第三章(2013)

1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院總線、中總線、中斷與輸入斷與輸入輸出系統(tǒng)輸出系統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院第第 3 3 章章 總線、中斷與輸入輸出系統(tǒng)總線、中斷與輸入輸出系統(tǒng) 3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì) 3.3 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 輸入輸出系統(tǒng)包括輸入輸出設(shè)備、設(shè)備控制器及輸入輸出系統(tǒng)包括輸入輸出設(shè)備、設(shè)備控制器及與輸入輸出操作有關(guān)

2、的軟硬件。與輸入輸出操作有關(guān)的軟硬件。 輸入輸出系統(tǒng)的主要功能是對指定的外設(shè)進(jìn)行輸輸入輸出系統(tǒng)的主要功能是對指定的外設(shè)進(jìn)行輸入、輸出操作，同時(shí)也完成許多其他的管理和控制。入、輸出操作，同時(shí)也完成許多其他的管理和控制。有的輸入輸出系統(tǒng)還能對要傳送的信息進(jìn)行格式變換，有的輸入輸出系統(tǒng)還能對要傳送的信息進(jìn)行格式變換，形成和產(chǎn)生有關(guān)輸入輸出操作是否完成或在執(zhí)行過程形成和產(chǎn)生有關(guān)輸入輸出操作是否完成或在執(zhí)行過程中是否有錯(cuò)的狀態(tài)控制信息，經(jīng)中斷系統(tǒng)傳送給操作中是否有錯(cuò)的狀態(tài)控制信息，經(jīng)中斷系統(tǒng)傳送給操作系統(tǒng)去分析和處理。系統(tǒng)去分析和處理。 3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)

3、構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 輸入輸出系統(tǒng)的特點(diǎn)輸入輸出系統(tǒng)的特點(diǎn) 輸入輸出系統(tǒng)涉及到機(jī)、光、電、磁、輸入輸出系統(tǒng)涉及到機(jī)、光、電、磁、聲、自動(dòng)控制等多種學(xué)科。聲、自動(dòng)控制等多種學(xué)科。 用戶無需了解輸入輸出系統(tǒng)和輸入輸用戶無需了解輸入輸出系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備的具體細(xì)節(jié)就能使用輸入輸出設(shè)備。出設(shè)備的具體細(xì)節(jié)就能使用輸入輸出設(shè)備。 處理機(jī)的外部世界包括：本地和遠(yuǎn)程處理機(jī)的外部世界包括：本地和遠(yuǎn)程用戶、系統(tǒng)操作員、操作控制臺(tái)、輸入輸出用戶、系統(tǒng)操作員、操作控制臺(tái)、輸入輸出設(shè)備、輔助存儲(chǔ)器、其它處理機(jī)、各種通信設(shè)備、輔助存儲(chǔ)器、其它處理機(jī)、各種通信設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等。設(shè)

4、備和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等。3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院系統(tǒng)操作員處理機(jī)本地或遠(yuǎn)程用戶實(shí)時(shí)輸入輸出輸入輸出設(shè)備虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)其它處理機(jī)本身出錯(cuò)處理程序請求3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院1、異步性、異步性 輸入輸出設(shè)備通常不使用統(tǒng)一的中央時(shí)鐘，輸入輸出設(shè)備通常不使用統(tǒng)一的中央時(shí)鐘，各個(gè)設(shè)備按照自己的時(shí)鐘工作，但又要在某些時(shí)各個(gè)設(shè)備按照自己的時(shí)鐘工作，但又要在某些時(shí)刻接受處理機(jī)的控制?？探邮芴幚頇C(jī)的控制。 處理機(jī)與外

5、圍設(shè)備之間，外圍設(shè)備與外圍設(shè)處理機(jī)與外圍設(shè)備之間，外圍設(shè)備與外圍設(shè)備之間能夠并行工作。備之間能夠并行工作。2、實(shí)時(shí)性、實(shí)時(shí)性 對于一般外部設(shè)備：可能丟失數(shù)據(jù)，或造成對于一般外部設(shè)備：可能丟失數(shù)據(jù)，或造成外圍設(shè)備工作的錯(cuò)誤。外圍設(shè)備工作的錯(cuò)誤。 對于實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如果處理機(jī)提供對于實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如果處理機(jī)提供的服務(wù)不及時(shí)，可能造成巨大的損失，甚至造成的服務(wù)不及時(shí)，可能造成巨大的損失，甚至造成人身傷害。人身傷害。3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 對于處理機(jī)本身的硬件或軟件錯(cuò)誤：對于處理機(jī)本身的

6、硬件或軟件錯(cuò)誤：如電源故障、數(shù)據(jù)校驗(yàn)錯(cuò)、頁面失效、非法如電源故障、數(shù)據(jù)校驗(yàn)錯(cuò)、頁面失效、非法指令、地址越界等，處理機(jī)須及時(shí)處理。指令、地址越界等，處理機(jī)須及時(shí)處理。 對不同類型的設(shè)備，必須具有與設(shè)備對不同類型的設(shè)備，必須具有與設(shè)備相配合的多種工作方式。相配合的多種工作方式。3、與設(shè)備無關(guān)性、與設(shè)備無關(guān)性 獨(dú)立于具體設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口。例如，獨(dú)立于具體設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口。例如，串行接口、并行接口、串行接口、并行接口、SCSI（Small Computer System Interface）接口等。）接口等。3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算

7、機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用者，在需要更換外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用者，在需要更換外圍設(shè)備時(shí)，各種不同型號，不同生產(chǎn)廠家的圍設(shè)備時(shí)，各種不同型號，不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備都可以直接通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備都可以直接通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。連接。 處理機(jī)采用統(tǒng)一的硬件和軟件對品種處理機(jī)采用統(tǒng)一的硬件和軟件對品種繁多的設(shè)備進(jìn)行管理。繁多的設(shè)備進(jìn)行管理。 某些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了即插即用某些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了即插即用技術(shù)。技術(shù)。3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院輸入輸出系統(tǒng)的組織方式輸入輸出系

8、統(tǒng)的組織方式 針對異步性，采用自治控制的方法。針對異步性，采用自治控制的方法。 針對實(shí)時(shí)性，采用層次結(jié)構(gòu)的方法。針對實(shí)時(shí)性，采用層次結(jié)構(gòu)的方法。 針對與設(shè)備無關(guān)性，采用分類處理方法。針對與設(shè)備無關(guān)性，采用分類處理方法。1、自治控制、自治控制 輸入輸出系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立于處理機(jī)輸入輸出系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立于處理機(jī)之外的自治系統(tǒng)。之外的自治系統(tǒng)。 處理機(jī)與外圍設(shè)備之間要有恰當(dāng)?shù)奶幚頇C(jī)與外圍設(shè)備之間要有恰當(dāng)?shù)姆止?。分工?.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2、層次結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu) 最靠近處理機(jī)的是輸入輸出處理機(jī)、最靠近處理

