیستم های دیگر) هستند. این مفهوم یکی از ارکان اساسی در معماری کامپیوتر و سیستم های نرم افزاری محسوب می شود و نقش حیاتی در عملکرد کلی سیستم دارد. کاربرد در فناوری اطلاعات در معماری کامپیوتر به عنوان یکی از واحدهای اصلی. در سیستم عامل برای مدیریت دستگاه ها. در برنامه نویسی برای خواندن و نوشتن داده. در شبکه برای انتقال اطلاعات. در ذخیره سازی داده برای دسترسی به رسانه ها. در رابط های کاربری برای تعامل با کاربر. در سیستم های نهفته برای ارتباط با سنسورها و عملگرها. مثال های کاربردی خواندن از فایل و نوشتن در فایل. ارتباط با چاپگرها و اسکنرها. عملیات شبکه و ارتباط با اینترنت. دسترسی به پایگاه داده. تعامل با صفحه نمایش و صفحه کلید. ارتباط با دستگاه های USB و سایر پورت ها. کار با سنسورها در سیستم های IoT. نقش در عملکرد سیستم کارایی سیستم های I/O تأثیر مستقیمی بر عملکرد کلی کامپیوتر دارد. بهینه سازی عملیات I/O یکی از چالش های مهم در طراحی سیستم هاست. تکنیک هایی مانند بافرینگ، caching و DMA برای بهبود عملکرد I/O توسعه یافته اند. در بسیاری از سیستم ها، گلوگاه اصلی عملکرد مربوط به محدودیت های I/O است. تاریخچه و تکامل در کامپیوترهای اولیه، I/O به صورت مستقیم توسط CPU مدیریت می شد. با ظهور معماری های مدرن در دهه 1960، کنترلرهای اختصاصی I/O توسعه یافتند. امروزه با پیشرفت فناوری، روش های پیشرفته تری مانند I/O ناهمگام، I/O مبتنی بر رویداد و I/O حافظه نگاشت شده رواج یافته اند. تفاوت با مفاهیم مشابه I/O با پردازش که تبدیل داده است متفاوت است. همچنین با ذخیره سازی که حفظ داده است فرق دارد. I/O به انتقال داده بین سیستم و محیط خارجی اشاره دارد. پیاده سازی در فناوری در سیستم عامل از درایورهای دستگاه و زیرسیستم I/O. در سخت افزار از کنترلرهای I/O و گذرگاه ها. در برنامه نویسی از کتابخانه های استاندارد I/O. در شبکه از پروتکل های ارتباطی. در پایگاه داده از رابط های برنامه نویسی. در سیستم های مدرن از تکنیک هایی مانند memory-mapped I/O. چالش ها هماهنگی بین سرعت CPU و دستگاه های I/O. مدیریت دستگاه های ناهمگون. امنیت در انتقال داده. خطاهای احتمالی در عملیات I/O. تأخیر در سیستم های توزیع شده. بهینه سازی مصرف انرژی در عملیات I/O. نتیجه گیری سیستم های ورودی/خروجی پل ارتباطی بین دنیای دیجیتال و فیزیکی هستند. طراحی کارآمد این سیستم ها نیازمند درک عمیق از معماری سخت افزار، سیستم عامل و نیازهای کاربردی است. با رشد فناوری هایی مانند IoT و محاسبات ابری، اهمیت سیستم های I/O پیشرفته بیشتر شده است.
