计算机组成原理第八章第5讲通道方式.

通道方式8.5通道方式通道的种类选择通道•选择通道每次只能从所连接的设备中选择一台I／O设备的通道程序，此刻该通道程序独占了整个通道。连接在选择通道上的若干设备，只能依次使用通道与主存传送数据•数据传送以成组（数据块）方式进行，每次传送一个数据块，因此，传送速率很高。选择通道多适合于快速设备（磁盘），这些设备相邻字之间的传送空闲时间极短。8.5通道方式多路通道•是一种简单的共享通道，在时间分割的基础上，服务于多台低速和中速面向字符的外围设备。8.5通道方式数组多路通道•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，去为其他设备服务，即执行其他设备的通道程序。所以数组多路通道很像一个多道程序的处理器。•类似于处理器并发执行数组多路通道特性：既保留了选择通道高速传送数据的优点，又充分利用了控制性操作的时间间隔为其他设备服务，使通道效率充分得到发挥字节多路通道•字节多路通道主要用于连接大量的低速设备，如键盘、打印机等等。例如数据传输率是1000B/s，即传送1个字节的间隔是1ms，而通道从设备接收或发送一个字节只需要几百纳秒，因此通道在传送两个字节之间有很多空闲时间，字节多路通道正是利用这个空闲时间为其他设备服务。数组多路通道和字节多路通道的比较共同之处：都是多路通道，在一段时间内能交替执行多个设备的通道程序，使这些设备同时工作。数组多路通道和字节多路通道的比较不同之处：(1)数组多路通道允许多个设备同时工作，但只允许一个设备进行传输型操作，其他设备进行控制型操作。而字节多路通道不仅允许多个设备同时操作，而且也允许它们同时进行传输型操作。(2)数组多路通道与设备之间数据传送的基本单位是数据块，通道必须为一个设备传送完一个数据块以后，才能为别的设备传送数据块。而字节多路通道与设备之间数据传送的基本单位是字节，通道为一个设备传送一个字节后，又可以为另一个设备传送一个字节，因此各设备与通道之间的数据传送是以字节为单位交替进行。8.5通道方式发展1.输入输出处理器(IOP)是通道结构的I/O处理器。IOP可以和CPU并行工作，提供高速的DMA处理能力，实现数据的高速传送。但是它不是独立于CPU工作的，而是主机的一个部件。有些IOP例如Intel8089IOP，还提供数据的变换、搜索以及字装配/拆卸能力。这类IOP广泛应用于中小型及微型计算机中。8.5通道方式2.外围处理机(PPU)PPU基本上是独立于主机工作的，它有自己的指令系统，完成算术/逻辑运算，读/写主存储器，与外设交换信息等。外围机基本上是独立于主处理机工作的，应用于大型高效率的计算机系统中。8.6通用I/O接口标准并行I/O接口SCSI小型计算机系统接口的简称，它是一个高速智能接口，可以混接各种磁盘、光盘、磁带机、打印机、扫描仪、条码阅读器以及通信设备8.6通用I/O接口标准串行SATASerialATA采用串行连接方式，具备了更强的纠错能力，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。线的个数减少，在实现高速数据传输时极大减少了数据线之间的干扰。目前主流使用。8.6通用I/O接口标准8.6通用I/O接口标准串行接口标准IEEE1394IEEE1394是一种高速串行I/O标准接口。各被连接装置的关系是平等的，不用PC介入也能自成系统。这意味着1394在家电等消费类设备的连接应用方面有很好的前景。(1)数据传送的高速性(2)数据传送的实时性(3)体积小易安装，连接方便本章小结各种外围设备的数据传输速率相差很大。如何保证主机与外围设备在时间上同步，则涉及外围设备的定时问题。在计算机系统中，CPU对外围设备的管理方式有：①程序查询方式；②程序中断方式；③DMA方式；④通道方式。每种方式都需要硬件和软件结合起来进行。程序查询方式是CPU管理I/O设备的最简单方式，CPU定期执行设备服务程序，主动来了解设备的工作状态。这种方式浪费CPU的宝贵资源。本章小结程序中断方式是各类计算机中广泛使用的一种数据交换方式。当某一外设的数据准备就绪后，它“主动”向CPU发出请求信号。CPU响应中断请求后，暂停运行主程序，自动转移到该设备的中断服务子程序，为该设备进行服务，结束时返回主程序。中断处理过程可以嵌套进行，优先级高的设备可以中断优先级低的中断服务程序。本章小结DMA技术的出现，使得外围设备可以通过DMA控制器直接访问内存，与此同时，CPU可以继续程序。DMA方式采用以下三种方法：①停止CPU访内；②周期挪用；③DMA与CPU交替访内。DMA控制器按其组成结构，分为选择型和多路型两类。通道是一个特殊功能的处理器。它有自己的指令和程序专门负责数据输入输出的传输控制，从而使CPU将“传输控制”的功能下放给通道，CPU只负责“数据处理”功能。这样，通道与CPU分时使用内存，实现了CPU内部的数据处理与I/O设备的平行工作。通道有两种类型：①选择通道；②多路通道。本章小结标准化是建立开放式系统的基础。CPU、系统总线、I/O总线及标准接口技术近年来取得了重大进步。主要包括并行I/O接口SCSI、串行接口SATA、串行I/O接口IEEE1394等。本章小结作业12456891216