ЭВМ с канальной организацией

В основе этого типа организации ЭВМ лежит множественность каналов связи между устройствами и функциональная специализация узлов. Упрощенная схема ЭВМ с канальной организацией представлена на рисунке.

В отличие от набора устройства ЭВМ с шинной организацией в состав ЭВМ с канальной организацией входят устройства, называемые каналами.

Канал – это специализированный процессор, осуществляющий всю работу по управлению контролерами внешних устройств и обмену данными. Устройства группируются по скоростным характеристикам и подключаются к соответствующим каналам.

«Быстрые» устройства (накопители на магнитных дисках) подсоединяются к селекторному каналу. Такое устройство получает селекторный канал в монопольное использование, на все время операции обмена данными.

«Медленные» устройства подключаются к мультиплексным каналам. Мультиплексный канал разделяется (мультиплексируется) между несколькими устройствами. При этом возможен одновременный обмен данными с несколькими устройствами.

Доступ к ОП может получить и МП, и один из каналов. Для управления очередностью. Доступа имеется контроллер ОП. Он определяет приоритетную дисциплину доступа при одновременном обращении нескольких устройства к памяти. Наименьший приоритет имеет МП. Среди каналов больший приоритет имеют «медленные» каналы. Таким образом, приоритет обратно пропорционален частоте обращения устройств к памяти.

За счет существующего усложнения организации ЭВМ упрощается архитектура ввода-вывода. Операции обмена данными становятся более простыми. Канал, по сути, представляет собой специализированный контроллер прямого доступа к памяти. Для ускорения обмена данными реализованы несколько трактов обмена данными между МП и ОП и между каналами и ОП. О своем состоянии канал может информировать МП с помощью прерываний. Все контроллеры ВУ подключаются к «своим» каналам с помощью стандартного интерфейса.

Свобода подключения ВУ сохраняется благодаря стандартному протоколу интерфейса, при этом появляется возможность группировать устройства по характеристикам.

Результатом введения каналов специализированных процессоров ввода/вывода является большая стандартизация и упрощение процессов обмена данными. С другой стороны вводятся некоторые ограничения, например, сохраняется только одна схема, напоминающая схему прямого доступа с обменом информацией между МП и каналом о прерываниях.

ЭВМ с канальной организацией МП практически полностью освобождается от рутинной работы по организации ввода/вывода. Управление контроллерами внешних устройств и обмен данными берет на себя канал. Наличие нескольких трактов передачи данных снимает трудности, связанные с блокировкой единственного тракта передачи данных (у ЭВМ с шинной организацией), что повышает скорость обмена. В результате общая производительность системы существенно возрастает, а удорожание схемы окупается.

Первой ЭВМ с канальной организацией была ЭВМ второго поколения IBM 704. ЕЕ продолжением являются машины серии IBM 360/370 (советский аналог – ЕС-1045).

Появление этих ЭВМ произвело переворот в вычислительной технике и на долгие годы они стали образцом для создателей ЭВМ.

В настоящее время схемы со специализированными процессорами ввода/вывода часто встречаются в ЭВМ различных типов.

Дата добавления: 2014-01-06