§外设与输入输出系统资料讲解.ppt

2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 通道的功能： ④ 从外围设备得到设备的状态信息，形成并 保存通道本身的状态信息，根据要求将这 些状态信息送到内存的指定单元，供CPU使 用； ⑤ 将外围设备的中断请求和通道本身的中断 请求，按序及时报告CPU。 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 典型的具有通道结构的计算机系统框图 IBM 4300系统I/O结构 特点：具有两种类型的总线，分别按各自的时序同时工作： ? 存储总线，承担通道与内存、CPU与内存之间的数据传输任务 ? 通道总线，即I/O总线，承担外设与通道之间的数据传送任务 组织结构： 主机 —— 通道 —— 设备控制器 —— I/O设备 标准接口 专用接口 存储管理部件：根据优先级，在CPU和通道之间选择允许访问主存 的对象。 优先级：通道?CPU； 选择通道和数组多路通道?字节多路通道 根据多台设备共享通道的方式不同，分三种通道类型： 选择通道、数组多路通道和字节多路通道 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 一、通道的功能 工作原理： 通道执行通道管理程序，实施对I/O系统的统一管理和控制。在CPU启动通道后，由通道自动完成内存取指令并执行的操作，直到数据交换结束，向CPU发出中断请求，进行后处理工作。 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 一、通道的功能 优点： · 增加了CPU与通道操作的并行能力； · 增加了通道之间以及同一通道内各设备间 的并行操作能力； · 为用户提供了灵活增加外设的可能性。 通道的出现进一步提高了CPU的效率 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 一、通道的功能 3. CPU对通道的管理 ? CPU执行I/O指令实现对通道的管理； CPU处理来自通道的中断，实现对通道 的管理 来自通道的中断有两种： 数据传送结束中断 故障中断 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 一、通道的功能 4. 通道对设备控制器的管理 ? 使用通道指令：控制设备控制器进行数据 传送操作； ? 接收通道状态字：通道状态字反映外设的 状态，由设备控制器传 送给通道； 因此，设备控制器是通道对I/O设备实现传输控制的执行机构 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 一、通道的功能 5. 设备控制器具体任务 ? 从通道接收通道命令，控制外设完成所要 求的操作； ? 向通道反映外设的状态； ? 将各种外设的不同信号转换成通道能够识 别的标准信号。 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 8.4 通道方式 二、通道的类型 一个系统可兼有三种类型的通道，也可以只 有其中一、二种。 1. 选择通道 选择通道又称高速通道，在物理上可以连接多个设备，但是这些设备不能同时工作，在某一段时间内通道只能选择一个设备进行工作 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 1. 选择通道 优点：数据是按成组方式进行传输的，每次 传输一个数据块，传输率高。 缺点：通道利用率不高 适用：适用于快速设备，如磁盘、磁带等 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 二、通道的类型 2. 数组多路通道 数组多路通道是对选择通道的一种改进 · 当某设备进行数据传送时，通道只为该设备服务； · 当设备在执行寻址等控制性动作时，通道暂时断开与这个设备的连接，挂起该设备的通道程序，转去为其他设备服务，即执行其他设备的通道程序。 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 2. 数组多路通道 优点：同选择通道一样，以数据块为单位进 行传输，传输率高；又具有多路并行 操作的能力，通道利用率高。 缺点：控制复杂 2012 * 华东师范大学计算机科学技术系 二、通道的类型 3. 字节多路通道 是一种简单的共享通道，在时间分割的基 础上为多台低速和中速设备服务。 特点： ① 允许多个设备同时操作，包括同时进行 传输型操作 ② 通道与设备之间的数据传送是以字节为 单位交替进行的，各设备轮流占用一个 很短的时间片 2012 * 华东师范大学计算机科学