第3章李学干_计算机系统结构课件.ppt

把以上能并行读出多个 CPU 字的单体多字和多体单字、多体多字的交叉访问主存系统统称为并行主存系统。 图 3.13 异步单向控制通信 图 3.14 源控式异步双向控制通信 3.2.4 数据宽度与总线线数 1. 数据宽度 我们这里所讲的“数据宽度”指的是I/O设备取得I/O总线使用权后所传送数据的总量。传送完后就释放总线，重新开始分配总线。所以，它不同于前面讲过的数据通路宽度。数据通路宽度指的是数据传送的物理宽度，即一个时钟周期所传送的信息量， 它直接取决于数据总线的线数。二次分配总线之间所传送的数据宽度可能要经许多个时钟周期的分次传送来完成。采用何种数据宽度与总线上各设备的工作特点、所采用的总线控制方式和通信技术有关。数据宽度的种类有单字(或单字节)、定长块、 可变长块、单字加定长块和单字加可变长块等。 2. 总线的线数 总线需要有发送电路、接收电路、传输导线或电缆、转接插头和电源等，这部分比起逻辑线路的成本高得多，而且转接器往往占系统物理空间的相当部分，是降低系统可靠性的主要部分。总线的线数越多，成本越高、干扰越大、可靠性越低、占用的空间也越大，当然传送速度和流量也越高。 此外，总线的长度越长，成本越高，干扰越大，波形畸变越严重，可靠性越低。为此，越是长的总线，其线数就应尽可能减少。数据总线的宽度有一位、一个字节或一个全字等等。 * 第3章 总线、中断与输入输出系统 第 3 章 总线、中断与输入输出系统 3.1 存储系统的基本要求和并行主存系统 3.2 中断设计 3.3 总线系统 3.4 通道处理机 3.5 外围处理机 3.1存储系统的基本要求和并行主存系统 3.1.1 存储系统的基本要求 对存储系统的基本要求是大容量、高速度和低价格。 3.1.2 并行主存系统 3.2 中 断 系 统 3.3.1 中断的分类和分级 引起中断的各种事件称为中断源。中断源向中断系统发出请求中断的申请，称为中断请求。同时可能有多个中断请求，这时中断系统需要按事先确定的中断响应优先次序对优先级高的中断请求予以响应。所谓中断响应就是允许其中断CPU现行程序的运行，转去对该请求进行预处理，包括保存好断点现场，调出有关处理该中断的中断处理程序，准备运行。 这部分工作在大多数机器上都是采用交换新旧程序状态字PSW的办法实现的。 当然为了某种需要，中断系统也可以对中断请求进行屏蔽，使之暂时得不到响应。 为处理一个中断请求，必须调出相应的中断处理程序。 如果中断源比较少时， 通过中断系统硬件就可以比较方便地对每个中断源直接形成相应的中断处理程序入口，进入相应的中断处理程序。但对中、 大型多用途机器， 中断源一般可多达数十至数百个。 如果为每个中断源单独形成入口，不仅硬件难以实现， 代价也很大，就是在中断处理上也没有这种必要。因为不少中断源的性质比较接近，可以将它们分别归成几类，对每一类给定一个中断处理程序入口，再由软件转入对相应的中断源进行处理， 这样可以大大简化中断处理程序入口形成硬件。 以IBM 370为例，它把中断分成机器校验、 管理程序调用、 程序性、 外部、 输入/输出和重新启动 6 类。 前 5 类中断只发生在CPU处于运行状态时，而重新启动不论CPU是处于停止状态还是处于运行状态都可以发生。这 6 类中断，它们的旧PSW和新PSW所在的存贮单元位置都是各不相同的。每类的具体中断原因可由旧PSW中的中断码进一步指明，或是由中断期间放在指定存贮单元中的附加信息指明。 1.机器校验中断告诉程序发生了设备故障。可用 64 位机器校验中断码以指明故障原因和严重性，更为详细的中断原因和故障位置可由机器校验保存区的内容提供。这里包含有电源故障、运算电路的误动作、主存出错、 通道动作故障、 处理器的各种硬件故障等等。 2. 访管中断是在用户程序需要操作系统介入时，通过执行“访管”指令时发生的，访管原因由“访管指令”中的 8 位码指明。 2.程序性中断是包括指令和数据的格式错、程序执行中出现异常(非法指令、 目态下使用管态指令、主存访问方式保护、寻址超过主存容量、 各种溢出、 除数为“0”、 有效位为 0 等)以及程序的事件记录、 监督程序对事件的检测引起的中断等。 3.外中断来自机器外部，它包括各种定时器中断、外部信号中断及中断键中断。各种定时器中断用以计时、计费、控制等。 外部信号中断主要用于与其他机器和系统的联系。中断键则用于操作员对机器的干预。这些外中断又可再分成两类：一类是若未被响应继续保留， 另一类如不响应则不再保留。 4.输