一个系统要能正确工作，必须要有数据通道（data paths）的机制，软件和硬件系统都概莫能外。对于计算机系统而言，必须要有data paths的机制来确保CPU, RAM和I/O设备之间的信息数据能正确的流动。这些data paths,通常被称为总线(BUS)，是计算机内部主要的通信通道。
为什么英文总线叫bus呢？我们知道：公共汽车BUS会在每个站台上停靠并让乘客搭乘。总线也有类似的功能，它会在每个挂接在它身上的设备停靠或收集（pick up)设备的信息。因为这种功能的类似 性，所以总线英文为bus.
计算机内部一般有系统总线来连接内部所有的硬件设备。一个典型的系统总线是PCI((Peripheral Component Interconnect)总线。其他类型的用得较多的总线还有ISA,EISA, MCA, SCSI, 和USB。一个计算机有多个不同类型的总线，这些总线由桥（bridge）链接起来。有以下两种高速总线处理到达或出自内存芯片的数据传输：
（1）前端总线FSB：连接CPU和RAM控制器；
（2）后端总线：连接CPU和外部硬件设备CACHE.
主机桥（HostBridge，俗称北桥）连接系统总线和前端总线。
连接I/O设备和CPU的数据通道可统称为I/O总线。外设是为了用来适配一个外设总线而存在的, 并且大部分流行的 I/O 总线成型在个人计算机上。可见，总线的类型影响到I/O设备的内部设计同时影响到Linux内核对它的处理方式。
PC的通用I/O架构如下所示：
接下来，我将按照从上而下的顺序(即I/O controller--> I/O Interface--->I/O Port)对该图进行点评。
设备控制器（ I/O Controller）的作用有以下两个：
（1）解析从I/O Interface接收到的高层次命令，并通过发送时序正确的电信号给I/O设备，I/O设备则根据这些信号去执行相应的动作。
（2）正确的解析和翻译来自I/O设备的电信号并通过I/O Interface修改相应的I/O 状态寄存器值。（I/O状态寄存器是I/O PORT的一种。）
I/O Interface是一种硬件电路，插入在I/O Port和相应的设备控制器之间。它充当一个解释器的功能，把I/O Port里的值解析为对应设备的命令或数据。相应的，它也会读取设备的状态值，并更新I/O port里的值。
有两种类型的interface:
(1)定制化接口。常用的有键盘接口，图形接口，磁盘接口，总线鼠标接口，网络接口等。
(2)通用接口。常见的有串口，并口，PCMCIA（如硬盘、网卡等）接口，SCSI接口，USB接口等。
为了统一起见，设备的I/O Port也被结构化为一系列专用寄存器：
（1）控制寄存器；
（2）状态寄存器；
（3）输入寄存器；
（4）输出寄存器。
示意图如下：
对于CPU而言，如果它要发数据到某个设备，其实是发到对应的接口(I/O Interface)，接口电路里有多个寄存器（也称为端口，即“I/O PORT”），访问设备实际上是读写这些寄存器，所有的信息会由接口转给它的设备。一般来说，CPU会根据需要向设备控制寄存器写入需要执行的命令，并会从设备状态寄存器读取设备的内部状态。CPU也会从输入寄存器获取（Featch or pull）字节数据，或向输出寄存器以推送的方式写入(Push)字节数据。
一个外部设备要想接入系统，就用自己的接口和总线上的某个匹配接口对接。通常会有多个外设，每个外设的接口电路中，又会有多个端口，每个端口都需要一个地址，为他们标识一个具体的地址值，是系统必须解决的事，与此同时，你还有个内存条，可能是512M或1G或更大的金士顿、现代DDR2之类，他们的每一个地址也都需要分配一个标识值，另外，很多外设有自己的内存、缓冲区，就像你的内存条一样，你同样需要为它们分配内存……你的CPU可能需要和它们的每一个字节都打交道，所以：别指望偷懒，它们的每一寸土地都要规划好！
为了规划好I/O端口，有两种编址方式：独立编址和统一编址。
(1)统一编址：
外设接口中的IO寄存器（即IO端口）与主存单元一样看待，每个端口占用一个存储单元的地址，将主存的一部分划出来用作IO地址空间，如，在 PDP-11中，把最高的4K主存作为IO设备寄存器地址。端口占用了存储器的地址空间，使存储量容量减小。统一编址也称为“I/O内存”方式，外设寄存器位于“内存空间”（很多外设有自己的内存、缓冲区，外设的寄存器和内存统称“I/O空间”）。
(2)独立编址（单独编址）：
IO地址与存储地址分开独立编址，I/0端口地址不占用存储空间的地址范围，这样，在系统中就存在了另一种与存储地址无关的IO地址，CPU也必须具有专用与输入输出操作的IO指令（IN、OUT等）和控制逻辑。独立编址下，地址总线上过来一个地址，设备不知道是给IO端口的、还是给存储器的，于是处理器通过MEMR/MEMW和IOR/IOW两组控制信号来实现对I/O端口和存储器的不同寻址。如，intel 80x86就采用单独编址，CPU内存和I/O是一起编址的，就是说内存一部分的地址和I/O地址是重叠的。独立编址也称为“I/O端口”方式，外设寄存器位于“I/O（地址）空间”。