9、機(jī)的是輸入輸出處理機(jī)、輸入輸出通道等。輸入輸出通道等。 中間層是標(biāo)準(zhǔn)接口。中間層是標(biāo)準(zhǔn)接口。 標(biāo)準(zhǔn)接口通過設(shè)備控制器與輸入輸標(biāo)準(zhǔn)接口通過設(shè)備控制器與輸入輸出設(shè)備相連接。出設(shè)備相連接。 設(shè)備控制器控制外圍設(shè)備工作。設(shè)備控制器控制外圍設(shè)備工作。3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3、分類處理、分類處理 為面向字符的設(shè)備（為面向字符的設(shè)備（character-oriented device）；指工作速度比較低）；指工作速度比較低的機(jī)電類設(shè)備。例如，字符終端、打字的機(jī)電類設(shè)備。例如，字符終端、打字機(jī)等。機(jī)等。 面

10、向數(shù)據(jù)塊的設(shè)備主要指工作速度面向數(shù)據(jù)塊的設(shè)備主要指工作速度比較比較 高的外圍設(shè)備；例如，磁盤、磁帶、高的外圍設(shè)備；例如，磁盤、磁帶、光盤的輔助存儲(chǔ)器，行式打印機(jī)等。光盤的輔助存儲(chǔ)器，行式打印機(jī)等。3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了 3 個(gè)階段，對個(gè)階段，對應(yīng)于應(yīng)于 3 種方式，即種方式，即程序控制輸入輸出程序控制輸入輸出(包括全包括全軟的、程序查詢狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的、中斷驅(qū)動(dòng)的幾軟的、程序查詢狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的、中斷驅(qū)動(dòng)的幾種種)、直接存儲(chǔ)器訪問、直接存儲(chǔ)器訪問(DMA

11、)和和I/O處理機(jī)方處理機(jī)方式。式。這這 3 種方式可以分別用在不同的計(jì)算機(jī)種方式可以分別用在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，也可以用在同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上作系統(tǒng)上，也可以用在同一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上作為相互補(bǔ)充。為相互補(bǔ)充。 3.1 輸入輸出系統(tǒng)概述輸入輸出系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 就允許信息傳送的方向來說，總線可以有單向就允許信息傳送的方向來說，總線可以有單向傳輸和雙向傳輸兩種。雙向傳輸又有半雙向和全雙傳輸和雙向傳輸兩種。雙向傳輸又有半雙向和全雙向的不同。前者雖可以沿相反的方向傳送，但同一向的不同。前者雖可以沿相反的方向傳送，但同一時(shí)刻只能

12、向其中的一個(gè)方向傳送。后者允許同時(shí)在時(shí)刻只能向其中的一個(gè)方向傳送。后者允許同時(shí)在兩個(gè)方向傳送。全雙向的速度快，但造價(jià)高，結(jié)構(gòu)兩個(gè)方向傳送。全雙向的速度快，但造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。復(fù)雜。 總線按其用法可以分成專用的和非專用的?？偩€按其用法可以分成專用的和非專用的。 3.2.1 總線的類型總線的類型 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.1 所有部件之間用專用總線互連所有部件之間用專用總線互連 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.2.2 總線的

13、控制方式總線的控制方式 當(dāng)采用非專用總線時(shí)，由于可能發(fā)生多個(gè)設(shè)備或當(dāng)采用非專用總線時(shí)，由于可能發(fā)生多個(gè)設(shè)備或部件同時(shí)申請使用總線，就得有總線控制機(jī)構(gòu)來按照部件同時(shí)申請使用總線，就得有總線控制機(jī)構(gòu)來按照某種優(yōu)先次序裁決，保證在同一時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)高某種優(yōu)先次序裁決，保證在同一時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)高優(yōu)先級的申請者取得對總線的使用權(quán)。優(yōu)先級的申請者取得對總線的使用權(quán)。 如果總線控制邏輯基本上集中放在一起，不論是如果總線控制邏輯基本上集中放在一起，不論是放在連接到總線的一個(gè)部件中，還是放在單獨(dú)的硬件放在連接到總線的一個(gè)部件中，還是放在單獨(dú)的硬件中，都稱為集中式控制。而當(dāng)總線控制邏輯分散于連中，都稱為集中式

14、控制。而當(dāng)總線控制邏輯分散于連到總線的各個(gè)部件中時(shí)，就稱為分布式總線控制。到總線的各個(gè)部件中時(shí)，就稱為分布式總線控制。 這這里只講集中式總線控制。里只講集中式總線控制。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院(1)鏈?zhǔn)讲樵兎绞芥準(zhǔn)讲樵兎绞?鏈?zhǔn)讲樵兎绞降目偩€控制器使用三根鏈?zhǔn)讲樵兎绞降目偩€控制器使用三根控制線與所有部件和設(shè)備相連：控制線與所有部件和設(shè)備相連： 總線請求（總線請求（BR）：該線有效，表示至）：該線有效，表示至少有一個(gè)部件或設(shè)備要求使用總線。少有一個(gè)部件或設(shè)備要求使用總線。 總線忙（總線忙（BS）：該線有效，表

15、示總線）：該線有效，表示總線正在被某部件或設(shè)備使用。正在被某部件或設(shè)備使用。 總線批準(zhǔn)（總線批準(zhǔn)（BG）：該線有效，表示總）：該線有效，表示總線控制器響應(yīng)總線請求。線控制器響應(yīng)總線請求。3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.2 集中式串行鏈接集中式串行鏈接 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院鏈?zhǔn)讲樵兊膬?yōu)點(diǎn)是只用鏈?zhǔn)讲樵兊膬?yōu)點(diǎn)是只用3根線就能按一根線就能按一定的優(yōu)先次序來實(shí)現(xiàn)總線控制，并很容易定的優(yōu)先次序來實(shí)現(xiàn)總線控制，并很容易擴(kuò)充。缺點(diǎn)是

16、對查詢鏈的故障很敏感，如擴(kuò)充。缺點(diǎn)是對查詢鏈的故障很敏感，如果第果第i個(gè)部件中的查詢鏈電路有故障，那么個(gè)部件中的查詢鏈電路有故障，那么第第i個(gè)以后的部件都不能工作。另外，因?yàn)閭€(gè)以后的部件都不能工作。另外，因?yàn)椴樵兊膬?yōu)先級是固定的，所以當(dāng)優(yōu)先級較查詢的優(yōu)先級是固定的，所以當(dāng)優(yōu)先級較高的部件出現(xiàn)頻繁的總線請求時(shí)，優(yōu)先級高的部件出現(xiàn)頻繁的總線請求時(shí)，優(yōu)先級較低的部件就可能會(huì)難以得到響應(yīng)。較低的部件就可能會(huì)難以得到響應(yīng)。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院(2)計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式 計(jì)數(shù)定時(shí)查詢方式的總線上的每

