i/o 裝置及其介面線路、控制部件、通道和管理軟體。
根據輸入輸出特性劃分：
輸入型外圍裝置、輸出型外圍裝置和儲存型外圍裝置
按照輸入輸出資訊交換的單位劃分：
字元裝置：輸入型外圍裝置和輸出型外圍裝置一般為字元裝置，它與記憶體進行資訊交換的單位是位元組，即一次交換 1 個或多個位元組
塊裝置：塊裝置一次與記憶體交換的乙個或幾個塊的資訊，儲存型外圍裝置一般為塊裝置
按照 i/o 控制器功能的強弱，以及和 cpu 之間****的不同，可把i/o裝置的控制方式分為四類，它們的主要差別在於**處理器和外圍裝置並行工作的方式不同，並行工作的程度不同。
乙個資料輸入的流程可參照下圖：
1. 假如 cpu 上執行的現行程式需要從 i/o 裝置讀入一批資料，cpu程式設定交換位元組數和資料讀入主存的起始位址
2. cpu向 i/o 裝置發讀指令或查詢標誌指令，i/o 裝置便把狀態返回給 cpu
3. 如果 i/o忙或未就緒，則重複上述測試過程，繼續進行查詢
4. 如果 i/o 裝置就緒，資料傳送便開始，cpu 從 i/o介面讀乙個字，再向主存寫乙個字。如果傳送還未結束，再次向裝置發出讀指令，直到全部資料傳輸完成再返回現行程式執行
為了完成以上查詢，通常要用到三種指令：
1. 查詢指令，用來查詢裝置是否就緒；
2. 傳送指令，當裝置就緒時，執行資料交換；
3. 轉移指令，當裝置未就緒時，執行轉移指令
轉向查詢指令繼續查詢。
由上述過程可見，一旦 cpu 啟動 i/o 裝置，便不斷查詢i/o的準備情況，終止了原程式的執行。cpu在反覆查詢過程中，浪費了寶貴的 cpu 時間；另一方面，i/o 準備就緒後，cpu 參與資料的傳送工作，此時 cpu 也不能執行原程式，可見 cpu 和 i/o 裝置序列工作，使主機不能充分發揮效率，外圍裝置也不能得到合理使用，整個系統的效率很低。
中斷方式僅當操作正常或異常結束時才中斷**處理機，因而實現了一定程度的並行操作。
相比於詢問方式，中斷方式的處理流程如下所示
1. cpu 在啟動 i/o 裝置後，不必查詢 i/o 裝置是否就緒，而是繼續執行現行程式，對裝置是否就緒不加過問
2. 直到在啟動指令之後的某條指令(如第 k 條) 執行完畢，cpu 響應了 i/o 中斷請求，才中斷現行程式轉至 i/o 中斷處理程式執行
3. 在中斷處理程式中，cpu 全程參與資料傳輸操作，它從 i/o 介面讀乙個字(位元組) 並寫入主存
4. 如果i/o裝置上的資料尚未傳送完成，轉向現行程式再次啟動 i/o 裝置，於是命令 i/o 裝置再次作準備並重複上述過程
5. 否則，中斷處理程式結束後，繼續從 k+1 條指令執行
使用中斷的方式，由於輸入輸出操作直接由**處理器控制，每傳送乙個字元或乙個字，都要發生一次中斷，因而仍然消耗大量**處理器時間。
例如，輸入機每秒傳送 1000 個字元，若每次中斷處理平均花 100 微秒，為了傳輸 1000 個字元，要發生 1000 次中斷，所以，每秒內中斷處理要花去約 100 毫秒。
但是程式中斷方式 i/o，由於不必忙式查詢 i/o 準備情況，在 cpu 和 i/o 裝置可實現部分並行，與程式查詢的序列工作方式相比，使 cpu 資源得到較充分利用。
雖然程式中斷方式消除了程式查詢方式的忙式測試，提高了 cpu 資源的利用率，但是在響應中斷請求後，必須停止現行程式轉入中斷處理程式並參與資料傳輸操作。如果 i/o 裝置能直接與主存交換資料而不占用 cpu，那麼，cpu 資源的利用率還可提高，這就出現了直接儲存器訪問(direct memory access ，dma)方式。
在 dma(直接主存訪問)方式中，主存和 i/o 裝置之間有一條資料通路，在主存和 i/o 裝置之間成塊傳送資料過程中，不需要 cpu 幹予，實際操作由 dma 直接執行完成
具體處理如下圖所示：
dma至少需要以下邏輯部件：
主存位址暫存器
存放主存中需要交換資料的位址，dma 傳送前，由程式送入首位址，在dma傳送中，每交換一次資料，把位址暫存器內容加 1
字計數器
記錄傳送資料的總字數，每傳送乙個字，字計數器減 1。
