通道方式

通道方式

在金融領域,通道方式有:股權,債權,其他類型。常見的有PE通道融資方式、銀行貸款融資方式等。

基本介紹

  • 中文名:通道方式
  • 金融包括:股權,債權,其他類型
  • 常見:PE通道融資方式銀行貸款融資方式
  • 性質:可看作一個簡單的專用計算機
通道方式,

通道方式

因為在這些計算機中連線著許多輸入輸出設備,其中包括字設備和塊設備。 為每一個設備都配置一個專用的DMA控制器是不經濟的。 而且多個DMA的並行工作還會使存儲器的訪問發生衝突。 因而必須在多個設備之間共享DMA控制器,這樣就形成了輸入輸出通道的概念。通道是一個具有輸入輸出處理器控制的輸入輸出部件。通道控制器有自己的指令,即通道命令,能夠根據程式控制多個外部設備並提供了DMA共享的功能,而DMA只能進行固定的數據傳輸操作。
一、通道的類型
通道處理器本身可看作一個簡單的專用計算機,它有自己的指令系統。通道處理器能夠獨立執行用通道命令編寫的輸入輸出控制程式,產生相應的控制信號控制設備的工作。通道通過數據通路與設備的控制器進行通信。下圖是通道結構的例子。採用這種結構的計算機中有兩種匯流排:一種是存儲器匯流排, 它承擔CPU與記憶體、通道之間的數據傳輸任務;另一種是承擔輸入輸出操作的匯流排,即通道匯流排。
一台計算機中可以有多條通道,一條通道匯流排可以連線幾個設備控制器設備控制器類似於輸入輸出設備的接口,它接收通道控制器的命令並向設備發出控制命令。一個設備控制器可控制多個同類的設備,只要這些設備是輪流正作的。通道處理器中只運行輸入輸出控制程式。每個通道可以連線多個外圍設備,根據數據傳送方式,通道可分成位元組多路通道、選擇通道和數組多路通道三種類型。
1.選擇通道
對於高速的設備,如磁碟等,要求較高的數據傳輸速度。對於這種高速傳輸,通道難以同時對多個這樣的設備進行操作,只能一次對一個設備進行操作。這種通道稱為選擇通道,它與設備之間的傳輸一直維持到設備請求的傳輸完成為止,然後為其他外圍設備傳輸數據。選擇通道的數據寬度是可變的,通道中包含一個保存輸入輸出數據傳輸所需的參數暫存器。參數暫存器包括存放下一個主存傳輸數據存放位置的地址和對傳輸數據計數的暫存器。選擇通道的輸入輸出操作啟動之後,該通道就專門用於該設備的數據傳輸直到操作完成。選擇通道的缺點是設備申請使用通道的等待時間較長。
2.數組多路通道(又稱成組多路通道)
數組多路通道以數組(數據塊)為單位在若干高速傳輸操作之間進行交叉復用。這樣可減少外設申請使用通道時的等待時間。數組多路通道適用於高速外圍設備,這些設備的數據傳輸以塊為單位。通道用塊交叉的方法,輪流為多個外設服務。當同時為多台外設傳送數據時,每傳送完一塊數據後選擇下一個外設進行數據傳送,使多路傳輸並行進行。數組多路通道既保留了選擇通道高速傳輸的優點,又充分利用了控制性操作的時間間隔為其它設備服務,使通道的功能得到有效發揮,因此數組多路通道在實際系統中得到較多的的套用。特別是對於磁碟和磁帶等一些塊設備,它們的數據傳輸本來就是按塊進行的。而在傳輸操作之前又需要尋找記錄的位置,在尋找的期間讓通道等待是不合理的。數組多路通道可以先向一個設備發出一個尋找的命令,然後在這個設備尋找期間為其他設備服務。在設備尋找完成後才真正建立數據連線,並一直維持到數據傳輸完畢。因此採用數組多路通道可提高通道的數據傳輸的吞吐率
3.位元組多路通道
位元組多路通道用於連線多個慢速的和中速的設備,這些設備的數據傳送以位元組為單位。每傳送一個位元組要等待較長時間,如終端設備等。因此,通道可以以位元組交叉方式輪流為多個外設服務,以提高通道的利用率。這種通道的數據寬度一般為單位元組。它的操作模式有兩種:位元組交叉模式和猝發模式。在位元組交叉模式中,通道操作分成較短的段。通道向準備就緒的設備進行數據段的傳輸操作。傳輸的信息可由一個位元組的數據以及控制和狀態信息構成。通道與設備的連線時間是很短的。如果需要傳輸的數據量比較大,則通道轉換成猝發的工作模式。在猝發模式下,通道與設備之間的傳輸一直維持到設備請求的傳輸完成為止。 通道使用一種逾時機制判斷設備的操作時間(即邏輯連線時間), 並決定採用哪一種模式。如果設備請求的邏輯連線時間大於某個額定的值,通道就轉換成猝發模式,否則就以位元組交叉模式工作。
位元組多路通道和數組多路通道都是多路通道,在一段時間內可以交替地執行多個設備的通道程式,使這些設備同時工作。但兩者也有區別,首先數組多路通道允許多個設備同時工作,但只允許一個設備進行傳輸型操作,而其他設備進行控制型操作;而位元組多路通道不僅允許多個路同時操作;而且允許它們同時進行傳輸型操作。其次,數組多路通道與設備之間的數據傳送的基本單位是數據塊,通道必須為一個設備傳送完一個數據塊以後才能為別的設備傳送數據塊,而位元組多路通道與設備之間的數據傳送基本單位是位元組。通道為一個設備傳送一個位元組之後,又可以為另一個設備傳送一個位元組,因此各設備與通道之間的數據傳送是以位元組為單位交替進行的。