17、個(gè)計(jì)數(shù)定時(shí)查詢方式的總線上的每個(gè)部件可以通過公共的部件可以通過公共的BR 線發(fā)出請求，總線發(fā)出請求，總線控制器收到請求之后，在線控制器收到請求之后，在BS為為“0”的情的情況下，況下， 讓計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，定時(shí)地查詢各讓計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，定時(shí)地查詢各個(gè)部件以確定是誰發(fā)出的請求。當(dāng)查詢線個(gè)部件以確定是誰發(fā)出的請求。當(dāng)查詢線上的計(jì)數(shù)值與發(fā)出請求的部件號一致時(shí)，上的計(jì)數(shù)值與發(fā)出請求的部件號一致時(shí)，該部件就使該部件就使BS線置線置“1”，獲得了總線使用，獲得了總線使用權(quán)，并中止計(jì)數(shù)查詢，直至該部件完成數(shù)權(quán)，并中止計(jì)數(shù)查詢，直至該部件完成數(shù)據(jù)傳送之后，撤消據(jù)傳送之后，撤消BS信號。信號。 3.2 總線設(shè)計(jì)總

18、線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.3 集中式定時(shí)查詢集中式定時(shí)查詢 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院這種計(jì)數(shù)可以從這種計(jì)數(shù)可以從“0”開始，也可以從中開始，也可以從中止點(diǎn)開始。如果從止點(diǎn)開始。如果從“0”開始，各部件的優(yōu)開始，各部件的優(yōu)先次序和鏈?zhǔn)讲樵兎绞较嗤瑑?yōu)先級的次先次序和鏈?zhǔn)讲樵兎绞较嗤?，?yōu)先級的次序是固定的。如果從中止點(diǎn)開始，即為循序是固定的。如果從中止點(diǎn)開始，即為循環(huán)優(yōu)先級，各個(gè)部件使用總線的級別將相環(huán)優(yōu)先級，各個(gè)部件使用總線的級別將相等

19、。計(jì)數(shù)器的初始值還可以由程序來設(shè)置，等。計(jì)數(shù)器的初始值還可以由程序來設(shè)置，這就可以方便地改變優(yōu)先次序，增加系統(tǒng)這就可以方便地改變優(yōu)先次序，增加系統(tǒng)的靈活性。定時(shí)查詢方式的控制線數(shù)較多，的靈活性。定時(shí)查詢方式的控制線數(shù)較多，對于對于n個(gè)部件，共需個(gè)部件，共需2 根線。根線。 n2log3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院(3)獨(dú)立請求方式獨(dú)立請求方式 在獨(dú)立請求方式中，在獨(dú)立請求方式中， 每一個(gè)共享總線的部每一個(gè)共享總線的部件均有一對控制線：總線請求件均有一對控制線：總線請求BRi和總線批準(zhǔn)和總線批準(zhǔn)BGi。當(dāng)某個(gè)部件請求

20、使用總線時(shí)，便發(fā)出當(dāng)某個(gè)部件請求使用總線時(shí)，便發(fā)出BRi，總線，總線控制器中有一排隊(duì)電路，根據(jù)一定的優(yōu)先次序決控制器中有一排隊(duì)電路，根據(jù)一定的優(yōu)先次序決定首先響應(yīng)哪個(gè)部件的請求定首先響應(yīng)哪個(gè)部件的請求BRi，然后給該部件，然后給該部件送回批準(zhǔn)信號送回批準(zhǔn)信號BGi。 獨(dú)立請求方式的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快，然而這獨(dú)立請求方式的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快，然而這是以增加控制線數(shù)和硬件電路為代價(jià)的。對于是以增加控制線數(shù)和硬件電路為代價(jià)的。對于n個(gè)部件，控制線的數(shù)目將達(dá)個(gè)部件，控制線的數(shù)目將達(dá)2n1根。根。 此方式對此方式對優(yōu)先次序的控制也是相當(dāng)靈活的，它可以預(yù)先固優(yōu)先次序的控制也是相當(dāng)靈活的，它可以預(yù)先固定，也可以

21、通過程序來改變優(yōu)先次序。定，也可以通過程序來改變優(yōu)先次序。3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.4 集中式獨(dú)立請求集中式獨(dú)立請求 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院分布仲裁方式不需要中央仲裁器，即總分布仲裁方式不需要中央仲裁器，即總線控制邏輯分散在連接于總線上的各個(gè)部線控制邏輯分散在連接于總線上的各個(gè)部件或設(shè)備中。連接到總線上的主方可以啟件或設(shè)備中。連接到總線上的主方可以啟動(dòng)一個(gè)總線周期，而從方只能響應(yīng)主方的動(dòng)一個(gè)總線周期，而從方只能響應(yīng)

22、主方的請求。每次總線操作，只能有一個(gè)主方占請求。每次總線操作，只能有一個(gè)主方占用總線控制權(quán)，但同一時(shí)間里可以有一個(gè)用總線控制權(quán)，但同一時(shí)間里可以有一個(gè)或多個(gè)從方。對多個(gè)主設(shè)備提出的占用總或多個(gè)從方。對多個(gè)主設(shè)備提出的占用總線請求，一般采用優(yōu)先級或公平策略進(jìn)行線請求，一般采用優(yōu)先級或公平策略進(jìn)行仲裁。仲裁。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.2.3 總線的通信技術(shù)總線的通信技術(shù) 1. 同步通信同步通信 同步通信時(shí)，兩個(gè)部件之間的信息傳送是通過同步通信時(shí)，兩個(gè)部件之間的信息傳送是通過定寬、定距的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)進(jìn)行同步的。這種

23、方式的信定寬、定距的系統(tǒng)時(shí)標(biāo)進(jìn)行同步的。這種方式的信息傳送速率高，受總線的長度影響小，但會(huì)因時(shí)鐘息傳送速率高，受總線的長度影響小，但會(huì)因時(shí)鐘在總線上的時(shí)滯而造成同步誤差，且時(shí)鐘線上的干在總線上的時(shí)滯而造成同步誤差，且時(shí)鐘線上的干擾信號易引起誤同步。擾信號易引起誤同步。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 為了提高可靠性，要求目的部件對數(shù)據(jù)是否已為了提高可靠性，要求目的部件對數(shù)據(jù)是否已被接收以及是否正確均能給以回答。如果同步時(shí)間被接收以及是否正確均能給以回答。如果同步時(shí)間片的寬度寬到能為每個(gè)字的傳送作出回答，則它必片的寬

