
【電】 input-output unit
【計】 I/O; in-out; input/output; IO
cell; unit
【計】 cell; LOC; U
【化】 element
【醫】 element
輸入輸出單元(Input/Output Unit,簡稱I/O Unit)是計算機系統與外部設備進行數據交換的核心組件,負責将用戶指令或外部信號轉化為機器可識别的數字信號,并将處理結果返回給用戶或外部設備。其定義包含以下三層含義:
功能定義
輸入輸出單元在電子系統中承擔雙向通信角色。輸入部分采集傳感器、鍵盤等設備的模拟或數字信號(如溫度、壓力、按鍵狀态),通過模數轉換器(ADC)将其轉化為二進制數據;輸出部分則将處理器生成的數字信號通過數模轉換器(DAC)驅動執行器、顯示器等終端設備。該機制在《計算機體系結構:量化研究方法》中被定義為“物理接口與邏輯協議的統一體”(John L. Hennessy, David A. Patterson, 第6版)。
技術标準
根據IEEE 1284規範,典型I/O單元需滿足電氣隔離、信號抗幹擾和協議兼容性三大要求。例如工業控制系統中的PLC模塊,需通過光耦隔離技術實現輸入通道與内部電路的高壓防護,同時遵循RS-485或CAN總線協議保證數據傳輸可靠性(國際電工委員會IEC 61131-2标準)。
應用場景
在自動化生産線中,輸入輸出單元可實時采集光電開關信號并控制機械臂動作(西門子S7-1200技術手冊);在消費電子領域,智能手機的觸摸屏與振動馬達分别對應電容式輸入單元和PWM驅動輸出單元(ARM Cortex-M系列處理器參考指南)。
輸入輸出單元(Input/Output Unit,簡稱I/O單元)是計算機或電子系統中負責與外部環境進行數據交互的核心組件。它包含兩個主要功能方向:
輸入單元
負責将外部信息轉換為計算機可處理的數字信號,常見設備包括:
輸出單元
将計算機處理後的數據轉化為人類可感知的形式,例如:
關鍵特性
技術演進
現代I/O單元趨向集成化,例如:
該單元在計算機體系結構中承擔"橋梁"角色,直接影響系統的人機交互效率與擴展能力。隨着物聯網發展,其應用場景已從傳統計算機擴展到智能家居、工業自動化等領域。
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