二、通道的功能
衡量通道性能的指標是通道的流量, 它指通道在傳送數據時,1秒鐘時間內傳送的位數(b/s)。 通道所能達到的最大流量稱為通道的極限流量。對於採用位元組多路通道,通道的極限流量應大於所接外設的位元組傳送速率之和,因為位元組多路通道同時為多個外設傳輸數據;對於採用其他兩種方式的通道,通道的極限流量應大於所接外設中位元組傳送速率最大的設備,因為數組多路通道和選擇通道是輪流為外設傳輸數據的。
1.通道的功能
(1)接受CPU的輸入輸出操作指令,按指令要求控制外圍設備
(2)從記憶體中讀取通道程式,並執行, 即向設備控制器傳送各種命令。
(3)組織和控制數據在記憶體與外設之間的傳送操作。 根據需要提供數據中間綏存空間以及提供數據存入記憶體的地址和傳送的數據量。
(4)讀取外設的狀態信息,形成整個通道的狀態信息,提供給CPU或保存在記憶體中。
(5)向CPU發出輸入輸出操作中斷請求,將外圍設備的中斷請求和通道本身的中斷請求按次序報告CPU。
CPU通過執行輸入輸出指令以及處理來自通道的中斷, 實現對通道的管理。來自通道的中斷有兩種:一種是數據傳輸結束中斷;另一種是故障中斷。通道的管理是作業系統的任務。
通道通過使用通道指令控制設備進行數據傳送操作,並以通道狀態字的形式接收設備控制器提供的外圍設備的狀態。因此,設備控制器是通道對輸入輸出設備實現傳輸控制的執行機構。
2.設備控制器具體任務
(1)從通道接受通道指,控制外圍設備完成指定的操作;
(2)向通道提供外圍設備的狀態;
(3)將各種外圍設備的不同信號轉換成通道能夠識別的標準信號。
在具有通道的計算機中,實現數據輸入輸出操作的是通道指令。CPU的輸入輸出指令不直接實現輸入輸出的數據傳送, 而是由通道指令實現這種傳送,CPU用輸入輸出指令啟動通道執行通道指令。CPU的通道輸入輸出指令的基本功能主要是啟動、停止輸入輸出過程,了解通道和設備的狀態以及控制通道的其他一些操作。
通道指令也叫通道控制字(CCW,是channel command word 的縮寫), 它是通道用於放行輸入輸出操作的指令,可以由CPU存放在記憶體中 ,由通道處理器從記憶體中取出並執行。通道執行通道指令以完成輸入輸出傳輸。通道程式由一條或幾條通道指令組成,也稱通道指令鏈。
三、通道工作過程
通道中包括通道控制器、狀態暫存器、中斷機構、通道地址暫存器、通道指令暫存器等。這裡, 通道地址暫存器相當於一般CPU中的程式計數器
通道控制器的功能比較簡單,它不含大容量的存儲器,通道的指令系統也只是幾條與輸入輸出操作有關的命令。 它要在CFU的控制下工作,某些功能還需CPU承擔, 如通道程式的設定、輸入輸出的異常處理、傳送數據的格式轉換和校驗等。因此,通道不是一個完全獨立的處理器。
通道狀態字類似於CPU內部的程式狀態字, 用於記錄輸入輸出操作結束的原因,以及輸入輸出操作結束時通道和設備的狀態。通道狀態字通常存放在記憶體的固定單元中,由通道狀態字反映中斷的性質和原因。
CPU在進行一個輸入輸出操作之前, 首先準備好通道程式,然後安排好數據緩衝區,再給通道和設備發啟動命令。 CPU準備好的通道程式存放在記憶體中,由通道控制器讀取並執行。
通道接到啟動信號後,首先到指定的記憶體單元中取通道地址字,放在通道地址暫存器(CAW,是channel address word 的縮寫)中。這個存放通道地址字的記憶體單元的地址可以是固定的,然後根據通道地址暫存器中的值到記憶體中去取第一條通道指令,並放在通道指令暫存器中。通道程式執行時通過在通道指令暫存器中的相應位進行設定來告訴通道指令執行機構在執行完成當前指令後,自動轉入下一條指令或者結束數據傳送過程。通道程式的最後一條指令是一條結束指令,通道在執行到這條結束指令時就不再取下一條指令,而是通知設備結束操作。在通道程式執行完畢後,由通道向CPU發中斷信號, 並將通道狀態字寫入記憶體專用單元, CPU根據通道狀態字(CSW,是channel status word的縮寫)分析這次輸入輸出操作的執行情況。
通道與設備控制器之間的接口是計算機的一個重要界面。為了便於用戶根據不同需要配置不同設備,通道—設備控制器的接口一般採用匯流排式標準接口,使得各設備和通道之間都有相同的接口線和相同的工作方式。這樣,在更換設備時,通道不需要作任何變動。

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