В компьютерных системах под синхронным вводом и синхронным выводом понимают процессы ввода-вывода отсчётов данных, при которых  явно сохраняются интервалы времени (периодичность) передачи отсчётов на ввод или на вывод. Синхронность ввода-вывода обеспечивается с помощью той или иной аппаратной поддержки (таймеры и различные другие периферийные устройства со средствами синхронизации и с применением буферизации данных для выравнивания потока ввода-вывода данных). При этом, термин синхронный ввод-вывод не означает обязательного наличия сигнала синхронизации у интерфейса ввода-вывода, и синхронность может обеспечиваться как внутренней, так и внешней синхронизацией.

Обычно в процессорных и измерительных системах направление потока данных (на ввод или на вывод) считают относительно компьютера (процессора), стоящего в центре рассматриваемой архитектуры. В частности, отсчёты АЦП и цифровых (дискретных) входов считают данными на ввод, а отсчёты ЦАП и цифровых (управляющих) выходов – данными на вывод.  

При асинхронным вводе и выводе не сохраняются интервалы времени (периодичность) передачи отсчётов на ввод или на вывод. При этом, данные поступают на ввод или вывод в темпе самого интерфейса передачи данных, с непредсказуемыми задержками буферизации, без сохранения каких-либо временны̀х интервалов. В частности, это означает для программиста, что при использовании асинхронных функций ввода-вывода бессмысленно сопоставлять моменты вызова функции асинхронного ввода-вывода с физическими моментами выполнения данной операции “по ту сторону интерфейса” (подобное сопоставление имеет смысл только лишь при статистическом методе обработки данных). Факт выполнения асинхронной операции на вывод может быть проверен с помощью подтверждения (если данная операция на вывод имеет подтверждение, или подтверждение можно получить последующей операцией ввода данных). При асинхронном вводе-выводе упомянутая выше буферизация данных может сыграть противоположную роль и увеличить неопределённость времени доставки данных при отсутствии механизма синхронизации и управления трафиком передачи данных.

При синхронном сборе в системах сбора данных нередко программная среда на приёмной стороне получает данные асинхронно, но, если известно, что полученные данные были собраны без потерь и синхронно (например, АЦП в синхронном режиме), то программно эти данные рассматриваются как синхронные, например, при использовании спектральных алгоритмах ЦОС. Аналогично, при реализациях синхронного вывода через буфер передающая сторона асинхронно заполняет буфер (с контролем его заполнения), а  приёмная сторона (например, ЦАП) интерпретирует полученные данные как синхронные. 

Когда несинхронность ввода-вывода может составлять типично малую часть от заданного периода сбора данных, то употребляют термин квазисинхронный режим ввода-вывода.  В таком режиме соблюдается установленный средний период сбора данных на фоне возможной фазовой нестабильности периодического процесса ввода-вывода.  Квазисинхронный режим, как правило, вполне приемлем для систем управления, но на ввод квазисинхронный режим сбора (например, АЦП) может быть применён там, где не применяется спектральная обработка сигнала. Квазисинхрнный режим не позволяет восстановить исходную форму сигнала, поскольку отсчёты данных не жёстко привязаны ко времени, за исключением случая, когда случайная величина фазовой нестабильности количественно известна и этот фактор учитывается при восстановлении формы сигнала. 

По мере исторического развития уровней программных и аппаратных средств всё больше появляется промежуточных программно-аппаратных уровней, как следствие, всё больше появляется асинхронных интерфейсов и усложняются реализации синхронных интерфейсов ввода-вывода.

---

Примеры использования терминов

Синхронный и асинхронный ввод-вывод используется в различных системах сбора данных (LTR, E-502, L-502, E20-10, E14-x40 и т.д.) и эти термины активно употребляются в эксплуатационной документации этих изделий.

Измерительная система LTR

АЦП: 16 бит; 16/32 каналов;
±0,2 В…10 В; 2 МГц
ЦАП: 16 бит; 2 канала; ±5 В; 1 МГц
Цифровые входы/выходы:
17/16, ТТЛ 5 В
Интерфейс: USB 2.0 (high-speed), Ethernet (100 Мбит)
Гальваническая развязка.

Модуль АЦП/ЦАП
16/32 каналов, 16 бит, 2 МГц, USB, Ethernet

E-502

АЦП: 16 бит; 16/32 каналов;
±0,2 В…10 В; 2 МГц
ЦАП: 16 бит; 2 канала; ±5 В; 1 МГц
Цифровые входы/выходы:
18/16 TTL 5 В
Интерфейс: PCI Express

Плата АЦП/ЦАП
16/32 каналов, 16 бит, 2 МГц, PCI Express

L-502

АЦП: 14 бит; 4 канала;
±0,3 В…3 В; 10 МГц
ЦАП: 12 бит; 2 канала; ±5 В; 8 мкс
Цифровые входы/выходы:
16/16 ТТЛ, 5 В
Интерфейс: USB 2.0 (high-speed).

Модуль АЦП/ЦАП
4 канала, 14 бит, 10 МГц, USB

E20-10

АЦП: 14 бит; 16/32 каналов;
±0,15 В…10 В; 200 кГц
ЦАП: 16 бит; 2 канала; ±5 В; 200 кГц
Цифровые входы/выходы:
16/16 TTL 5 В
Интерфейс: USB 2.0

Модуль АЦП/ЦАП
16/32 каналов, 14 бит, 200 кГц, USB

E14-140M

АЦП: 14 бит; 16/32 каналов;
±0,156 В…10 В; 400 кГц
ЦАП: 12 бит; 2 канала; ±5 В; 8 мкс
Цифровые входы/выходы:
16/16 TTL 5 В
Интерфейс: USB 2.0

Модуль АЦП/ЦАП
16/32 каналов, 14 бит, 400 кГц, USB

E14-440