Las unidades de entrada y salida constan por lo general de un componente mecánico y otro electrónico. El componente electrónico se llama controlador de dispositivo de adaptador.
La tarjeta controladora tiene por lo general un conector, en el que se puede conectar el cable que va al dispositivo en sí. Muchos controladores pueden manejar dos, cuatro y hasta ocho dispositivos idénticos. Si la interfaz entre el controlador y el dispositivo es estándar, ya sea un estándar oficial, de tipo ANSI, IEEE o ISO, o bien un estándar de hecho, entonces las compañías pueden fabricar controladores o dispositivos que se ajusten a esa interfaz. 
Mencionamos esa distinción entre controlado y dispositivo por que el sistema operativo casi siempre trabaja con el controlador y no con el dispositivo. Casi todas las micro y mini computadoras utilizan el modelo de un bus para la comunicación entre la CPU y los controladores. Los grandes mainframes utilizan con frecuencia otro modelo, con varios buses y computadoras especializadas en Entrada y Salida llamadas canales de entrada y salida que toman cierta carga de entrada y salida fuera de la CPU principal.
La labor del controlador es convertir el flujo de bits en serie en un bloque de bytes y llevar a cabo cualquier corrección de errores necesaria. Lo común es que el bloque de bytes ensamble, bit a bit, en un buffer dentro del controlador. Después a verificar la suma y declarar al bloque libre de errores, se le puede copiar en la memoria principal.
El controlador de una terminal CRT también funciona como un dispositivo de bits en un nivel igual de bajo. Lee bytes que contienen caracteres a exhibir en la memoria y genera las señales utilizadas para modular la luz CRT para que esta se escriba en la pantalla. El controlador también genera las señales para que la luz CRT vuelva a realizar un trazo horizontal después de terminar una línea de rastreo, así como las señales para que se vuelva a hacer un trazo vertical después de rastrear en toda la pantalla. De no ser por el controlador CRT, el programador del sistema operativo tendría que programar en forma explicita el rastreo análogo del tubo de rayos catódicos. Con el controlador, el sistema operativo inicializa éste con pocos parámetros, tales como el número de caracteres por línea y el número de líneas en la pantalla, para dejar que el controlador se encargue de dirigir en realidad el rayo de luz.
Cada controlador tiene unos cuantos registros que se utiliza para la comunicación con la CPU. En ciertas computadoras, estos registros son parte del espacio normal de direcciones de la memoria.
El sistema operativo realiza la entrada y salida al escribir comandos en los registros de los controladores. Muchos de los comandos tienen parámetros, los cuales también se cargan de los registros del controlador. Al aceptar un comando, la CPU puede dejar al controlador y dedicarse a otro trabajo. Al terminar el comando, el controlador provoca la interrupción para permitir que el sistema operativo obtenga el control de la CPU y verifique los resultados de la operación. La CPU obtiene los resultados y el estado del dispositivo al leer uno o más bytes de información de los registros del controlado
El S. O. realiza la e / s al escribir comandos en los registros de los controladores; los parámetros de los comandos también se cargan en los registros de los controladores.
Al aceptar el comando, la cpu puede dejar al controlador y dedicarse a otro trabajo.
Al terminar el comando, el controlador provoca una interrupción para permitir que el S. O.:
• Obtenga el control de la cpu.
• Verifique los resultados de la operación.
La cpu obtiene los resultados y el estado del dispositivo al leer uno o más bytes de información de los registros del controlador.
Ejemplos de controladores, sus direcciones de e / s y sus vectores de interrupción en la PC IBM pueden verse en la Tabla 5.1
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