输入输出缓冲装置英文解释翻译、输入输出缓冲装置的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 buffered input/output section

分词翻译：

输入输出的英语翻译：

【计】 I/O; in-out; input/output; IO

缓冲装置的英语翻译：

【化】 buffer unit; shocks

专业解析

在计算机系统中，输入输出缓冲装置（英文：Input/Output Buffer）是一种关键的硬件或软件机制，主要用于临时存储数据，以协调速度不匹配的设备（如高速处理器与低速外部设备）之间的数据传输，提高系统整体效率和可靠性。

其核心含义与功能可从以下方面理解：

数据暂存与协调速度差异
- 当处理器（CPU）需要向外部设备（如打印机、磁盘驱动器）发送数据，或从外部设备读取数据时，两者速度差异巨大。缓冲装置作为中间环节，允许CPU快速将数据写入缓冲区后继续执行其他任务，而外部设备可以按自身速度从缓冲区读取数据。反之亦然，外部设备的数据可先写入缓冲区，等待CPU处理。这避免了CPU因等待慢速设备而长时间空闲，显著提升了系统吞吐量。
平滑数据流与减少冲突
- 缓冲装置能吸收数据流的突发性波动。例如，当CPU短时间内产生大量输出数据时，缓冲区可以暂存这些数据，让输出设备平滑地处理，防止数据丢失或设备过载。同样，输入设备的数据到达可能是不规律的，缓冲区可以收集数据，供CPU在合适时机批量读取。
错误处理与数据完整性
- 在数据传输过程中（尤其在较长的线缆或网络环境中），缓冲区提供了数据校验和重传的机会。接收端缓冲区在数据完全接收并校验无误后，才会将数据提交给应用程序或系统，这有助于确保数据的完整性。
实现方式
- 硬件缓冲：通常指设备控制器（如磁盘控制器、网卡）上集成的专用内存芯片（RAM），用于高速暂存传输中的数据。
- 软件缓冲：由操作系统或驱动程序在系统主内存（RAM）中开辟的一块区域，用于管理应用程序与硬件设备之间的数据交换。编程语言中的I/O库函数（如C语言的stdio库）也广泛使用软件缓冲区。

汉英对照关键术语：

输入输出缓冲装置 (Shūrù Shūchū Huǎnchōng Zhuāngzhì)： Input/Output Buffer (I/O Buffer)
缓冲 (Huǎnchōng)： Buffering / Buffer
数据暂存 (Shùjù Zàncún)： Data Temporary Storage
速度匹配 (Sùdù Pǐpèi)： Speed Matching
吞吐量 (Tūntǔliàng)： Throughput
设备控制器 (Shèbèi Kòngzhìqì)： Device Controller
硬件缓冲 (Yìngjiàn Huǎnchōng)： Hardware Buffering
软件缓冲 (Ruǎnjiàn Huǎnchōng)： Software Buffering

权威性参考来源：

《计算机组成与设计：硬件/软件接口》 (David A. Patterson, John L. Hennessy)：这本经典教材深入探讨了计算机体系结构，包括I/O子系统的工作原理和缓冲技术的重要性。它详细解释了硬件缓冲（如在设备控制器中）如何解决CPU与I/O设备的速度差异问题。
IEEE Xplore Digital Library：作为电气电子工程师协会（IEEE）的核心数据库，收录了大量关于计算机体系结构、操作系统和硬件设计的顶级会议论文和期刊文章。其中许多文献都涉及I/O性能优化，缓冲技术是其中的关键手段之一。搜索关键词如 "I/O buffering", "input/output buffer design", "device controller buffer" 可找到相关研究。
操作系统权威教材（如《操作系统概念》 Silberschatz et al.）：这类教材在讲解I/O子系统管理时，会详细阐述软件缓冲的实现和作用。操作系统内核使用缓冲区缓存（Buffer Cache）或页缓存（Page Cache）来管理块设备（如磁盘）的读写，以及驱动程序如何使用缓冲区与硬件交互。
技术标准文档（如PCI Express, SATA, USB规范）：这些硬件接口规范通常会规定数据传输协议和错误处理机制，其中缓冲区的使用和管理是协议实现的重要组成部分。例如，USB协议中的端点（Endpoint）就包含缓冲区用于数据传输。

网络扩展解释

输入输出缓冲装置是一种用于协调不同速度设备之间数据传输的临时存储机制，通过暂存数据解决传输速率不匹配问题。以下是详细解释：

1.基本定义

输入输出缓冲装置包含输入缓冲区和输出缓冲区，是内存或硬件中的临时存储区域：

输入缓冲区：暂存来自输入设备（如键盘、传感器）的数据，等待处理器读取。
输出缓冲区：暂存处理器发送到输出设备（如显示器、磁盘）的数据，等待设备处理。

2.核心作用

协调速度差异：例如，高速CPU与低速外设（如打印机）之间，缓冲装置暂存数据避免CPU等待。
减少I/O操作次数：通过批量传输数据（如写入磁盘时填满缓冲区再操作），提升效率。
防止数据丢失：在网络传输或实时系统中，缓冲装置确保突发数据可暂存，避免溢出或中断。

3.工作模式与分类

完全缓冲：缓冲区填满后才执行实际I/O操作（如文件读写）。
行缓冲：遇到换行符时刷新缓冲区（如终端输入输出）。
无缓冲：直接操作设备，不暂存数据（如标准错误输出stderr）。

4.应用场景

编程语言：C语言中scanf()和printf()依赖行缓冲机制。
硬件设计：数字缓冲器（如SN74HC244芯片）用于数据总线同步，协调CPU与外设通信。
文件系统：磁盘文件默认全缓冲，减少物理读写次数。

5.示例说明

输入场景：用户连续输入多个字符时，输入缓冲区暂存数据，直到按下回车键（行缓冲触发）才提交给程序。
输出场景：程序批量写入日志时，数据先存入输出缓冲区，缓冲区满或程序显式刷新时才写入磁盘。

输入输出缓冲装置通过临时存储数据，平衡设备间速度差异，提升系统效率与稳定性。其实现形式多样，既可以是软件中的内存区域，也可以是硬件中的数字缓冲器。如需进一步了解具体技术细节，可参考来源网页。