【正文】 ?? 磁表面 控制器 ?? 磁盤 磁盤 磁帶 數(shù)組多 路通道 通道總線 內(nèi)部總線 磁盤 控制器 ?? 磁帶 控制器 ? 磁盤 磁盤 磁帶 三種類型的通道與 C P U 、設(shè)備控制器和外圍設(shè)備的連接關(guān)系 1. 字節(jié)多路通道 為多臺(tái)低中速的外圍設(shè)備服務(wù) 有多個(gè)子通道 ， 每個(gè)子通道連接一個(gè)控制器 至主存儲(chǔ)器字節(jié)多路通道 數(shù)據(jù)緩沖通道控制子通道 1 子通道 2 子通道 3字節(jié)緩沖狀態(tài) / 控制固定地址字節(jié)多路通道的結(jié)構(gòu)2. 選擇通道 為高速外圍設(shè)備服務(wù) 只有一個(gè)以成組方式工作的子通道 至主存儲(chǔ)器通道控制部分 數(shù)據(jù)緩沖狀態(tài) / 控制 字?jǐn)?shù) 據(jù)主存地址格式變換 字節(jié)字節(jié)計(jì)數(shù) ? ? 至設(shè)備控制器設(shè)備地址 ?選擇通道的結(jié)構(gòu)3. 數(shù)組多路通道 字節(jié)多路通道和選擇通道的結(jié)合。 通道中的數(shù)據(jù)傳送過程 一個(gè)字節(jié)多路通道連接 P 臺(tái)設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備都傳送 n 個(gè)字節(jié)TS TDTS TD?? TS TD?? TS TDD1 1D2 1?? Di j?? Dp nT TS：設(shè)備選擇時(shí)間， TD：傳送一個(gè)字節(jié)的時(shí)間， Di j：第 i 臺(tái)設(shè)備的第 j 個(gè)數(shù)據(jù)，其中有： i ＝ 1, 2 , ? ,p ， j ＝ 1, 2 , ? ,n總共所需要的時(shí)間： TB Y TE＝ （ TS＋ TD） n選擇通道的數(shù)據(jù)傳送過程 數(shù)組多路通道連接 P 臺(tái)設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備都傳送 n 個(gè)字節(jié) TSTD1TD2? TDk TSTD1TD2? TDk ?? TSTD k +1? TD 2 k ?? TSTDn k? TDn D1 D2 ?? D1 ?? DP T TS：設(shè)備選擇時(shí)間， k ：一個(gè)數(shù)據(jù)塊中的字節(jié)個(gè)數(shù)， TDi：通道傳送第 i 個(gè)數(shù)據(jù)所用的時(shí)間， 其中有： i ＝ 1 ,2, ? ,n Di：通道正在為 第 i 臺(tái)設(shè)備服務(wù)，其中有： i ＝ 1 ,2, ? ,p 總共所需要的時(shí)間： TB L OC K＝（ TS／ k ＋ TD） 通道最大流量： 通道在滿負(fù)荷工作狀態(tài)下的流量。BLOCK 例 ： 一個(gè)字節(jié)多路通道連接 D D D D D5共 5臺(tái)設(shè)備，這些設(shè)備分別每 10us、 30us、 30us、50us和 75us發(fā)出一次數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求。 畫出通道分時(shí)為各臺(tái)設(shè)備服務(wù)的時(shí)間圖 ， 并計(jì)算處理完各設(shè)備的第一次請(qǐng)求的時(shí)刻 。 可以采取下列方法： 方法一：增加通道的最大工作流量。 方法三：增加緩沖存儲(chǔ)器。 (3) 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、碼制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)塊檢驗(yàn)等工作要CPU完成。 (3) 故障處理 。 (7) 連接網(wǎng)絡(luò)或遠(yuǎn)程終端 。 輸入輸出處理機(jī)的種類 根據(jù)是否共享主存儲(chǔ)器分為： (1)共享主存儲(chǔ)器的輸入輸出處理機(jī)。如 CDCCYBER和 ASC (2) 獨(dú)立運(yùn)算部件和指令控制部件。 (2)以輸入輸出處理機(jī)作為主處理機(jī)。 當(dāng)用戶程序需要進(jìn)行輸入輸出操作時(shí)，由中央處理機(jī)發(fā)出請(qǐng)求調(diào)用輸入輸出處理機(jī)，由輸入輸出處理機(jī)管理外圍設(shè)備完成全部輸入輸出工作。 ? 假設(shè)所有的中斷處理都需 3t，中斷響應(yīng)和中斷返回所需時(shí)間相對(duì)于中斷處理時(shí)間少得多。若某種低速外設(shè)每隔 500us發(fā)出一次傳送請(qǐng)求，那么，該通道最多可連接多少臺(tái)這種外設(shè)？ ? 有 8臺(tái)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率如表所示，設(shè)計(jì)一種通道， Ts=2us， Td=2us。