计算机系统结构第13讲

计算机系统结构第13讲内容摘要：

的数据交换个数计数器中的内容减1 若交换个数为 0，则 DMA数据传送过程结束，否则返回上面继续进行 目前使用的 DMA方式实际上有如下三种： (1) 周期窃取方式 在每一条指令执行结束时， CPU测试有没有 DMA服务申请 借用 CPU完成 DMA工作流程。 包括数据和主存地址的传送，交换个数计数器减 1，主存地址的增值及一些测试判断等 周期窃取方式不需要使用程序来完成数据的输入或输出，只借用一个 CPU的周期来完成 DMA流程 周期窃取方式的优点是硬件结构简单，比较容易实现 缺点是在数据输入或输出过程种实际上占用了 CPU的时间 (2) 直接存取方式 整个 DMA工作流程全部在 DMA控制器中用硬件完成 直接存取方式的优点与缺点正好与周期窃取方式相反 (3) 数据块传送方式 在设备控制器中设置一个比较大的数据缓冲存储器。 设备控制器与主存储器之间的数据交换以数据块为单位，并采用程序中断方式进行 采用数据块传送方式的外围设备还有行式打印机，激光打印机，卡片阅读机，部分绘图仪等 计算机系统结构 （第 14讲） 通道处理机 把对外围设备的管理工作从 CPU分离出来 从 IBM 360系列机开始，普遍采用通道处理机技术 通道的作用和功能 通道的工作过程 通道的种类 通道的中的数据传送过程 通道流量分析 处理机与外部设备的连接方式 (1) 直接连接 (2) 通道处理机 (3) 输入输出处理机 ┅ ┅ ┇ ┇处理机设备 设备 设备处理机设备通道设备通道设备设备字节多路通道通道总线C P U设 备控制器……设 备控制器……设备 设备 设备选择通道通道总线主存磁盘控制器……磁表面控制器……磁盘 磁盘 磁带数组多路通道通道总线内部总线 磁盘控制器……磁带控制器…磁盘 磁盘 磁带三种类型的通道与 C P U 、设备控制器和外围设备的连接关系 通道的作用和功能 三种基本输入输出方式存在的问题： CPU的输入输出负担很重，不能专心于用户程序的计算工作。 低速外围设备，每传送每个字符都由 CPU执行一段程序来完成。 高速外围设备的初始化、前处理和后处理等工作需要 CPU来完成 大型机中的外围设备台数很多，但一般并不同时工作。 让 DMA控制器能被多台设备共享，提高硬件的利用率 通道的主要功能： 接受 CPU发来的指令，选择一台指定的外围设备与通道相连接 执行 CPU为通道组织的通道程序 管理外围设备的有关地址 管理主存缓冲区的地址 控制外围设备与主存缓冲区间数据交换的个数 指定传送工作结束时要进行的操作 检查外围设备的工作状态，是正常或故障 在数据传输过程中完成必要的格式的变换 通道的工作过程 通道完成一次数据输入输出的过程需三步： (1) 在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由 CPU通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道 (2) 通道处理机执行通道程序，完成指定的数据输入输出工作 (3) 通道程序结束后第二次调用管理程序对输入输出请求进行处理 每完成一次输入输出工作， CPU只需要两次调用管理程序，大大减少了对用户程序的打扰 CPU运 行用户 程序 通道运行存放在主 存中的通道程序 编制通 道程序 请求输入输 出访管指令 启动 I/O通道 组织 I/O 操作 向 CPU发 中断请求 登记或 处理 CPU运。