24、度寬到能為每個(gè)字的傳送作出回答，則它必須按接到總線上的最低速的部件來考慮，這就會(huì)使須按接到總線上的最低速的部件來考慮，這就會(huì)使同步通信的數(shù)據(jù)傳送速率低于后面講的異步通信。同步通信的數(shù)據(jù)傳送速率低于后面講的異步通信。一種解決辦法是在正常時(shí)，目的部件不作回答，源一種解決辦法是在正常時(shí)，目的部件不作回答，源部件也不等待回答信號，但如果發(fā)生錯(cuò)誤，則目的部件也不等待回答信號，但如果發(fā)生錯(cuò)誤，則目的部件將在同步時(shí)間片過去之后，發(fā)回源部件一個(gè)出部件將在同步時(shí)間片過去之后，發(fā)回源部件一個(gè)出錯(cuò)信號，這樣，就不會(huì)降低正常時(shí)總線的傳送速率。錯(cuò)信號，這樣，就不會(huì)降低正常時(shí)總線的傳送速率。但是這種辦法中，源部件必須設(shè)置

25、較大容量的緩沖但是這種辦法中，源部件必須設(shè)置較大容量的緩沖器來保留已傳送，但未經(jīng)證實(shí)和回答過的所有數(shù)據(jù)，器來保留已傳送，但未經(jīng)證實(shí)和回答過的所有數(shù)據(jù)，以備重發(fā)之用。以備重發(fā)之用。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 2. 異步通信異步通信 由于由于I/O總線一般是為具有不同速度的許多總線一般是為具有不同速度的許多I/O設(shè)備所共享，因此宜于采用異步通信。異步通信又設(shè)備所共享，因此宜于采用異步通信。異步通信又可分為單向控制和雙向可分為單向控制和雙向(請求請求/回答回答)控制兩種?？刂苾煞N。 單向控制指的是通信過程只由目的或

26、源部件中單向控制指的是通信過程只由目的或源部件中的一個(gè)控制。而雙向控制是由源和目的雙方共同控的一個(gè)控制。而雙向控制是由源和目的雙方共同控制。單向控制又有源控制和目的控制兩種。制。單向控制又有源控制和目的控制兩種。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.5 異步單向控制通信異步單向控制通信 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.6 源控式異步雙向控制通信源控式異步雙向控制通信 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)201

27、3.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.2.4 數(shù)據(jù)寬度與總線線數(shù)數(shù)據(jù)寬度與總線線數(shù) 1. 數(shù)據(jù)寬度數(shù)據(jù)寬度 我們這里所講的我們這里所講的“數(shù)據(jù)寬度數(shù)據(jù)寬度”指的是指的是I/O設(shè)備取設(shè)備取得得I/O總線使用權(quán)后所傳送數(shù)據(jù)的總量。傳送完后就總線使用權(quán)后所傳送數(shù)據(jù)的總量。傳送完后就釋放總線，重新開始分配總線。所以，它不同于前面釋放總線，重新開始分配總線。所以，它不同于前面講過的數(shù)據(jù)通路寬度。數(shù)據(jù)通路寬度指的是數(shù)據(jù)傳送講過的數(shù)據(jù)通路寬度。數(shù)據(jù)通路寬度指的是數(shù)據(jù)傳送的物理寬度，即一個(gè)時(shí)鐘周期所傳送的信息量，它直的物理寬度，即一個(gè)時(shí)鐘周期所傳送的信息量，它直接取決于數(shù)據(jù)總線的線數(shù)。二次分

28、配總線之間所傳送接取決于數(shù)據(jù)總線的線數(shù)。二次分配總線之間所傳送的數(shù)據(jù)寬度可能要經(jīng)許多個(gè)時(shí)鐘周期的分次傳送來完的數(shù)據(jù)寬度可能要經(jīng)許多個(gè)時(shí)鐘周期的分次傳送來完成。采用何種數(shù)據(jù)寬度與總線上各設(shè)備的工作特點(diǎn)、成。采用何種數(shù)據(jù)寬度與總線上各設(shè)備的工作特點(diǎn)、所采用的總線控制方式和通信技術(shù)有關(guān)。數(shù)據(jù)寬度的所采用的總線控制方式和通信技術(shù)有關(guān)。數(shù)據(jù)寬度的種類有單字種類有單字(或單字節(jié)或單字節(jié))、定長塊、可變長塊、單字加、定長塊、可變長塊、單字加定長塊和單字加可變長塊等。定長塊和單字加可變長塊等。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 2.

29、 總線的線數(shù)總線的線數(shù) 總線需要有發(fā)送電路、接收電路、傳輸導(dǎo)線或總線需要有發(fā)送電路、接收電路、傳輸導(dǎo)線或電纜、轉(zhuǎn)接插頭和電源等，這部分比起邏輯線路的電纜、轉(zhuǎn)接插頭和電源等，這部分比起邏輯線路的成本高得多，而且轉(zhuǎn)接器往往占系統(tǒng)物理空間的相成本高得多，而且轉(zhuǎn)接器往往占系統(tǒng)物理空間的相當(dāng)部分，是降低系統(tǒng)可靠性的主要部分?？偩€的線當(dāng)部分，是降低系統(tǒng)可靠性的主要部分?？偩€的線數(shù)越多，成本越高、干擾越大、可靠性越低、占用數(shù)越多，成本越高、干擾越大、可靠性越低、占用的空間也越大，當(dāng)然傳送速度和流量也越高。的空間也越大，當(dāng)然傳送速度和流量也越高。 此外，此外，總線的長度越長，成本越高，干擾越大，波形畸變總線的

30、長度越長，成本越高，干擾越大，波形畸變越嚴(yán)重，可靠性越低。為此，越是長的總線，其線越嚴(yán)重，可靠性越低。為此，越是長的總線，其線數(shù)就應(yīng)盡可能減少。數(shù)據(jù)總線的寬度有一位、一個(gè)數(shù)就應(yīng)盡可能減少。數(shù)據(jù)總線的寬度有一位、一個(gè)字節(jié)或一個(gè)全字等等。字節(jié)或一個(gè)全字等等。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 在滿足性能要求以及所用通信類型和在滿足性能要求以及所用通信類型和速率適配的情況下，應(yīng)盡量減少總線的線速率適配的情況下，應(yīng)盡量減少總線的線數(shù)。通過采用線的組合、并數(shù)。通過采用線的組合、并/串串串串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換和編碼可以減少總線的線數(shù)

31、，但這通常會(huì)和編碼可以減少總線的線數(shù)，但這通常會(huì)降低總線的流量。降低總線的流量。3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院（1）總線寬度）總線寬度總線寬度指的是總線的線數(shù)，它決定了總線所占的總線寬度指的是總線的線數(shù)，它決定了總線所占的物理空間和成本。對總線寬度最直接的影響是地址線和數(shù)物理空間和成本。對總線寬度最直接的影響是地址線和數(shù)據(jù)線的數(shù)量。主存空間和據(jù)線的數(shù)量。主存空間和I/O空間的擴(kuò)充使地址線數(shù)量的空間的擴(kuò)充使地址線數(shù)量的增加，并行傳輸要求有足夠的數(shù)據(jù)線。如增加，并行傳輸要求有足夠的數(shù)據(jù)線。如64位數(shù)據(jù)線和位數(shù)據(jù)線和64

