輸入輸出緩沖裝置英文解釋翻譯、輸入輸出緩沖裝置的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 buffered input/output section

分詞翻譯：

輸入輸出的英語翻譯：

【計】 I/O; in-out; input/output; IO

緩沖裝置的英語翻譯：

【化】 buffer unit; shocks

專業解析

在計算機系統中，輸入輸出緩沖裝置（英文：Input/Output Buffer）是一種關鍵的硬件或軟件機制，主要用于臨時存儲數據，以協調速度不匹配的設備（如高速處理器與低速外部設備）之間的數據傳輸，提高系統整體效率和可靠性。

其核心含義與功能可從以下方面理解：

數據暫存與協調速度差異
- 當處理器（CPU）需要向外部設備（如打印機、磁盤驅動器）發送數據，或從外部設備讀取數據時，兩者速度差異巨大。緩沖裝置作為中間環節，允許CPU快速将數據寫入緩沖區後繼續執行其他任務，而外部設備可以按自身速度從緩沖區讀取數據。反之亦然，外部設備的數據可先寫入緩沖區，等待CPU處理。這避免了CPU因等待慢速設備而長時間空閑，顯著提升了系統吞吐量。
平滑數據流與減少沖突
- 緩沖裝置能吸收數據流的突發性波動。例如，當CPU短時間内産生大量輸出數據時，緩沖區可以暫存這些數據，讓輸出設備平滑地處理，防止數據丢失或設備過載。同樣，輸入設備的數據到達可能是不規律的，緩沖區可以收集數據，供CPU在合適時機批量讀取。
錯誤處理與數據完整性
- 在數據傳輸過程中（尤其在較長的線纜或網絡環境中），緩沖區提供了數據校驗和重傳的機會。接收端緩沖區在數據完全接收并校驗無誤後，才會将數據提交給應用程式或系統，這有助于确保數據的完整性。
實現方式
- 硬件緩沖：通常指設備控制器（如磁盤控制器、網卡）上集成的專用内存芯片（RAM），用于高速暫存傳輸中的數據。
- 軟件緩沖：由操作系統或驅動程式在系統主内存（RAM）中開辟的一塊區域，用于管理應用程式與硬件設備之間的數據交換。編程語言中的I/O庫函數（如C語言的stdio庫）也廣泛使用軟件緩沖區。

漢英對照關鍵術語：

輸入輸出緩沖裝置 (Shūrù Shūchū Huǎnchōng Zhuāngzhì)： Input/Output Buffer (I/O Buffer)
緩沖 (Huǎnchōng)： Buffering / Buffer
數據暫存 (Shùjù Zàncún)： Data Temporary Storage
速度匹配 (Sùdù Pǐpèi)： Speed Matching
吞吐量 (Tūntǔliàng)： Throughput
設備控制器 (Shèbèi Kòngzhìqì)： Device Controller
硬件緩沖 (Yìngjiàn Huǎnchōng)： Hardware Buffering
軟件緩沖 (Ruǎnjiàn Huǎnchōng)： Software Buffering

權威性參考來源：

《計算機組成與設計：硬件/軟件接口》 (David A. Patterson, John L. Hennessy)：這本經典教材深入探讨了計算機體系結構，包括I/O子系統的工作原理和緩沖技術的重要性。它詳細解釋了硬件緩沖（如在設備控制器中）如何解決CPU與I/O設備的速度差異問題。
IEEE Xplore Digital Library：作為電氣電子工程師協會（IEEE）的核心數據庫，收錄了大量關于計算機體系結構、操作系統和硬件設計的頂級會議論文和期刊文章。其中許多文獻都涉及I/O性能優化，緩沖技術是其中的關鍵手段之一。搜索關鍵詞如 "I/O buffering", "input/output buffer design", "device controller buffer" 可找到相關研究。
操作系統權威教材（如《操作系統概念》 Silberschatz et al.）：這類教材在講解I/O子系統管理時，會詳細闡述軟件緩沖的實現和作用。操作系統内核使用緩沖區緩存（Buffer Cache）或頁緩存（Page Cache）來管理塊設備（如磁盤）的讀寫，以及驅動程式如何使用緩沖區與硬件交互。
技術标準文檔（如PCI Express, SATA, USB規範）：這些硬件接口規範通常會規定數據傳輸協議和錯誤處理機制，其中緩沖區的使用和管理是協議實現的重要組成部分。例如，USB協議中的端點（Endpoint）就包含緩沖區用于數據傳輸。

網絡擴展解釋

輸入輸出緩沖裝置是一種用于協調不同速度設備之間數據傳輸的臨時存儲機制，通過暫存數據解決傳輸速率不匹配問題。以下是詳細解釋：

1.基本定義

輸入輸出緩沖裝置包含輸入緩沖區和輸出緩沖區，是内存或硬件中的臨時存儲區域：

輸入緩沖區：暫存來自輸入設備（如鍵盤、傳感器）的數據，等待處理器讀取。
輸出緩沖區：暫存處理器發送到輸出設備（如顯示器、磁盤）的數據，等待設備處理。

2.核心作用

協調速度差異：例如，高速CPU與低速外設（如打印機）之間，緩沖裝置暫存數據避免CPU等待。
減少I/O操作次數：通過批量傳輸數據（如寫入磁盤時填滿緩沖區再操作），提升效率。
防止數據丢失：在網絡傳輸或實時系統中，緩沖裝置确保突發數據可暫存，避免溢出或中斷。

3.工作模式與分類

完全緩沖：緩沖區填滿後才執行實際I/O操作（如文件讀寫）。
行緩沖：遇到換行符時刷新緩沖區（如終端輸入輸出）。
無緩沖：直接操作設備，不暫存數據（如标準錯誤輸出stderr）。

4.應用場景

編程語言：C語言中scanf()和printf()依賴行緩沖機制。
硬件設計：數字緩沖器（如SN74HC244芯片）用于數據總線同步，協調CPU與外設通信。
文件系統：磁盤文件默認全緩沖，減少物理讀寫次數。

5.示例說明

輸入場景：用戶連續輸入多個字符時，輸入緩沖區暫存數據，直到按下回車鍵（行緩沖觸發）才提交給程式。
輸出場景：程式批量寫入日志時，數據先存入輸出緩沖區，緩沖區滿或程式顯式刷新時才寫入磁盤。

輸入輸出緩沖裝置通過臨時存儲數據，平衡設備間速度差異，提升系統效率與穩定性。其實現形式多樣，既可以是軟件中的内存區域，也可以是硬件中的數字緩沖器。如需進一步了解具體技術細節，可參考來源網頁。