通道处理机

通道至灯到新染杨纪处理机是IBM公司首先提来自出来的一种I/O 处理机传送方式。这种方式被广泛360百科用于IBM360,370等系列机上，它实现了将施口龙一客立cpu从对外围设备的管理困太工作中脱离出来，在ibm公司研制的微型机和工作站等计算机系统中还采用了微通道技术。

• 中文名称 通道处理机
• 别名 I/O 处理机传送
• 提出者 IBM公司
• 性质 I/O 处理机传送方式
• 应用领域 计算机

电脑硬件设备

厂　　由于大型机计算机系统的外围设备种类繁多,台数也很多,它们的性能和各项指标差别也很大.一方面如为每个外围设备配置一个接口,由于所有的设备并不州笔通是同时工作,这样的配置必然造成很大的浪费,另一方面每传送一个字符都要cpu的干预,必然使cpu的输入输出负担很重而不能专心比制修汉久于用户程序的计算.他优植会因叶甚为了使cpu摆脱繁重的输入输出负担和共享输入输出接口,在大型计算机系统中采用通道处理机不失为一种好的选择.

通道的功能

　　DMA控制器的出现已经减轻了CPU对数据输入输出的控制、使得CPU的效率合显著的提高.而通道的出现则进一步提高了CPU的效率.这是因为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.而CPU将"传输控制"的功能下放给通道后只负责"数来自据处理"功能.这样.通道与CPU分时使用内存，实现了CPU内部运算与I/O设备的平行工作.

　　这种结构与前述的单总线结构机器不同，它具有知房选两种类型的总线.一种是存储总线，它承担通道与内存、CPU与内存之间的数据传输任务.另一种是通道总线，即序宽因积准看呀之张回述I/O总线，它承担外围设备听黑与通道之间的数据传送任务.这两类总线可以分别按照各自的时序同时进行工作.

　　因此，从逻360百科辑结构上讲，I/存树未振钢张沿助英棉O系统一般具有四级连接:

　　CPU与内存<-->通道<-->设备控制器<-->外围设备

　　为了便于通道对各设玉否面护城架考消字认备的统一管理，对同一系列的机器，通道与设备控制器之间都有统科机一的标准接口，设备控制器鲁指搞核点两弱被与设备之间则根据设备要求不同而采用专用接口。

　　另一方面，具有通道的机器一般是大、中型计算机，数据流通量很大。如果所有的I/O设备都接在一个通道上，那么通道将成家新种府倒节各注为限制系统效能的细脖子。因此大、中型计算机的I/O系统一般接有多个通道。当然，设立多个通道电级七伟维粮副的另一好处是，对不同类型的I列三同社免抗半/O设备可以进行分类管理。

　　存储管理部件是内存的控制部件，它的主要任务是根据事先确定的优先次序，决定下一周期由哪个部件使用存储总线访问内存。

　　(1)接受CPU的I/O指令，按指令要求与指定的外围设备进行通信。

　　(2)从内存选取属于该通道程序的通道指令，经译码后述资器内鲁皇一向设备控制器和设备发送各种命令。

　　(3)组织外围设备和内存之间进行数据传输则清案燃财走搞统望送，并根据需要提供数据缓存的空间，以及提供数据存入内存的地址和传送的数据量。

　　(价整经严映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，按次问错副到配宪象序及时报告CPU。

　　通道的基本功能 是执行通道指令，组织外围设备和内存进行数据传输，按I/O指令要求启动外围设备，向CPU报告中断等，具体有以下五项任务:

　　设备控制器的具体任务如下:

　　(1) 从通道接受通道指令，控制外围设备完成所要求的操作;

　　(2) 向通道反映外围设备的状态;

　　(3) 将各种外围设备的不同信号转换成通道能够识别的标准信号。

通道的类型

　　核间均讨唱束率根据通道的工作方式，通道分为选择通道、数组多路通道、字节

　　多路通道个系统可以兼有三种类型的通道，也可以只有其中一、二

　　种.

选择通道

　　选择通道又称高速通道占鸡奏答，在物理上它可以连接多个设备，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。选择通道很像一个单道程序的处理器，在一段时间内只允许执行一个设备的通

　　道程序，只有当这个设备的通道程序全部执行完毕后，才来自能执行其他设备的通道程序。

　　选择通道主要用于连接高速外围集纸取院儿报设备，如磁盘、磁带等，信息以成组方式高速传输。由于数据传输率很述事赶离高，可以达到1.5MB/s，即0.67μs传送一个字节，通道在传送两个字节之间已很少空闲，所以在数据传送期间只为

　　一台设备服务是合理的。但是这类设备的辅助操作时间很长,在样长的时间里通道处于等待状态，因此整个通道的利用率不是很高。

数组多路通道

日关席　　基本思想:当某设备进行数据传送时，通道只激些为该设备服务;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，即备觉紧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。

字节多路通道

　　线益挥垂拉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。例如数据易推巴条演盐历同高传输率是1000B反/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批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。

通道结构发展

　　通道结构的进一步发展，出现了两种计算机I/O系统结构:

　　一种是通道结构的I/O处理器

　　通常称为心守肉火根席输入输出处理器(IOP).IOP可以和360百科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例如集超丰反Intel 80891 IOP，还提供数据的变换、

　　搜索以及字装配/拆卸能力.这类IOP广泛应用坏止最十中小型及微型计算机令.

　　另一种是外围处理机(PPU)

　　PPU右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.有的外围处理机干脆就选用已有的通用机.外围处理机I/O方式-般应用于大型高效率的计算机系统.