資料緩衝暫存器或資料緩衝區
暫存每次傳送的資料。dma與主存間採用字傳送，dma與裝置間可能是字位或位元組傳送。所以，dma中還可能包括有資料移位暫存器、位元組計數器等硬體邏輯
裝置位址暫存器
存放 i/o 裝置資訊，如磁碟的柱面號、磁軌號、塊號。
中斷機制和控制邏輯
用於向 cpu 提出 i/o 中斷請求和儲存 cpu 發來的 i/o 命令及管理 dma的傳送過程。
dma 不僅設有中斷機構，而且，還增加了dma傳輸控制機構。若出現 dma 與 cpu 同時經匯流排訪問主存，cpu 總把匯流排佔有權讓給 dma，dma 的這種占有稱『週期竊用』，竊取的時間一般為乙個訪問週期，讓裝置和主存之間交換資料，而且在 dma 週期竊取期間，cpu不用干預，還能做運算操作。這樣可減輕cpu的負擔，每次傳送資料時，不必進入中斷系統，進一步提高了 cpu 的資源利用率。
dma 方式與程式中斷方式相比，使得cpu對io的干預從字(位元組) 為單位的減少到以資料塊為單位。而且，每次 cpu幹予時，並不要做資料拷貝，僅僅需要發一條啟動 i/o 指 令 ，以及完成 i/o 結束中斷處理。
但是，每發出一次i/o指令，只能讀寫乙個資料塊，如果使用者希望一次讀寫多個離散的資料塊，並能把它們傳送到不同的記憶體區域，或相反時，則需要由cpu分別發出多條啟動i/o指令及進行多次 i/o 中斷處理才能完成。
通道方式進一步減少了cpu對i/o操作的幹予，減少為對多個資料塊，而不是僅僅乙個資料塊，及有關管理和控制的幹予。
通道又稱輸入輸出處理器。它能完成主儲存器和外圍裝置之間的資訊傳送，與**處理器並行地執行操作。
採用輸入輸出通道設計後，輸入輸出操作過程如下：
1. **處理機在執行主程式時遇到輸入輸出請求
2. 啟動指定通道上選址的外圍裝置，一旦啟動成功，通道開始控制外圍裝置進行操作。
3. 這時**處理器就可執行其它任務並與通道並行工作，直到輸入輸出操作完成。
4. 通道發出操作結束中斷時，**處理器才停止當前工作，轉向處理輸入輸出操作結束事件。
按照資訊交換方式和加接裝置種類不同，通道可分為三種型別：
位元組多路通道
它是為連線大量慢速外圍裝置，如軟盤輸入輸出機、紙帶輸入輸出機、卡片輸入輸出機、控制台打字機等設定的。以位元組為單位交叉地工作，當為一台裝置傳送乙個位元組後，立即轉去為另一台裝置傳送乙個位元組。在ibm370系統中，這樣的通道可接 256 臺裝置。
選擇通道
它用於連線磁帶和磁碟快速裝置。以成組方式工作，每次傳送一批資料；故傳送速度很高，但在這段時間只能為一台裝置服務。每當乙個輸入輸出操作請求完成後，再選擇與通道相連線的另一裝置。
陣列多路通道
對於磁碟這樣的外圍裝置，雖然傳輸資訊很快，但是移臂定位時間很長。
1. 如果接在位元組多路通道上，那麼通道很難承受這樣高的傳輸率；
2. 如果接在選擇通道上，那麼；磁碟臂移動所花費的較長時間內，通道只能空等。
陣列多路通道可以解決這個矛盾，它先為一台裝置執行一條通道命令，然後自動轉換，為另一台裝置執行一條通道命令。
對於連線在陣列多路通道上的若干臺磁碟機，可以啟動它們同時進行移臂，查詢欲訪問的柱面，然後，按次序交叉傳輸一批批資訊，這樣就避免了移臂操作過長地占用通道。由於它在任一時刻只能為一台裝置作資料傳送服務，這類似於選擇通道；但它不等整個通道程式執行結束就能執行另一裝置的通道程式命令，這類似於位元組多路通道。
裝置控制器是 cpu 和裝置之間的乙個介面,它接收從 cpu
發來的命令,控制i/o裝置操作,實現主存和裝置之間的資料傳輸操作。
裝置控制器是乙個可編址裝置,當它連線多台裝置時,則應具有多個裝置位址。
裝置控制器的主要功能為：
1. 接收和識別 cpu 或通道發來的命
令,例如磁碟控制器能接收讀、寫、查詢、搜尋等各種命令;
2. 實現資料交換,包括裝置和控制器之間的數
據傳輸;通過資料匯流排或通道,控制器和主存之間的資料傳輸;
3. 發現和記錄裝置及自身的狀態資訊,供 cpu
處理使用;
4. 裝置位址識別。
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