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Eingabe und Ausgabe
Mit Ein-/Ausgabe (abgekürzt E/A; englisch input/output, kurz I/O) bezeichnet man – als Begriff aus der EDV bzw. der Informatik – die Kommunikation / Interaktion …
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Begriff und Bedeutung
Ein-/Ausgabe, abgekürzt E/A, englisch input/output (I/O), bezeichnet in der EDV und Informatik die Kommunikation beziehungsweise Interaktion eines Informationssystems mit seiner Außenwelt. Dazu gehören sowohl Aktionen zum Lesen und Schreiben von Daten als auch die von einem System empfangenen oder gesendeten Signale und Daten. Eingaben sind beispielsweise Kommandos oder andere Daten, die das System empfängt; Ausgaben werden vom System an die Außenwelt gesendet.
Was als Außenwelt gilt, hängt vom jeweiligen Betrachtungsgegenstand ab. Aus Sicht eines Computers als ausführendem Prozessor können auch Programme Eingaben sein. Bei einem Programm stehen vor allem Anwendungsdaten im Mittelpunkt, die von Benutzern oder anderen Systemen empfangen beziehungsweise an diese ausgegeben werden. Für Unterprogramme zählen unter anderem Aufruf- und Rückgabewerte, also Parameter, als Ein- oder Ausgaben. Bei einem Drucker sind die zu druckenden Texte und Grafiken einschließlich der zugehörigen Steuerkommandos Eingaben.
Eingaben und Ausgaben bilden für Computerprogramme und Programmteile Schnittstellen zur Außenwelt. Dadurch können Programme oder Unterprogramme für unterschiedliche Personen, Zwecke und Situationen verwendet werden.
Datenverarbeitung und Schnittstellen
Für die Interaktion zwischen Benutzer und Programm gibt es externe Peripheriegeräte. Sie werden über das Betriebssystem, beispielsweise über den Systembus und Gerätetreiber, sowie über mechanische oder andere elektronische Kommunikationsverbindungen betrieben und angesteuert. Diese Vermittlung ist notwendig, weil unterschiedliche Geräte verschiedene Protokolle verwenden und sich bei Wortlänge und Verarbeitungsgeschwindigkeit unterscheiden können.
In der Softwareentwicklung wird außerdem unterschieden, ob Daten zwischen Außenwelt und System fließen oder ob es sich um Daten handelt, die innerhalb des Systems gespeichert, gelesen, geändert oder gelöscht werden. Für diese vier grundlegenden Datenoperationen steht die Abkürzung CRUD: create, read, update, delete.
Hardware und Übertragungsverfahren
Der Prozessor kommuniziert mit externen Geräten über I/O-Controller oder I/O-Prozessoren. I/O-Controller sind leistungsschwächer, aber günstiger; I/O-Prozessoren sind sehr leistungsstark, jedoch teurer. Beide dienen als Abstraktionsschicht. Die CPU steuert sie mit einfachen LESEN-(READ)- und SCHREIBEN-(WRITE)-Befehlen.
Die Geräte sind direkt über Daten-, Steuer- und Adressbusse angeschlossen. Sie besitzen Puffer, in denen Anfragen und Antworten zwischengespeichert werden. Sogenannte I/O-Supervisors werden meist nur vorübergehend für die Inbetriebnahme und Fehlersuche eingebunden. Für die Kommunikation stehen die Verfahren Programmed Input/Output, Interrupt-Driven I/O und DMA zur Verfügung.
Typische Eingabegeräte für Benutzer sind Tastatur, Maus und Joystick. Zu den häufigen Ausgabegeräten gehören Bildschirm, Drucker und portable Speichermedien. In Bezug auf die Umgebung können Sensoren, etwa für Temperatur, Drehzahl oder Druck, Eingaben liefern. Ausgaben können dann beispielsweise Leistungsregler oder Ventilsteuerungen sein. Solche Ein- und Ausgaben werden in der Regelungs- und Messtechnik verwendet.
Ein- und Ausgabe in der Software
Auf der Softwareseite lassen sich verschiedene Arten der Eingabe unterscheiden: die Eingabe über eine Kommandozeile, Eingaben innerhalb eines Programms durch die Abfrage von Tastatur, Maus oder Joystick, der lesende Zugriff auf ein Speichermedium sowie der direkte lesende Zugriff auf einen A/D-Wandler oder ähnliche Geräte.
Die softwareseitige Ausgabe erfolgt generell nicht über die Kommandozeile, sondern ausschließlich innerhalb des Programms. Sie besteht in einem schreibenden Zugriff auf Bildschirm, Drucker, Speicher oder einen A/D-Wandler beziehungsweise ähnliche Geräte.
