直接存取通道

直接存取是指同一時間訪問一組序列中的一個隨意組件。直接存取通道是指記憶體可以通過通道獨立地和其他部件進行直接存取，即同一時間可以隨意存取外存或記憶體中一個物理記錄，不需要CPU的干預。直接存取通道可以從一定程度提高數據存取的速度。

基本介紹

• 中文名：直接存取通道
• 外文名：direct access channel
• 學科：計算機
• 定義：記憶體外設直接存取數據的通道
• 有關術語：通道
• 領域：計算機系統

簡介

隨著計算機技術的發展，I/O 控制方式也在不斷地發展。在 I/O 控制方式的整個發展過程中，始終貫穿著這樣一條宗旨，即儘量減少主機對 I/O 控制的干預，把主機從繁雜的 I/O 控制事務中解脫出來，以便更多地去完成數據處理任務。直接存取通道是指同一時間可以隨意存取外存或記憶體中一個物理記錄的通道，這可以極大地提高CPU效率。例如，雙連線埠DRAM（動態隨機存取存儲器）有兩個獨立的數據連線埠，可以分別進行數據的輸入和輸出，其中一個可以直接由CPU存取，另一個連線埠可以獨立地被其他部件經過直接存取通道存取，直接存取通道可以和CPU同時工作。

通道

一種把外圍設備和主存儲器連線起來的數據通路。用於替代中央處理機對外圍設備和數據的輸入輸出操作控制。通道與中央處理機、主存儲器及外圍設備的連線如圖1所示，雙線代表數據線，單線代表控制線。由於中央處理機和通道可以分時使用主存儲器，從而實現中央處理機內部運算和外圍設備並行操作。

圖1

通道的結構和功能隨著機器及所連線的外圍設備的不同而差異很大。按通道和中央處理機的獨立程度可分為：①結合型通道。在硬體結構上和中央處理機組合在一起，利用中央處理機的某些部件作為通道部件，其結構簡單，但通道功能較弱，效率較低。②獨立型通道。在硬體結構上和中央處理機完全獨立，通道功能強，效率高，但設備成本也高。

通道的工作過程

初始化

編制通道程式；

根據需要在主存中開闢I/O緩衝區；

將緩衝區首址及傳送位元組數送到通道程式中，並將通道程式首地址寫入某固定單元；

執行啟動命令SIO，該指令中給出通道號及設備號。

通道和設備的啟動

指定的通道接到啟動信號後，從某固定單元中讀出通道地址字CAW；

CAW送入通道地址暫存器CAWR；

通道將SIO指令送來的設備號送入設備地址暫存器，然後向I/O匯流排送出所要啟動的設備號；

指定設備向通道送出回答信號，並回送本設備地址；

若回送的設備地址與通道送出的設備地址一致，則啟動成功；

通道根據VAWR中的內容從主存取出第一條通道指令CCW1，並存於通道指令暫存器CCWR中，然後根據CCW1中的命令碼去啟動設備；

設備在接到第一條通道發出的命令後，向通道送出狀態碼，若狀態碼全為0，則通道向CPU送出條件碼，並告之啟動成功。反之，則表示不能正常執行通道命令，並說明失敗的原因。

數據傳送

執行完第一條通道指令後，CAWR增值，以便讀出第二條通道指令。若執行的是數據傳送指令，當其傳送位元組數減到0時，表明該通道指令執行完畢，本次數據傳送結束。依次類推，直到執行的某條通道指令中SD和CD均為0，則該通道指令是本通道程式中的最後一條。

通道程式的結束

當執行完通道程式的最後一條通道指令，則結束通道程式：一方面通道向設備發出結束命令，一方面向CPU發出中斷請求信號，並將通道狀態寫入主存專用單元。

設備接到結束命令後立即進行某些必要的動作，例如磁帶繼續運行一段，使磁頭停止在兩個數據之間的空白處。在設備必要的動作結束後，反饋給通道一個信號，以斷開與通道的連線。

CPU接到中斷請求信號後，回響中斷，執行I/O中斷管理程式，對通道作結束處理。