畫出程序運(yùn)行過程示意圖，說明中斷處理程序被執(zhí)行完的次序。 ? 有 4個(gè)中斷處理程序，相應(yīng)的中斷請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)從高到低為 1,2,3,蔽碼如表所示。 (4)采用廉價(jià)的微處理機(jī)來專門承擔(dān)輸入輸出任務(wù)。 如 B6700大型機(jī)和 STAT100巨型機(jī)等。 STAT100巨型機(jī) 根據(jù)運(yùn)算部件和指令控制部件是否共享分為： (1) 合用同一個(gè)運(yùn)算部件和指令控制部件。 除了具有數(shù)據(jù)的輸入輸出功能之外 ， 還具有運(yùn)算功能和程序控制等功能 。 (5) 診斷和顯示系統(tǒng)狀態(tài) 。 典型的輸入輸出處理機(jī) CPU CPU …… CPU 主存 …… 主存 內(nèi)部總線 I/O 處理機(jī) …… I/O 處理機(jī) 設(shè) 備 控制器 … 設(shè) 備 控制器 設(shè) 備 控制器 … 設(shè) 備 控制器 設(shè) 備 控制器 設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備 輸入輸出處理機(jī)除了能夠完成通道處理機(jī)的全部功能之外 ， 還具有如下功能： (1) 碼制轉(zhuǎn)換 。 輸入輸出處理機(jī) 能夠獨(dú)立承擔(dān)輸入輸出工作的專用處理機(jī) 輸入輸出處理機(jī)的作用 輸入輸出處理機(jī)的種類 輸入輸出處理機(jī)實(shí)例 輸入輸出處理機(jī)的作用 通道處理機(jī)存在的問題： (1) 每完成一次輸入輸出操作要兩次中斷 CPU的現(xiàn)行程序。 方法二：動(dòng)態(tài)改變?cè)O(shè)備的優(yōu)先級(jí)。 D5的第一次請(qǐng)求沒有響應(yīng) ， 數(shù)據(jù)丟失 。 (2)如果這個(gè)字節(jié)多路通道的 最大流量正好等于通道實(shí)際流量 ， 并假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸率高的設(shè)備 ， 其優(yōu)先級(jí)也高 。BYTE fSELETE≤fMAX n ? 數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)傳送過程 通道流量分析 通道流量 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)量。 n字節(jié)多路通道的數(shù)據(jù)傳送過程 選擇通道連接 P 臺(tái)設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備都傳送 n 個(gè)字節(jié)TSTD1TD2? TDnTSTD1TD2? TDn?? TSTD1 TD 2? TDnD1D2?? DPTTS：設(shè)備選擇時(shí)間，TDi：通道傳送第 i 個(gè)數(shù)據(jù)所用的時(shí)間， 其中有： i ＝ 1 , 2 , ? ,nDi：通道正在為 第 i 臺(tái)設(shè)備服務(wù)，其中有： i ＝ 1 , 2, ? ,p 總共所需要的時(shí)間： TS E L E T E＝ （ TS／ n ＋ TD） 從磁盤存儲(chǔ)器讀出文件的的過程分為三步： 定位、找扇區(qū)、讀出數(shù)據(jù) 數(shù)組多路通道的實(shí)際工作方式是： 在為一臺(tái)高速設(shè)備傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)，有多臺(tái)高速設(shè)備可以在定位或者在找扇區(qū)。 存在中斷？ 設(shè)備回答的狀態(tài)字節(jié)為全 0 ，啟動(dòng)成功，形成 條件碼。 否 選擇控制器設(shè)備 斷開？ 形成條件碼，結(jié)束。 否 忙？ 形成條件碼，結(jié)束。 通道處理機(jī)執(zhí)行通道程序，完成指定的數(shù)據(jù)輸入輸出工作。 指定傳送工作結(jié)束時(shí)要進(jìn)行的操作。 執(zhí)行 CPU為通道組織的通道程序。 高速外圍設(shè)備的初始化、前處理和后處理等工作需要 CPU來完成。 前者所需要的屏蔽位數(shù)比較多 ， n： log2n (3)可屏蔽的中斷源數(shù)量和種類不同 。 000為處理機(jī)本身的優(yōu)先級(jí) ， 001～ 100分別表示 4個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí) 。 處理機(jī)響應(yīng)的順序是 D D D D4 實(shí)際服務(wù)的順序是 D D D D1 　　 中斷請(qǐng)求 主程序 中斷服務(wù)程序　　 D1 D2