Функционирование ЭВМ с канальной организацией
В основе канальной организации ЭВМ лежит множественность каналов связи между устройствами и функциональная специализация узлов.
Канал это специализированный процессор организующий обмен данными между оперативной памятью и внешними устройствами и управляющий процессами ввода-вывода
Контроллер осуществляет управление информацией и осуществляет следующие функции:
1. Преобразует сигналы
2. Синхронизирует работу устройств
3. Обеспечивает буферизацию информации на время реализации цикла
Канал ввода-вывода – включает в свой состав запоминающие устройства (регистры) и логические схемы, которые выполняют упаковку, распаковку и подсчет данных, модификацию адреса данных, и передачу информации из ОЗУ в периферийные устройства и в обратном направлении. Канал работает под управлением канальной программы, которая хранится в специально отведенной области основной памяти ЭВМ
1. Прием команд управления работы канала из ЦП
|
|
2. Адресация внешнего устройства
3. Прием управляющих сигналов, поступающих от периферийных устройств
4. Установка управляющих сигналов на шинах интерфейса ввода-вывода
5. Непосредственная передача информации между ОП и ПУ
6. Контроль передаваемой информации на четность
7. Подсчет количества передаваемых байт информации
8. Прием и анализ информации о состоянии ПУ
9. Формирование запросов в ЦП на прерывание
10. Управление последовательностью прерываний от ПУ и выполнение прерываний
Канал ввода-вывода (Кв/в) реализует функции управления обменом информации, общие для всех устройств
Контроллер выполняет управление обменом для группы ПУ одного типа
Интерфейс осуществляет электрическую связь между каналом и контроллером, подключенным к этому каналу, и подготавливает сигналы в/в таким образом, чтобы любое ПУ могло подключиться к каналу.
Периферийные устройства группируется по быстродействию, и подключаются к соответствующим каналам. Быстродействующие устройства подключаются к селекторным каналам, получая его в монопольное пользование на все время выполнения операции обмена данными
Низкоскоростные устройства подключают к мультиплексным каналам.
Мультиплексный канал разделяется между несколькими устройствами, при этом возможен одновременный обмен данными с несколькими устройствами
Обмен информацией с использованием Кв/в выполняется в следующем порядке:
1. ЦП, получив команду в/в, передает ее в канал.
2. Канал из определенной ячейки памяти считывает начальный адрес канальной программы и начинает ее выполнять.
3. Канал, выполняя команды обмена, обращается к тем или иными периферийным устройствам, читает или записывает слова информации, обращаясь в ОЗУ, при необходимости производит изменение формата вводимых и выводимых данных и т.д.
|
|
Для управления очередностью доступа центрального процессора или одного из каналов к оперативной памяти используется Контроллер Оперативной Памяти. Наименьший приоритет имеет центральный процессор, среди каналов больший приоритет имеют медленные каналы. О своем состоянии канал информирует процессор с помощью прерываний, то есть канал вырабатывает сигнал прерывания. Например, по окончании операции обмена данными, при возникновении исключительной ситуации, и т. д. Операционная система анализирует код прерывания, и вызывает соответствующую подпрограмму – обработчик прерывания.