32、位地址線在高檔微機(jī)中已較為普遍，在大型高性能計(jì)算機(jī)位地址線在高檔微機(jī)中已較為普遍，在大型高性能計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)線和地址線更多。中數(shù)據(jù)線和地址線更多。例例1：使用：使用ISA總線（總線（20位地址線）允許尋址的主存位地址線）允許尋址的主存空間有多大？使用空間有多大？使用PCI總線（總線（32位地址線）允許尋址的主位地址線）允許尋址的主存空間又有多大？存空間又有多大？解：解：ISA總線的主存空間總線的主存空間=220個(gè)主存單元個(gè)主存單元=1M個(gè)主個(gè)主存單元存單元PCI總線的主存空間總線的主存空間=232個(gè)主存單元個(gè)主存單元=4G個(gè)主存單元個(gè)主存單元3.2.5 總線的性能指標(biāo)總線的性能指標(biāo)3.2 總線設(shè)

33、計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院（2）總線帶寬）總線帶寬總線帶寬定義為總線的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，即每秒總線帶寬定義為總線的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，即每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。在同步通信中，總線的帶寬與總線時(shí)鐘密傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。在同步通信中，總線的帶寬與總線時(shí)鐘密不可分，總線時(shí)鐘頻率的高低決定了總線帶寬的大小。不可分，總線時(shí)鐘頻率的高低決定了總線帶寬的大小?？偩€帶寬總線帶寬=總線寬度總線寬度總線頻率總線頻率總線的實(shí)際帶寬還會(huì)受到總線長度（總線延遲）、總線的實(shí)際帶寬還會(huì)受到總線長度（總線延遲）、總線負(fù)載、總線收發(fā)器性能等多方面因素的影響?？偩€負(fù)載、總線

34、收發(fā)器性能等多方面因素的影響。例例2：PCI總線的時(shí)鐘頻率為總線的時(shí)鐘頻率為33MHz/66MHz，當(dāng)該，當(dāng)該總線進(jìn)行總線進(jìn)行32/64位數(shù)據(jù)傳送時(shí)，總線帶寬各是多少？位數(shù)據(jù)傳送時(shí)，總線帶寬各是多少？解：假設(shè)一個(gè)總線時(shí)鐘周期解：假設(shè)一個(gè)總線時(shí)鐘周期T完成一個(gè)數(shù)據(jù)的傳送，時(shí)鐘完成一個(gè)數(shù)據(jù)的傳送，時(shí)鐘頻率為頻率為f，數(shù)據(jù)位為，數(shù)據(jù)位為n，總線帶寬用，總線帶寬用Dr表示，則表示，則Dr= = 。假設(shè)假設(shè)f=33MHz=33106/s，n=32位，根據(jù)定義可得位，根據(jù)定義可得Dr=433106/s=132MB/sTn88fn3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)

35、計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院例例3：假設(shè)某系統(tǒng)總線在一個(gè)總線周期中：假設(shè)某系統(tǒng)總線在一個(gè)總線周期中并行傳輸并行傳輸4字節(jié)信息，一個(gè)總線周期占用字節(jié)信息，一個(gè)總線周期占用2個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為10MHz，求總線帶寬。，求總線帶寬。解：因?yàn)橐粋€(gè)總線周期占用解：因?yàn)橐粋€(gè)總線周期占用2個(gè)時(shí)鐘周期，個(gè)時(shí)鐘周期，完成一個(gè)完成一個(gè)32位數(shù)據(jù)的傳送?？偩€時(shí)鐘頻率位數(shù)據(jù)的傳送?？偩€時(shí)鐘頻率f=10MHz，時(shí)鐘周期，時(shí)鐘周期T=1/f=0.1s，總線周期，總線周期=2T=0.2s。一個(gè)總線周期中并行傳輸。一個(gè)總線周期中并行傳輸4字節(jié)信字節(jié)信息，則總線帶寬是息，則總線帶寬是40.

36、2=20MB/s。 3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院（3）總線負(fù)載）總線負(fù)載總線負(fù)載是指連接在總線上的最大設(shè)備數(shù)總線負(fù)載是指連接在總線上的最大設(shè)備數(shù)量。大多數(shù)總線的負(fù)載能力是有限的。量。大多數(shù)總線的負(fù)載能力是有限的。（4）總線復(fù)用）總線復(fù)用總線分時(shí)復(fù)用是指在不同時(shí)段利用總線上總線分時(shí)復(fù)用是指在不同時(shí)段利用總線上同一個(gè)信號線傳送不同信號，例如地址總線和同一個(gè)信號線傳送不同信號，例如地址總線和數(shù)據(jù)總線共用一組信號線。采用這種方式的目數(shù)據(jù)總線共用一組信號線。采用這種方式的目的是減少總線數(shù)量，提高總線的利用率。的是減少總線數(shù)

37、量，提高總線的利用率。（5）總線猝發(fā)傳輸）總線猝發(fā)傳輸猝發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸是一種總線傳輸方式，即猝發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸是一種總線傳輸方式，即在一個(gè)總線周期中可以傳輸存儲(chǔ)地址連續(xù)的多在一個(gè)總線周期中可以傳輸存儲(chǔ)地址連續(xù)的多個(gè)數(shù)據(jù)。個(gè)數(shù)據(jù)。3.2 總線設(shè)計(jì)總線設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.3.1 中斷的分類和分級中斷的分類和分級 引起中斷的各種事件稱為中斷源。中斷源向中斷引起中斷的各種事件稱為中斷源。中斷源向中斷系統(tǒng)發(fā)出請求中斷的申請，稱為中斷請求。同時(shí)可能系統(tǒng)發(fā)出請求中斷的申請，稱為中斷請求。同時(shí)可能有多個(gè)中斷請求，這時(shí)中斷系統(tǒng)需要按事先確定的中

38、有多個(gè)中斷請求，這時(shí)中斷系統(tǒng)需要按事先確定的中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?qū)?yōu)先級高的中斷請求予以響應(yīng)。所斷響應(yīng)優(yōu)先次序?qū)?yōu)先級高的中斷請求予以響應(yīng)。所謂中斷響應(yīng)就是允許其中斷謂中斷響應(yīng)就是允許其中斷CPU現(xiàn)行程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)現(xiàn)行程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去對該請求進(jìn)行預(yù)處理，包括保存好斷點(diǎn)現(xiàn)場，調(diào)出去對該請求進(jìn)行預(yù)處理，包括保存好斷點(diǎn)現(xiàn)場，調(diào)出有關(guān)處理該中斷的中斷處理程序，準(zhǔn)備運(yùn)行。這部分有關(guān)處理該中斷的中斷處理程序，準(zhǔn)備運(yùn)行。這部分工作在大多數(shù)機(jī)器上都是采用交換新舊程序狀態(tài)字工作在大多數(shù)機(jī)器上都是采用交換新舊程序狀態(tài)字PSW的辦法實(shí)現(xiàn)的。的辦法實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)然為了某種需要，中斷系統(tǒng)當(dāng)然為了某種需要，中斷系統(tǒng)也可以對中斷

