输入和输出设备有什么区别？

引言

输入和输出设备对于用户与计算机的交互至关重要，因为它们允许数据和信息的共享。这些设备在操作系统（OS）中扮演着重要角色，促进了控制、数据处理和通信。

输出设备向用户显示已处理的信息，而输入设备允许用户向计算机提供数据和指令。操作系统控制这些设备与计算机内部 计算机组件 之间的数据流，确保平稳运行和有效通信。

让我们来了解一下这些设备之间的区别，这样可以更容易地为不同的计算需求选择最佳工具。

输入设备和输出设备之间的主要区别之一是，输入设备是用户用于向系统输入数据的设备，而输出设备是用于向用户重现输出信号的设备。

有各种设备用于从用户接受数据输入或输出计算机生成的数据；因此，它们被称为输入设备或输出设备。然而，有些设备被称为输入/输出设备，因为它们既可以接收输入也可以重现输出。

例如，如上图所示，键盘是一种输入设备，它向计算机系统发送电信号。计算机系统接收这些信号作为输入，然后进行翻译，并在显示器上以文本或图像的形式向用户产生或显示输出。在图的下半部分，也显示了在处理后，计算机将数据或输出发送到打印机。然后，一旦计算机将输出发送到打印机，它就会被打印到一张纸上，这张纸也被认为是输出。

输入设备

输入设备 可以接收用户的指令或将信息转发给另一台设备，但它无法从另一台系统接收数据。接收输入后，它会将这些数据翻译成二进制代码的电信号，这是人类无法理解的，只有数字计算机才能理解。有很多输入设备的例子，下面将进行讨论。

• 键盘 和 鼠标： 这些是用户用来向计算机输入数据的输入设备。它们将用户接收到的输入（数据）发送到系统。由于它们是输入设备，因此无法接收或显示来自计算机的输出（信息）。
• 麦克风： 另一种输入设备是麦克风，它接收输入源产生的声音，并允许用户将音频发送到他们的计算机。在麦克风中，接收到的信号可以被转换成数字信号，或者可以被放大成模拟信号。
• 网络摄像头： 网络摄像头是一种连接到计算机并面向用户的视频摄像机，用于通过计算机系统捕获图片、制作视频。它从指向的地方获取图像作为输入，并用于通话和自拍。然而，大多数现代网络摄像头都配有麦克风，这为用户在制作视频时提供了更好的音质。网络摄像头连接到台式计算机的显示器，也内置于笔记本电脑中。

输出设备

输出设备 是计算机设备的一部分，它从另一台设备接收数据并以信息的形式产生输出。虽然它不能将数据发送到另一台设备，但它可以将数据从一台计算机转发到另一台计算机系统。它的功能是从输入设备获取数据，并将数字化信号转换成用户可以理解的形式。有各种输出设备的例子；下面将讨论一些。

• 显示器： 显示器是计算机硬件的一部分，它从计算机接收数据（输出），并通过计算机的显卡在系统屏幕上显示。显示器能够以更高的分辨率显示信息。此外，它们很像电视，也称为视频屏幕、显示器、视频显示终端或视频显示单元。
• 扬声器： 最常见的输出设备，扬声器接收计算机的声音数据，并播放声音供用户收听。虽然扬声器可以与任何类型的音响系统一起使用，但有些扬声器是专门为计算机制造的。它是一种不能接收用户产生的声音，也不能将声音转发给另一台设备的设备。扬声器的主要目的是为听众产生声音或音频输出。
• 投影仪： 投影仪是一种输出设备，它从计算机接收数据（输出），并将数据或信息投射到墙壁、屏幕或任何大表面上，形成图像。它没有能力从用户那里接收数据，也没有能力将该数据发送到另一台设备。当您要向一大群人展示视频或图像时，使用投影仪比使用显示器更有益，因为它在大表面上显示数据，可以被大量人清楚地看到。

输入/输出设备

输入/输出设备能够从用户或其他设备接收数据（输入），并将数据转发到另一台设备（输出）。下面将讨论一些输入/输出设备的例子。

• CD-RW 驱动器和 DVD-RW 驱动器： 这些驱动器用于从计算机接收数据，作为输入以复制到可写 CD 或 DVD 上。并且，驱动器将 CD 或 DVD 上包含的数据发送给计算机。
• U盘： 也称为钥匙扣驱动器、数据棒、U盘、闪存驱动器、存储单元、笔式驱动器。它是一种便携式存储设备，可以从计算机保存或接收数据（输入）。它通过 USB 端口连接到计算机，并将数据转发到计算机或其他设备（输出）。

