<<
>>

Канал ввода/вывода

Чтобы избавить процессор от обязанностей слежения за медленно работающими внешними устройствами, в состав машины включили независимые специали- зированные процессоры, которые могут выполнять только операции, связанные с обменом, и никаких других.
Такие специализированные процессоры принято называть каналами ввода/вывода, или просто каналами. Впервые каналы вво- да/вывода появились в составе выпущенной в 1958 г. машины IBM 709.

Именно из-за появления в составе компьютера дополнительных процессоров основной процессор стали называть центральным, а все остальные, дополни- тельные — сопроцессорами, периферийными процессорами, процессорами ввода/вывода и т.д.

Каналы выполняют обмен данными по специальным программам, которые по этой причине называются канальными программами. Как и обычные програм- мы, канальные программы обмена могут находиться в оперативной памяти. В других вариантах архитектур канальные программы размещаются в собствен- ной памяти канала.

В такой реализации архитектуры в обязанность процессора входит только за- пуск канала, а точнее, запуск канальной программы, реакция на завершение об- мена и, возможно, на нестандартные ситуации в процессе обмена.

В остальное время процессор может заниматься выполнением каких-либо других программ. Для реализации реакции процессора на завершение каналом операций по обме- ну или на возникновение отказа в работе устройства используется описанный ранее механизм прерываний (см. 4.2.7).

Очевидно, что для фактического получения выигрыша от совмещения во време- ни операций ввода/вывода и вычислительных действий центрального процессо- ра в памяти компьютера на стадии выполнения должно находиться несколько программ. В то время когда одна из программ ожидает завершения операций по обмену, выполняемых для нее каналом, центральный процессор занят выполне- нием другой программы.

После поступления сигнала прерывания о благополуч- ном завершении обмена процессор может вернуться к выполнению ожидавшей программы.

ВНИМАНИЕ --------------------------------------------------------------------------------------------------------

Режим работы компьютера, при котором в оперативной памяти на стадии выполне- ния одновременно находится несколько программ, принято называть многопро- граммным или мультипрограммным.

Параллелизм, осуществленный за счет независимого одновременного выполнения разными устройствами компьютера разных программ, не приводит к ускорению выполнения отдельной программы. Но общая производительность вычислитель- ной системы увеличивается, так как процессор успевает выполнить больше ма- шинных команд за единицу времени. Следовательно, за один и тот же отрезок времени при наличии каналов будет выполнено больше программ, чем в исход- ном варианте архитектуры.

Вариант архитектуры фон Неймана с одним каналом изображен на рис. 5.7, б, где I/O — это сокращенное обозначение устройств ввода/вывода (от input/ output). Отметим, что в состав компьютера могут входить несколько каналов, которые могут работать одновременно, выполняя обмен для одной и той же или для разных программ, при этом к одному каналу может быть подключено до 256 внешних устройств. Различают селекторные (от select — выбранный), муль- типлексные (от multiplex — многократный) и блок-мультиплексные каналы. Се- лекторные каналы обслуживают высокоскоростные внешние устройства (диски, ленты). Один селекторный канал занят обслуживанием только одного из под- ключенных к нему внешних устройств до полного завершения обмена. Мульти- плексные каналы обслуживают низкоскоростные внешние устройства (принтеры, графопостроители и т. д.). Такой канал обслуживает сразу несколько устройств, одновременно выполняющих обмен. Мультиплексный сигнал успевает по очереди обработать все поступившие со всех устройств байты данных, пока каждое из них считывает или записывает свои байты. Блок-мультиплексные каналы, в принципе, аналогичны мультиплексным, но обмен выполняется крупными блоками данных, а не байтами или машинными словами, как это делают мультиплексные каналы.

<< | >>
Источник: Степанов А. Н.. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей. 2007

Еще по теме Канал ввода/вывода:

  1. 9.13. Передне-срединный канал, VC (фр.), круглосуточно, канал "инь"
  2. 9.2. Канал толстой кишки, GI (франц.), 5-7 час., канал "ян"
  3. 9.6. Канал тонкой кишки, IG (фр.), 13-15 час., канал "ян"
  4. 9.4. Канал селезенки-поджелудочной железы, RP, 9-11 час., канал "ян"
  5. Рекомендации Крайона Магнитному Каналу и всем каналам Духа
  6. 9.8. Канал почек, R (фр.), 17-19 час., канал "инь"
  7. 9.12. Канал печени, F (фр.), 1-3 час., канал "инь"
  8. 9.14. Задне-срединный канал, VG, (фр.), круглосуточно, канал "ян"
  9. Канал распространения
  10. § 37 История вотчинной записки в России. – Явка актов в приказах. – Справка. – Юридическое и финансовое ее значение. – Аналогия нашей формы с западными. – Изменение старой формы при Петре I. – Новый крепостной порядок и новое значение справки и отказа. – Форма нового отказа и ввода во владение
  11. Каналы коммуникации.
  12. 2.2.1. Энергетические каналы (меридианы) и межканальные связи
  13. 2.8.1. По старым каналам
  14. Итак, каналы.
  15. Первые признаки дисбаланса энергии в канале:
  16. ПЕРЕДАЧА, ПРОГРАММА, КАНАЛ
  17. О КАНАЛАХ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
  18. Первые признаки дисбаланса энергии в канале
  19. Общие признаки нарушения циркуляции энергии в канале
  20. 9.18. Массаж внутреннего хода энергетических каналов