39、請求進(jìn)行屏蔽，使之暫時(shí)得不到響應(yīng)。也可以對中斷請求進(jìn)行屏蔽，使之暫時(shí)得不到響應(yīng)。 3.3 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 為處理一個(gè)中斷請求，必須調(diào)出相應(yīng)的中斷處理為處理一個(gè)中斷請求，必須調(diào)出相應(yīng)的中斷處理程序。如果中斷源比較少時(shí)，通過中斷系統(tǒng)硬件就可程序。如果中斷源比較少時(shí)，通過中斷系統(tǒng)硬件就可以比較方便地對每個(gè)中斷源直接形成相應(yīng)的中斷處理以比較方便地對每個(gè)中斷源直接形成相應(yīng)的中斷處理程序入口，進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序。但對中、大型程序入口，進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序。但對中、大型多用途機(jī)器，中斷源一般可多達(dá)數(shù)十至數(shù)百個(gè)。如果

40、多用途機(jī)器，中斷源一般可多達(dá)數(shù)十至數(shù)百個(gè)。如果為每個(gè)中斷源單獨(dú)形成入口，不僅硬件難以實(shí)現(xiàn)，代為每個(gè)中斷源單獨(dú)形成入口，不僅硬件難以實(shí)現(xiàn)，代價(jià)也很大，就是在中斷處理上也沒有這種必要。因?yàn)閮r(jià)也很大，就是在中斷處理上也沒有這種必要。因?yàn)椴簧僦袛嘣吹男再|(zhì)比較接近，可以將它們分別歸成幾不少中斷源的性質(zhì)比較接近，可以將它們分別歸成幾類，對每一類給定一個(gè)中斷處理程序入口，再由軟件類，對每一類給定一個(gè)中斷處理程序入口，再由軟件轉(zhuǎn)入對相應(yīng)的中斷源進(jìn)行處理，這樣可以大大簡化中轉(zhuǎn)入對相應(yīng)的中斷源進(jìn)行處理，這樣可以大大簡化中斷處理程序入口形成硬件。斷處理程序入口形成硬件。3.3 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體

41、系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.3.2 中斷系統(tǒng)的軟硬件功能分配中斷系統(tǒng)的軟硬件功能分配 中斷系統(tǒng)的功能包括中斷請求的保存和清除、中斷系統(tǒng)的功能包括中斷請求的保存和清除、優(yōu)先級的確定、中斷斷點(diǎn)及現(xiàn)場的保存、對中斷請優(yōu)先級的確定、中斷斷點(diǎn)及現(xiàn)場的保存、對中斷請求的分析和處理以及中斷返回等，這些全是由中斷求的分析和處理以及中斷返回等，這些全是由中斷響應(yīng)硬件和中斷處理程序共同完成的。因此，中斷響應(yīng)硬件和中斷處理程序共同完成的。因此，中斷系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實(shí)質(zhì)上就是中斷處理程序系統(tǒng)的軟、硬件功能分配實(shí)質(zhì)上就是中斷處理程序軟件和中斷響應(yīng)硬件的功能分配。軟件和中斷響

42、應(yīng)硬件的功能分配。 3.3 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 中斷現(xiàn)場包括軟件狀態(tài)中斷現(xiàn)場包括軟件狀態(tài)(如作業(yè)名稱和級別，上、如作業(yè)名稱和級別，上、下界值，各種軟件狀態(tài)和標(biāo)志等下界值，各種軟件狀態(tài)和標(biāo)志等)和硬件狀態(tài)和硬件狀態(tài)(如現(xiàn)行如現(xiàn)行指令地址，條件碼等狀態(tài)信息，各種控制寄存器及指令地址，條件碼等狀態(tài)信息，各種控制寄存器及通用寄存器內(nèi)容通用寄存器內(nèi)容)。通常采取把分散于。通常采取把分散于CPU各部分的各部分的硬件狀態(tài)集合成程序狀態(tài)字，然后由中斷響應(yīng)硬件硬件狀態(tài)集合成程序狀態(tài)字，然后由中斷響應(yīng)硬件通過將程序狀態(tài)字通過將程序

43、狀態(tài)字(處理器狀態(tài)字、換道區(qū)處理器狀態(tài)字、換道區(qū))存到主存存到主存指定單元或區(qū)域的方式來完成保存。接著，再把新指定單元或區(qū)域的方式來完成保存。接著，再把新的程序或進(jìn)程的程序狀態(tài)字的程序或進(jìn)程的程序狀態(tài)字(處理器狀態(tài)字、換道區(qū)處理器狀態(tài)字、換道區(qū))從主存另一指定單元或區(qū)域把內(nèi)容傳送到有關(guān)寄存從主存另一指定單元或區(qū)域把內(nèi)容傳送到有關(guān)寄存器和計(jì)數(shù)器中，建立起運(yùn)行新的程序或進(jìn)程的環(huán)境。器和計(jì)數(shù)器中，建立起運(yùn)行新的程序或進(jìn)程的環(huán)境。硬件狀態(tài)是全經(jīng)中斷響應(yīng)硬件保存，還是部分經(jīng)它，硬件狀態(tài)是全經(jīng)中斷響應(yīng)硬件保存，還是部分經(jīng)它，部分經(jīng)中斷處理程序保存，要視具體機(jī)器的規(guī)模和部分經(jīng)中斷處理程序保存，要視具體機(jī)器的

44、規(guī)模和使用場合而作不同的選擇。使用場合而作不同的選擇。 3.3 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.4.1 工作原理工作原理 把對外圍設(shè)備的管理工作從把對外圍設(shè)備的管理工作從CPU分分離出來。離出來。 從從IBM 360系列機(jī)開始，普遍采用系列機(jī)開始，普遍采用通道處理機(jī)技術(shù)。通道處理機(jī)技術(shù)。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院處理機(jī)與外部設(shè)備的連接方式處理機(jī)與外部設(shè)備的連接方式(1) (1) 直接連接直接連接(2) (2) 通道處理機(jī)通道處理機(jī)(3

45、) (3) 輸入輸出處理機(jī)輸入輸出處理機(jī) 處處理理機(jī)機(jī)設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)備備處處理理機(jī)機(jī)設(shè)設(shè)備備通通道道設(shè)設(shè)備備通通道道設(shè)設(shè)備備設(shè)設(shè)備備3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院字節(jié)多字節(jié)多路通道路通道通道總線通道總線CPU設(shè)設(shè) 備備控制器控制器設(shè)設(shè) 備備控制器控制器設(shè)備設(shè)備設(shè)備設(shè)備設(shè)備設(shè)備選擇選擇通道通道通道總線通道總線主存主存磁盤磁盤控制器控制器磁表面磁表面控制器控制器磁盤磁盤磁盤磁盤磁帶磁帶數(shù)組多數(shù)組多路通道路通道通道總線通道總線內(nèi)部總線內(nèi)部總線磁盤磁盤控制器控制器磁帶磁帶控制器控制器磁盤磁盤磁盤磁盤磁帶磁帶三種類

