在IBM PC體系結構中，I/O地址空間一共提供了65,536個8位的I/O連線埠。可以把兩個連續的8位連線埠看成一個16位連線埠，但是這必須是從偶數地址開始。同理，也可以把兩個連續的16位連線埠看成一個32位連線埠，但是這必須是從4的整數倍地址開始。有四條專用的彙編語言指令可以允許CPU對I/O連線埠進行讀寫：它們分別是in、ins、out和outs。在執行其中的一條指令時，CPU使用地址匯流排選擇所請求的I/O連線埠，使用數據匯流排在CPU暫存器和連線埠之間傳送數據。
I/O連線埠還可以被映射到物理地址空間：因此，處理器和I/O設備之間的通信就可以直接使用對記憶體進行操作的彙編語言指令（例如，mov、and、or等等）。現代的硬體設備更傾向於映射I/O，因為這樣處理的速度較快，並可以和DMA結合起來使用。也就解釋了為什麼32位系統名義上支持4G記憶體，實際上你裝上4G記憶體條在機器上是不行了。因為訪問不到4G，還需要為顯示卡，音效卡等設備提供物理地址的映射。
系統設計者的主要目的是提供對I/O編程的統一方法，但又不犧牲性能。為了達到這個目的，每個設備的I/O 連線埠都被組織成一組專用暫存器。CPU把要發給設備的命令寫入控制暫存器（control register），並從狀態暫存器（status register）中讀出表示設備內部狀態的值。CPU還可以通過讀取輸入暫存器（input register）的內容從設備取得數據，也可以通過向輸出暫存器（output register）中寫入位元組而把數據輸出到設備。
