每個(gè)連接到I/O總線上的設(shè)備都有自己的I/O地址集，即所謂的I/O端口（I/O port）。

　　在IBM PC體系結(jié)構(gòu)中，I/O地址空間一共提供了65，536個(gè)8位的I/O端口。可以把兩個(gè)連續(xù)的8位端口看成一個(gè)16位端口，但是這必須是從偶數(shù)地址開始。同理，也可以把兩個(gè)連續(xù)的16位端口看成一個(gè)32位端口，但是這必須是從4的整數(shù)倍地址開始。有四條專用的匯編語言指令可以允許CPU對(duì)I/O端口進(jìn)行讀寫：它們分別是in、ins、out和outs。在執(zhí)行其中的一條指令時(shí)，CPU使用地址總線選擇所請(qǐng)求的I/O端口，使用數(shù)據(jù)總線在CPU寄存器和端口之間傳送數(shù)據(jù)。

　　I/O端口還可以被映射到物理地址空間：因此，處理器和I/O設(shè)備之間的通信就可以直接使用對(duì)內(nèi)存進(jìn)行操作的匯編語言指令（例如，mov、and、or等等）。現(xiàn)代的硬件設(shè)備更傾向于映射I/O，因?yàn)檫@樣處理的速度較快，并可以和DMA結(jié)合起來使用。也就解釋了為什么32位系統(tǒng)名義上支持4G內(nèi)存，實(shí)際上你裝上4G內(nèi)存條在機(jī)器上是不行了。因?yàn)樵L問不到4G，還需要為顯卡，聲卡等設(shè)備提供物理地址的映射。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的主要目的是提供對(duì)I/O編程的統(tǒng)一方法，但又不犧牲性能。為了達(dá)到這個(gè)目的，每個(gè)設(shè)備的I/O 端口都被組織成一組專用寄存器。CPU把要發(fā)給設(shè)備的命令寫入控制寄存器（control register），并從狀態(tài)寄存器（status register）中讀出表示設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)的值。CPU還可以通過讀取輸入寄存器（input register）的內(nèi)容從設(shè)備取得數(shù)據(jù)，也可以通過向輸出寄存器（output register）中寫入字節(jié)而把數(shù)據(jù)輸出到設(shè)備。

　　I/O端口的編址方式

　　I/O端口的編址方式有兩種，即獨(dú)立編址和統(tǒng)一編址。

　　1.獨(dú)立編址（專用的I/O端口編址）----存儲(chǔ)器和I/O端口在兩個(gè)獨(dú)立的地址空間中

　　（1）優(yōu)點(diǎn)：I/O端口的地址碼較短，譯碼電路簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)器同I/O端口的操作指令不同，程序比較清晰；存儲(chǔ)器和I/O端口的控制結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，可以分別設(shè)計(jì)

　　（2）缺點(diǎn)：需要有專用的I/O指令，程序設(shè)計(jì)的靈活性較差

　　2.統(tǒng)一編址（存儲(chǔ)器映像編址）----存儲(chǔ)器和I/O端口共用統(tǒng)一的地址空間，當(dāng)一個(gè)地址空間分配給I/O端口以后，存儲(chǔ)器就不能再占有這一部分的地址空間

　　（1）優(yōu)點(diǎn)：不需要專用的I/O指令，任何對(duì)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的指令都可用于I/O端口的數(shù)據(jù)操作，程序設(shè)計(jì)比較靈活；由于I/O端口的地址空間是內(nèi)存空間的一部分，這樣，I/O端口的地址空間可大可小，從而使外設(shè)的數(shù)量幾乎不受限制

　　（2）缺點(diǎn)：I/O端口占用了內(nèi)存空間的一部分，影響了系統(tǒng)的內(nèi)存容量；訪問I/O端口也要同訪問內(nèi)存一樣，由于內(nèi)存地址較長(zhǎng)，導(dǎo)致執(zhí)行時(shí)間增加

　　使用ISA匯流排結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)PC機(jī)其I/O位址空間范圍是0x000--0x3FF，有1024個(gè)I/O端口位址可供使用

　　對(duì)於使用EISA或PCI等匯流排結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代PC機(jī)，有64KB的I/O位址空間可供使用。在普通Linux系統(tǒng)下透過查看/proc/ioports-（對(duì)應(yīng)的I/O口），可以得到相關(guān)控制器或設(shè)置使用的I/O位址范圍