Операции ввода-вывода реализуются с использованием сравнительно медленных ПУ, поэтому на их выполнение затрачивается больше времени, чем на операции обработки осуществленные в процессоре. Вычислительную машину не достаточно оценивать по быстродействию процессора, более правильно оценивать ПЭВМ по ее эффективной производительности, которая измеряется числом решенных задач заданного класса (включающих как операции обработки так и операции ввода-вывода) за определенный интервал времени. Повышение эффективной производительности ПЭВМ становится одной из основных задач при проектировании, а операции ввода-вывода являются одним из основных сдерживающих факторов ее роста. Повышение эффективной производительности ПЭВМ может быть достигнуто:

1. увеличением номинального быстродействия всех участвующих в операции устройств, в том числе и ПУ;

2. совмещение операций обработки информации и ввода-вывода;

3. совмещение нескольких операций ввода-вывода, что особенно важно при наличии в системе разнообразных ПУ, значительно отличающихся по быстродействию;

4. совмещение операций обработки, в случае, если операции ввода-вывода не являются сдерживающим фактором.

Наибольшие возможности повышения эффективного быстродействия предоставляют пути совмещение операций ввода-вывода и обработки нескольких операций ввода-вывода. Для реализации этих путей современные ПЭВМ обладают развитой системой ввода-вывода (СВВ), т.е. совокупностью аппаратно-программных средств, обеспечивающих выполнение операций ввода-вывода параллельно с операциями обработки. Несмотря на многообразие классов и назначения современных ПЭВМ их система ввода-вывода обладает рядом общих черт.

Одно из основных назначений СВВ – обеспечение совместимости ЭВМ одного семейства, которая обеспечивается одинаковой функциональной структурой, т.е. совокупностью функциональных элементов логических связей между ними. Функциональная структура реализуется посредствам физической структуры т.е. совокупности физических компонентов и электрических связей. Между функциональной и физической структурами нет однозначного соответствия: одна Функциональная структура может быть реализована различными аппаратно-программными средствами. Функциональная структура СВВ одинакова для всех ЭВМ одного семейства.

Оптимальная черта функциональной структуры СВВ современных ПЭВМ — наличие канала ввода вывода (КВВ).

Совокупность унифицированных правил, реализующих КВВ для организации связи между ПУ и ядром машины и управления передачи данных называют логическим интерфейсом (протоколом обмена).

Физическая структура современных ПЭВМ характеризуются принципом модульности, который предполагает, что ПЭВМ состоит из отдельных устройств — модулей, соединение которых между собой осуществляется по унифицированным правилам. Согласованное сопряжение модулей обеспечивается физическим интерфейсом — системой связей, сигналов и алгоритмов обмена. Функциональная, электрическая и конструктивная совместимость модулей обеспечивается унификацией интерфейса.

На СВВ возлагается решение сложных задач:

1. обеспечение максимальной эффективной производительности ПЭВМ, что возможно при использовании автономных средств управления вводом-выводом процессов ввода-вывода (ПВВ) и т.д.;

2. обеспечение минимальной стоимости ПЭВМ, что среди прочих достигается реализацией функций КВВ программными средствами;

3. обеспечение возможности изменения состава устройств в ПЭВМ или вычислительной системы (ВС), в первую очередь состава периферийного устройства. Именно состав периферийного устройства определяет конкретное применение системы. А разнообразие периферийных устройств накладывает требование стандартизации интерфейсов;

4. обеспечение возможности модификации отдельных модулей.

Простота программирования операций ввода-вывода при наличии КВВ обеспечивается использованием заранее составленных системных программ, которые настраиваются на конкретные задачи пользователя и вызываются супервизором ввода-вывода. При этом пользователь при этом пользователь не составляет программного управления периферийного устройства и во многих может не знать принципа их действия.