46、型的通道與三種類型的通道與 CPU、設(shè)備控制器和外圍設(shè)備的連接關(guān)系、設(shè)備控制器和外圍設(shè)備的連接關(guān)系3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院通道的作用和功能通道的作用和功能1、三種基本輸入輸出方式存在的問題：、三種基本輸入輸出方式存在的問題： （1）CPU的輸入輸出負(fù)擔(dān)很重，不能專心的輸入輸出負(fù)擔(dān)很重，不能專心于用戶程序的計(jì)算工作。于用戶程序的計(jì)算工作。 低速外部設(shè)備，每傳送每個(gè)字符都由低速外部設(shè)備，每傳送每個(gè)字符都由CPU執(zhí)行一段程序來完成。執(zhí)行一段程序來完成。 高速外圍設(shè)備的初始化、前處理和后處高速外圍設(shè)備的初始化、前

47、處理和后處理等工作需要理等工作需要CPU來完成。來完成。 （2）大型機(jī)中的外圍設(shè)備臺(tái)數(shù)很多，但）大型機(jī)中的外圍設(shè)備臺(tái)數(shù)很多，但一般并不同時(shí)工作。讓一般并不同時(shí)工作。讓DMA控制器能被多臺(tái)控制器能被多臺(tái)設(shè)備共享，提高硬件的利用率。設(shè)備共享，提高硬件的利用率。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2、通道的主要功能：、通道的主要功能：接受接受CPU發(fā)來的指令，選擇一臺(tái)指定的外發(fā)來的指令，選擇一臺(tái)指定的外圍設(shè)備與通道相連接。圍設(shè)備與通道相連接。執(zhí)行執(zhí)行CPU為通道組織的通道程序。為通道組織的通道程序。管理外圍設(shè)備的有關(guān)地址。

48、管理外圍設(shè)備的有關(guān)地址。管理主存緩沖區(qū)的地址。管理主存緩沖區(qū)的地址?？刂仆鈬O(shè)備與主存緩沖區(qū)間數(shù)據(jù)交換的個(gè)控制外圍設(shè)備與主存緩沖區(qū)間數(shù)據(jù)交換的個(gè)數(shù)。數(shù)。指定傳送工作結(jié)束時(shí)要進(jìn)行的操作。指定傳送工作結(jié)束時(shí)要進(jìn)行的操作。檢查外圍設(shè)備的工作狀態(tài)，是正常或故障。檢查外圍設(shè)備的工作狀態(tài)，是正常或故障。在數(shù)據(jù)傳輸過程中完成必要的格式的變換。在數(shù)據(jù)傳輸過程中完成必要的格式的變換。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.10 通道處理機(jī)輸入輸出的主要過程通道處理機(jī)輸入輸出的主要過程3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算

49、機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院通道完成一次數(shù)據(jù)輸入輸出的過程需三步：通道完成一次數(shù)據(jù)輸入輸出的過程需三步：(1) 在用戶程序中使用訪管指令進(jìn)入管理程在用戶程序中使用訪管指令進(jìn)入管理程序，由序，由CPU通過管理程序組織一個(gè)通道程序，通過管理程序組織一個(gè)通道程序，并啟動(dòng)通道。并啟動(dòng)通道。(2) 通道處理機(jī)執(zhí)行通道程序，完成指定的通道處理機(jī)執(zhí)行通道程序，完成指定的數(shù)據(jù)輸入輸出工作。數(shù)據(jù)輸入輸出工作。(3) 通道程序結(jié)束后第二次調(diào)用管理程序?qū)νǖ莱绦蚪Y(jié)束后第二次調(diào)用管理程序?qū)斎胼敵稣埱筮M(jìn)行處理。輸入輸出請求進(jìn)行處理。 每完成一次輸入輸出工作，每完成一次輸入輸出工

50、作，CPU只需只需要兩次調(diào)用管理程序，大大減少了對用戶程要兩次調(diào)用管理程序，大大減少了對用戶程序的打擾。序的打擾。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.11 通道處理機(jī)輸入輸出主要過程的時(shí)間關(guān)系示意圖通道處理機(jī)輸入輸出主要過程的時(shí)間關(guān)系示意圖 3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院訪管入口OC 設(shè)備號OC交換長度OC主存起址通道程序置通道地址字啟動(dòng)I/O通道程序斷開通道指令入 口返 回I/O中斷響應(yīng)I/O中斷返回I/O中斷請求3.4

51、通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖圖 3.12 “啟動(dòng)啟動(dòng)I/O”指令流程指令流程(注：注： 這里的結(jié)束，這里的結(jié)束， 表示釋放通道表示釋放通道)3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 通道分為三種類型：字節(jié)多路通道、選通道分為三種類型：字節(jié)多路通道、選擇通道和數(shù)組多路通道。擇通道和數(shù)組多路通道。(1)字節(jié)多路通道字節(jié)多路通道 字節(jié)多路通道是一種簡單的共享通道，字節(jié)多路通道是一種簡單的共享通道，用于連接與管理多臺(tái)低速設(shè)備，以字節(jié)交叉用于連接與管理

52、多臺(tái)低速設(shè)備，以字節(jié)交叉方式傳送信息方式傳送信息。 字節(jié)多路通道包含有多個(gè)子通道，每個(gè)字節(jié)多路通道包含有多個(gè)子通道，每個(gè)子通道連接一個(gè)設(shè)備控制器。子通道連接一個(gè)設(shè)備控制器。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 通道不間斷地、輪流地啟動(dòng)每個(gè)設(shè)備通道不間斷地、輪流地啟動(dòng)每個(gè)設(shè)備控制器，當(dāng)通道為一個(gè)設(shè)備傳送完一個(gè)字節(jié)控制器，當(dāng)通道為一個(gè)設(shè)備傳送完一個(gè)字節(jié)后，就轉(zhuǎn)去為另一個(gè)設(shè)備服務(wù)。當(dāng)通道為某后，就轉(zhuǎn)去為另一個(gè)設(shè)備服務(wù)。當(dāng)通道為某一設(shè)備的傳送時(shí)，其它設(shè)備可以并行地工作，一設(shè)備的傳送時(shí)，其它設(shè)備可以并行地工作，準(zhǔn)備需要傳送的數(shù)

53、據(jù)字節(jié)或處理收到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備需要傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)或處理收到的數(shù)據(jù)字節(jié)，以準(zhǔn)備接收新的數(shù)據(jù)字節(jié)。這種輪流字節(jié)，以準(zhǔn)備接收新的數(shù)據(jù)字節(jié)。這種輪流服務(wù)是建立在主機(jī)的速度比外設(shè)的速度高得服務(wù)是建立在主機(jī)的速度比外設(shè)的速度高得多的基礎(chǔ)之上，它可以提高系統(tǒng)的工作效率。多的基礎(chǔ)之上，它可以提高系統(tǒng)的工作效率。A1A1A2A2B2B2B1B1C1C1C2C2通道通道A1A1A2A2B1B1B2B2C1C2C1C23.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院字節(jié)緩沖狀態(tài)/控制固定地址子通道1子通道2子通道3數(shù)據(jù)緩沖通道控制字節(jié)多路通道至主存儲(chǔ)器字

