Программирование ввода-вывода – это одно из таких приложений, в котором широко используется язык ассемблера для обеспечения эффективности и высокой скорости работы. Связь периферийных устройств или устройств ввода-вывода с центральным процессором (ЦП) в немалой степени реализуется с помощью программного обеспечения. Без хотя бы одного устройства ввода-вывода ЦП бесполезен, независимо от того, насколько он мощный. Существует много типов устройств ввода-вывода. В зависимости от приложения они варьируются от устройств специального назначения, таких как оптический распознаватель символов или распознаватель-синтезатор речи, до устройств общего назначения, таких как терминал, печатающее устройство или привод магнитного диска.
Но любое устройство ввода-вывода может рассматриваться как некий элемент аппаратуры или черный ящик, преобразующий информацию физического мира в логические сигналы нулей и единиц, которые вводятся в вычислительную систему для обработки данных. И, наоборот, вычислительная система выдает информацию устройствам ввода-вывода в виде логических нулей и единиц, и уже эти устройства реконструируют информацию в виде сигналов физического мира. Устройством ввода-вывода может быть просто реле http://en-msk.ru/, которое срабатывает от логической единицы и отпускает от логического нуля, или сложный цветной графический терминал, способный высвечивать на экране ЭЛТ движущиеся картинки.
Программистам нет необходимости интересоваться подробной аппаратной структурой устройства, а нужно знать только формат и время транспортировки данных. Основываясь на этой информации, программисты могут разработать программы ввода-вывода и установить их в системе для прикладных целей.
Существует набор устройств ввода-вывода, который в настоящее время считается основным, или общим, для любой вычислительной системы: терминал с клавиатурой и ЭЛТ, привод перфоленты, привод магнитной ленты, привод магнитного диска и АЦПУ (аналого-цифровые преобразователи). Среди них больше всего известен терминал. Он генерирует и принимает коды ASCII по одному символу в одном байте.
Важно отметить тот факт, что большинство устройств ввода-вывода содержит электромеханические компоненты. В результате этого скорость операций варьируется от устройства к устройству. Кроме того, очевидно, что скорость работы электромеханического устройства ввода-вывода намного меньше, чем скорость работы ЦП. По этой причине связь между ЦП и устройством ввода-вывода является асинхронной. То есть, всякий раз, когда элемент данных, например символ в коде ASCII, должен быть передан, требуется «установление контакта» или так называемый процесс «рукопожатия». Он сводится к тому, что, прежде чем взять данные, ЦП должен проверять их наличие в регистре данных, а при выводе данных ЦП должен проверять, переданы ли уже предыдущие данные регистра. Таким образом, на программисте лежит ответственность за то, чтобы разработанная программа ввода-вывода выполняла задачу транспортировки данных асинхронно в два шага, т. е. выполняла «рукопожатие» и пересылку данных.