Er zijn verschillende hoofddoelen van een I/O-systeem:

1. Communicatie: Het primaire doel van een I/O-systeem is het vergemakkelijken van de communicatie tussen de computer en verschillende randapparatuur. Hiermee kunnen gebruikers communiceren met de computer, gegevens invoeren, informatie ontvangen en gegevens opslaan of ophalen van externe opslagmedia.

2. Gegevensoverdracht: Een efficiënt I/O-systeem zorgt voor een soepele gegevensoverdracht tussen de CPU, het hoofdgeheugen en I/O-apparaten. Het beheert de gegevensbeweging van en naar deze componenten met de juiste snelheid en waarborgt de gegevensintegriteit.

3. Gegevensconversie: I/O-apparaten gebruiken vaak andere gegevensformaten dan de interne representatie van de computer. Het I/O-systeem voert indien nodig gegevensconversie uit om compatibiliteit en naadloze communicatie tussen de computer en randapparatuur te garanderen. Analoge signalen van apparaten zoals microfoons moeten bijvoorbeeld mogelijk worden omgezet in digitale signalen voor verwerking door de computer.

4. Bufferen en stroomcontrole: Om snelheidsverschillen tussen de CPU en I/O-apparaten op te vangen, maken I/O-systemen vaak gebruik van buffermechanismen. Buffers zijn tijdelijke opslaggebieden die worden gebruikt om gegevens tijdelijk op te slaan terwijl deze tussen apparaten worden overgedragen. Mechanismen voor stroomcontrole regelen de gegevensoverdrachtsnelheid om te voorkomen dat de CPU of I/O-apparaten worden overbelast.

5. Apparaatbeheer en -controle: Het I/O-systeem is verantwoordelijk voor het beheer van de werking van aangesloten randapparatuur. Het omvat het initialiseren en configureren van apparaten, het toewijzen van geheugenadressen en het afhandelen van interrupts die door de apparaten worden gegenereerd. Het zorgt ervoor dat apparaten toegankelijk zijn voor applicaties en goed functioneren.

6. Beveiliging en foutafhandeling: I/O-systemen bevatten mechanismen om te beschermen tegen gegevensfouten en systeemfouten. Foutdetectie- en correctietechnieken helpen bij het identificeren en corrigeren van fouten bij de gegevensoverdracht. Isolatie- en fouttolerantiemechanismen voorkomen dat storingen in één apparaat het hele I/O-systeem beïnvloeden.

7. Optimalisatie: I/O-systemen zijn geoptimaliseerd voor prestaties en efficiëntie. Ze zijn gericht op het minimaliseren van de latentie bij gegevensoverdracht, het verbeteren van de doorvoer en het verminderen van de overhead die gepaard gaat met I/O-bewerkingen. Efficiënt geheugenbeheer en planningsalgoritmen helpen het gebruik van bronnen in het I/O-systeem te optimaliseren.

Over het geheel genomen zijn de primaire doelstellingen van een I/O-systeem het vergemakkelijken van de communicatie, het garanderen van een efficiënte en nauwkeurige gegevensoverdracht, het bieden van betrouwbaar apparaatbeheer en het optimaliseren van de systeemprestaties om te voldoen aan de eisen van verschillende toepassingen en gebruikersvereisten.