54、節(jié)多路通道的結(jié)構(gòu)3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院(2)選擇通道選擇通道 選擇通道又稱高速通道，在物理上它選擇通道又稱高速通道，在物理上它也可以連接多個(gè)設(shè)備，但這些設(shè)備不能同也可以連接多個(gè)設(shè)備，但這些設(shè)備不能同時(shí)工作，在一段時(shí)間內(nèi)通道只能選擇一臺(tái)時(shí)工作，在一段時(shí)間內(nèi)通道只能選擇一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，此時(shí)該設(shè)備能獨(dú)占整設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，此時(shí)該設(shè)備能獨(dú)占整個(gè)通道。因此，選擇通道一次只能執(zhí)行一個(gè)通道。因此，選擇通道一次只能執(zhí)行一個(gè)通道程序，只有當(dāng)它與主存交換完信息個(gè)通道程序，只有當(dāng)它與主存交換完信息后，才能再選擇另一臺(tái)外

55、部設(shè)備并執(zhí)行該后，才能再選擇另一臺(tái)外部設(shè)備并執(zhí)行該設(shè)備的通道程序，為其服務(wù)。設(shè)備的通道程序，為其服務(wù)。A1A1A2A2B2B2B1B1C1C1C2C2通道通道A1A2B1B2C1C2A1A2B1B2C1C23.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 每個(gè)選擇通道只有一個(gè)以成組方每個(gè)選擇通道只有一個(gè)以成組方式工作的子通道，逐個(gè)為多臺(tái)高速外圍式工作的子通道，逐個(gè)為多臺(tái)高速外圍設(shè)備服務(wù)。設(shè)備服務(wù)。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院通道控制部分狀態(tài)/控

56、制主存地址至主存儲(chǔ)器選擇通道的結(jié)構(gòu)字節(jié)計(jì)數(shù)設(shè)備地址數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)格式變換字字節(jié)至設(shè)備控制器3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院(3)數(shù)組多路通道數(shù)組多路通道 數(shù)組多路通道是把字節(jié)多路通道和選數(shù)組多路通道是把字節(jié)多路通道和選擇通道的特點(diǎn)結(jié)合起來的一種通道結(jié)構(gòu)。它擇通道的特點(diǎn)結(jié)合起來的一種通道結(jié)構(gòu)。它的基本思想是：當(dāng)某設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，的基本思想是：當(dāng)某設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，通道只為該設(shè)備服務(wù)；當(dāng)設(shè)備在執(zhí)行輔助操通道只為該設(shè)備服務(wù)；當(dāng)設(shè)備在執(zhí)行輔助操作（如磁頭移動(dòng)等）時(shí)，通道暫時(shí)斷開與這作（如磁頭移動(dòng)等）時(shí)，通道暫時(shí)斷開與

57、這個(gè)設(shè)備的連接，掛起該設(shè)備的通道程序，去個(gè)設(shè)備的連接，掛起該設(shè)備的通道程序，去為其他設(shè)備服務(wù)。為其他設(shè)備服務(wù)。 數(shù)組多路通道有多個(gè)子通道，既可以數(shù)組多路通道有多個(gè)子通道，既可以執(zhí)行多路通道程序，像字節(jié)多路通道那樣，執(zhí)行多路通道程序，像字節(jié)多路通道那樣，所有子通道分時(shí)共享總通道；又可以用選擇所有子通道分時(shí)共享總通道；又可以用選擇通道那樣的方式成組傳送數(shù)據(jù)。既具有多路通道那樣的方式成組傳送數(shù)據(jù)。既具有多路并行操作的能力；又具有很高的數(shù)據(jù)傳送速并行操作的能力；又具有很高的數(shù)據(jù)傳送速率，使通道的效率充分得到發(fā)揮。率，使通道的效率充分得到發(fā)揮。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)20

58、13.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 從磁盤存儲(chǔ)器讀出一個(gè)文件的的過程分從磁盤存儲(chǔ)器讀出一個(gè)文件的的過程分為三步：定位、找扇區(qū)、讀出數(shù)據(jù)，前兩步為三步：定位、找扇區(qū)、讀出數(shù)據(jù)，前兩步為輔助操作。為輔助操作。數(shù)組多路通道的實(shí)際工作方式是：數(shù)組多路通道的實(shí)際工作方式是： 在為一臺(tái)高速設(shè)備傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)，在為一臺(tái)高速設(shè)備傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)，有多臺(tái)高速設(shè)備可以在定位或者在找扇區(qū)。有多臺(tái)高速設(shè)備可以在定位或者在找扇區(qū)。 與選擇通道相比，數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)與選擇通道相比，數(shù)組多路通道的數(shù)據(jù)傳輸率和通道的硬件利用都很高，控制硬件傳輸率和通道的硬件利用都很高，控制硬件的復(fù)雜度也高。的復(fù)雜度也高。

59、3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院圖 3.13 IBM 370 的I/O結(jié)構(gòu) 3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院3.4.2 通道流量的分析通道流量的分析 通道流量通道流量：單位時(shí)間內(nèi)能夠傳送的單位時(shí)間內(nèi)能夠傳送的最大數(shù)據(jù)量。又稱為通道吞吐率，通道數(shù)最大數(shù)據(jù)量。又稱為通道吞吐率，通道數(shù)據(jù)傳輸率等。據(jù)傳輸率等。 通道最大流量通道最大流量：通道在滿負(fù)荷工作通道在滿負(fù)荷工作狀態(tài)下的流量。狀態(tài)下的流量。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)

60、算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 一個(gè)通道能達(dá)到的極限流量與其工作方式、一個(gè)通道能達(dá)到的極限流量與其工作方式、數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)選擇一次設(shè)備的時(shí)間數(shù)據(jù)傳送期內(nèi)選擇一次設(shè)備的時(shí)間TS和傳送一和傳送一個(gè)字節(jié)的時(shí)間個(gè)字節(jié)的時(shí)間TD的長短有關(guān)。由于字節(jié)多路通的長短有關(guān)。由于字節(jié)多路通道每選擇一臺(tái)設(shè)備只傳送一個(gè)字節(jié)，故其通道道每選擇一臺(tái)設(shè)備只傳送一個(gè)字節(jié)，故其通道極限流量極限流量 fmaxbyte=1/(TS+TD)。3.4 通道處理機(jī)通道處理機(jī)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)2013.04北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 選擇通道每選擇一臺(tái)設(shè)備就把選擇通道每選擇