I/O通道

I/O通道(Channel)
　　一条 大型机通道（channel）某种程度上类似于 PCI 总线（bus），它能将一个或多个控制器连接起来，而这些控制器又控制着一个或更多的设备（ 磁盘驱动器、终端、LAN端口，等等。）大型机通道和 PCI总线之间的一个主要区别是大型机通道通过几对大的bus and tag 电缆（并行通道方式），或者通过最近常使用的ESCON（ Enterprise System Connection） 光导纤维电缆（串行 通道方式）以及 光纤通道来连接控制器。这些通道在早期是一些外置的盒子（每个约6’X30’’X5’H大小），现在都已经整合到了系统框架内。
　　这些通道的超强I/O处理能力是大型机系统功能如此强大的原因之一。
　　2. CPU寻址 I/O设备的方式
　　◆ 存储器映射I/O或 统一编址
　　◆ I/O设备单独编址
　　无论选择哪一种编址方法，每个I/O设备
　　都提供状态 寄存器和控制寄存器。
　　3. 设备的连接和工作方式
　　直接传送、程序查询、中断、 DMA、I/O处理机
　　4. 程序控制、中断和 DMA方式管理外围设备会引
　　起两个问题：
　　◆ 所有外围设备的I/O工作全部都要由CPU来
　　承担，CPU的I/O负担很重，不能专心于用
　　户程序的计算。
　　◆ 大型计算机系统中的外围设备台数虽然很
　　多，但是一般并不同时工作。
　　解决上述问题的方法：采用 通道处理机
　　6.5.3 通道
　　通道处理机能够负担外围设备的大部分I/O工作。
　　通道处理机：能够执行有限I/O指令，并且能够被多
　　台外围设备共享的小型DMA专用处理机。
　　1. 通道的功能
　　(1) 接受CPU发来的I/O指令，根据指令要求选
　　择一台指定的外围设备与通道相连接。
　　(2) 执行CPU为通道组织的通道程序，从主存中
　　取出通道指令，对通道指令进行译码，并根
　　据需要向被选中的设备控制器发出各种操作
　　命令。
　　(3) 给出外围设备的有关地址，即进行读／写操
　　作的数据所在的位置。
　　如 磁盘存储器的柱面号、磁头号、扇区号等。
　　(4) 给出主存缓冲区的首地址，这个缓冲区用来暂时
　　存放从外围设备上输入的数据，或者暂时存放将
　　要输出到外围设备中去的数据。
　　(5) 控制外围设备与主存缓冲区之间 数据交换的个数，
　　对交换的数据个数进行计数，并判断数据传送工
　　作是否结束。
　　(6) 指定传送工作结束时要进行的操作。
　　(7) 检查外围设备的工作状态，是正常或故障。根据
　　需要将设备的状态信息送往主存指定单元保存。
　　(8) 在 数据传输过程中完成必要的格式变换。
　　例如 把字拆卸为字节，或者把字节装配成字
　　2. 通道的主要硬件
　　(1) 寄存器部分
　　 数据缓冲寄存器
　　主存 地址计数器
　　传输字节数计数器
　　通道命令字寄存器
　　通道状态字寄存器
　　(2) 控制部分
　　分时控制
　　地址分配
　　数据传送
　　数据装配
　　拆卸
　　3. 通道对外围设备的控制通过I/O接口和设备控制
　　器进行
　　通道与设备控制器之间一般采用标准的I/O
　　接口来连接。