输入和输出设备之间的区别。

下表包含了输入和输出设备之间区别的主要要点。

I/O 接口如何提高系统性能

控制 CPU 与外部设备之间数据流的 I/O 接口对于提高系统性能至关重要。它们可以维持系统的平稳运行并减轻 CPU 的工作负载。

有效的数据流管理： I/O 接口提供 CPU 与外围设备之间的数据传输控制。通过确保数据以正确的格式在正确的时间传输，可以减少延迟并提高速度。

DMA 减轻 CPU 负载： DMA 允许设备直接与内存发送数据，而无需 CPU 的介入。这可以通过使处理器能够执行其他任务来提高系统的整体性能。

多任务支持： I/O 接口允许多个设备同时运行。例如，可以在键入文档的同时下载文件。多任务处理效率更高，因为 CPU 不必一直切换设备。

临时存储和缓冲： 接口通常使用缓冲区来临时存储传输中的数据。当设备以不同速度运行时，这有助于防止数据丢失并确保清晰的通信。

错误处理和设备同步： I/O 接口促进 CPU 与设备之间的通信。为了保持系统的稳定性和无错误运行，它们可以处理时序问题并识别传输错误。

输入设备特征

传感机制： 输入设备采用多种传感机制来捕获客户输入。例如，键盘使用每个按键下方的物理开关，而触摸屏则依靠电容式或电阻式传感器来检测触摸。

精度和速度： 不同的输入设备提供不同的精度和速度级别。例如，带触控笔的绘图板可以为虚拟艺术品提供精确的控制，而游戏鼠标则专为即时准确的光标移动而设计。

辅助功能： 现代输入设备通常包含辅助功能，以满足不同的用户群体。这包括符合人体工程学的设计、可自定义的按键布局以及语音输入等功能，以满足有特殊需求的人。

输出设备增强功能

高分辨率显示屏： 显示技术的发展带来了高分辨率视频显示设备，提供清晰细致的视觉效果。这对于视频编辑、照片布局和游戏等可读性至关重要的应用程序尤其重要。

3D 打印： 在独特输出方面，3D 打印机将数字模型转换为实体对象。这项技术在原型制作、制造或医疗保健领域拥有生产定制植入物和假肢的应用。

虚拟和增强现实： 随着虚拟和增强现实的兴起，输出设备已扩展到沉浸式体验。头戴式显示器为客户提供逼真的视图和听觉反馈，增强了游戏、教育模拟和其他互动程序。

输入和输出之间的交互

在每一次计算任务中，输入和输出设备之间的交互都是显而易见的。当用户在键盘上键入（输入）时，字符会显示在屏幕（输出）上。同样，当用户移动鼠标单击图标（输入）时，相应的移动会显示在屏幕（输出）上。这种相互依存的概念体现了人机交互的思想。

平衡系统的重要性

为了使计算机系统有效运行，输入和输出设备之间必须保持和谐的平衡。信息从输入到输出的无缝过渡是信息处理性能的基础。如果这种交互的任何一方受到损害，用户与设备通信和理解设备的能力就会受到阻碍。

挑战和未来趋势

安全问题： 随着技术的发展，输入和输出设备的安全将变得越来越重要。网络安全威胁可以通过恶意输入或输出操纵来损害数据完整性，这凸显了采取强有力安全措施的必要性。

生物识别输入： 生物识别输入（如指纹和面部识别）的集成在智能手机、笔记本电脑或其他计算机系统中越来越普遍。这增强了安全性，并提供了便捷个性化的用户体验。

量子计算的影响： 量子计算的出现对输入和输出的处理方式产生了潜在的转变。量子计算机可能需要新的输入机制，其前所未有的处理能力可能会重新定义输出数据的复杂性和规模。

结论

输入和输出设备是用户与计算机系统之间进行持续信息交换的渠道。输入设备通过允许用户输入数据和指令来启动这种交互，而输出设备则以可理解的格式将处理过的数据提供给用户。

这些设备之间的无缝协调对于任何 PC 系统的功能和用户体验都至关重要。随着技术的不断进步，输入和输出设备的多样性和功能必将不断发展，塑造我们与数字世界的互动方式。

常见问题解答 - 输入和输出设备

1) 输出设备在计算机-用户交互中起什么作用？

输出设备通过以可感知的方式呈现处理过的数据和信息，使用户能够与计算机的输出进行交互并解释结果。

2) 操作系统在控制输入和输出设备方面是如何工作的？

操作系统通过促进输入和输出设备与计算机内部组件之间的通信，实现有效的数据流、设备识别和正确操作。

3) 接口可以接收哪些命令？

任何以下命令都可以发送到接口。

• 控制： 计算机外围设备被激活，并通过命令控制告知其下一个任务。
• 状态： 状态命令可以测试各种外围设备和接口的测试条件。
• 数据输出： 接口计数器可以使用数据输出命令创建。
• 数据输入： 数据输出命令是数据输入命令的相反。

4) I/O 接口标准有哪些？

接口信号可以是单端的或差分的，双向的或单向的，并且符合下面列出的任何 I/O 标准。

• Gunning Transceiver Logic (GTL)。
• 高速收发器逻辑 (HSTL)
• 低压 CMOS (LVCMOS)。
• 低压晶体管-晶体管逻辑 (LVTTL)。