CPU與外部裝置、儲存器的連線和資料交換都需要通過介面裝置來實現，前者被稱為I/O介面，而後者則被稱為儲存器介面。儲存器通常在CPU的同步控制下工作，介面電路比較簡單;而I/O裝置品種繁多，其相應的介面電路也各不相同，因此，習慣上說到介面只是指I/O介面。
一、I/0介面的概念
1、介面的分類
I/O介面的功能是負責實現CPU通過系統匯流排把I/O電路和 外圍裝置聯絡在一起，按照電路和裝置的複雜程度，I/O介面的硬體主要分為兩大類：
(1)I/O介面晶片
這些晶片大都是積體電路，通過CPU輸入不同的命令和引數，並控制相關的I/O電路和簡單的外設作相應的操作，常見的介面晶片如定時/計數器、中斷控制器、DMA控制器、並行介面等。
(2)I/O介面控制卡
有若干個積體電路按一定的邏輯組成為一個部件，或者直接與CPU同在主機板上，或是一個外掛插在系統匯流排插槽上。
按照介面的連線物件來分，又可以將他們分為序列介面、並行介面、鍵盤介面和磁碟介面等。
熟悉PC主機板的匯流排型別及I/O匯流排插槽中各訊號排列情況，以I/O插槽中重要訊號為線索進行故障點查詢是維修PC主機板致命性故障的關鍵。
微機主機板常用匯流排有PC/XT、PC/AT、VESA、PCI等型別，不同匯流排的I/O槽中信
號排列有所差別，熟悉I/O槽中重要訊號是查詢因匯流排類故障系統宕機、螢幕無顯示等嚴重故障的前提。對宕機類故障，首先區分故障原因是由I/O裝置故障引起還是主機板本身故障引起。確診故障在系統板後，可檢測系統板I/O槽中地址匯流排或資料匯流排的脈衝狀態初步判斷系統故障部位：若所有地址匯流排或資料匯流排均無脈衝，則可能CPU未工作;若個別地址匯流排或資料匯流排為恆定電平而其餘位為脈衝，則是匯流排故障。由於CPU本身故障率較低，因此檢查CPU未工作的原因應從CPU工作的輸入訊號是否正常入手。CPU的基本工作條件有三個，即系統復位訊號RESET、系統時鐘訊號CLK、CPU就緒訊號READY。以PC/AT機為例，CPU(intel286)的29腳為RESET訊號，對應於I/O槽中B02槽RESET DRV訊號，在開機時應有一個明顯正脈衝;CPU的31腳為CLK訊號，對應I/O槽中B20槽系統時鐘SYSCLK訊號，應為TTL電平的時鐘脈衝。CPU的65腳為READY訊號，在開機時應為低電平或脈衝。某PC/AT機宕機，螢幕無顯示故障，首先查I/O槽中B02槽RESET DRV訊號恆低，說明開機復位訊號錯，於是查時鐘處理晶片82284-12腳，在開機時有一個正脈衝，說明82284已正確發
出了系統復位訊號，跟蹤復位訊號傳輸路徑向下檢查，說明82284已正確發出了系統復位訊號，跟蹤復位訊號傳輸路徑向下檢查，發現74ALS02的5、6腳輸入為正脈衝，但輸出4腳卻為“不高不低”浮空電平，更換該晶片後故障排除。對匯流排故障檢修原則是：若發現某一位或很少幾位為恆定電平，可重新開機檢查這些位在開機瞬間是否為恆定電平，若開機瞬間即為恆定電平，則是錯誤狀態;若開機瞬間為脈衝而後變為恆定電平則應首 先檢查其他訊號;若發現8位甚至更多的位同時出現錯誤狀態，則應檢查CPU工作是否正常或相應的匯流排驅動門的控制訊號(如驅動門的方向控制訊號或門的選通訊號等)。2、介面的功能
由於計算機的外圍裝置品種繁多，幾乎都採用了機電傳動裝置，因此，CPU在與I/O裝置進行資料交換時存在以下問題：
速度不匹配：I/O裝置的工作速度要比CPU慢許多，而且由於種類的不 同，他們之間的'速度差異也很大，例如硬碟的傳輸速度就要比印表機快出很多。
時序不匹配：各個I/O裝置都有自己的定時控制電路，以自己的速度傳 輸資料，無法與CPU的時序取得統一。
資訊格式不匹配：不同的I/O裝置儲存和處理資訊的格式不同，例如可以分為序列和並行兩種;也可以分為二進位制格式、ACSII編碼和BCD編碼等。
資訊型別不匹配：不同I/O裝置採用的訊號型別不同，有些是數字訊號，而 有些是模擬訊號，因此所採用的處理方式也不同。
基於以上原因，CPU與外設之間的資料交換必須通過介面來完成，通常介面有以下一些功能：
(1)設定資料的寄存、緩衝邏輯，以適應CPU與外設之間的速度差異，介面通常由一些暫存器或RAM晶片組成，如果晶片足夠大還可以實現批量資料的傳輸;
(2)能夠進行資訊格式的轉換，例如序列和並行的轉換;
(3)能夠協調CPU和外設兩者在資訊的型別和電平的差異，如電平轉換驅動器、數/模或模/數轉換器等;
(4)協調時序差異;
(5)地址譯碼和裝置選擇功能;
(6)設定中斷和DMA控制邏輯，以保證在中斷和DMA允許的情況下產生中斷和DMA請求訊號，並在接受到中斷和DMA應答之後完成中斷處理和DMA傳輸。
3、介面的控制方式
CPU通過介面對外設進行控制的方式有以下幾種：
(1)程式查詢方式
這種方式下，CPU通過I/O指令詢問指定外設當前的狀態，如果外設準備就緒，則進行資料的輸入或輸出，否則CPU等待，迴圈查詢。
這種方式的優點是結構簡單，只需要少量的硬體電路即可，缺點是由於CPU的速度遠遠高於外設，因此通常處於等待狀態，工作效率很低
(2)中斷處理方式
在這種方式下，CPU不再被動等待，而是可以執行其他程式，一旦外設為資料交換準備就緒，可以向CPU提出服務請求，CPU如果響應該請求，便暫時停止當前程式的執行，轉去執行與該請求對應的服務程式，完成後，再繼續執行原來被中斷的程式。
