Канальная подсистема

В последовавших за IBM 360 семействах универсальных ВМ семейства IBM 370 и особенно IBM 390 концепция системы ввода/вывода на базе каналов получила дальнейшее развитие и вылилась в так называемую канальную подсистему ввода/вывода (КПВВ). Главная идея заключается в интегрировании отдельных КВВ в единый специализированный процессор ввода/вывода с большим числом канальных трактов и подканалов. Блоки управления внешними устройствами обычно подключаются к нескольким канальным трактам, что позволяет динамически менять путь пересылки информации с учётом текущей их загруженности. Кроме того, разные канальные тракты могут обладать различной пропускной способностью при выборе трактов для подключения определенных ВУ может быть учтено и быстродействие.

Одной из наиболее совершенных канальных подсистем обладают ВМ семейства IBM 390. В ней предусмотрено использование до 65 536 подканалов и до 256 канальных трактов. Реализованы два типа канальных трактов: параллельный и последовательный.

Параллельные канальные тракты по своим возможностям и принципу действия аналогичны рассмотренным ранее мультиплексному и селекторному каналам, но в отличие от них являются универсальными, то есть могут работать в байт-мультиплексном, блок-мультиплексном и селекторном режимах. Такие канальные тракты в КПВВ называют параллельными, поскольку они обеспечивают пересылку информации параллельным кодом.

Для работы с ВУ, соединенными с КПВВ волоконно-оптическими линиями. используются последовательные канальные тракты, реализующие протокол ESCON (Enterprise Systems Connection Architecture). Последовательный канальный тракт рассчитан на передачу информации только в последовательном коде и только в селекторном режиме. Для подключения блоков управления внешними устройствами (БУВУ) к ESCON-тракту служат специальные устройства, называемые ESCON-директорами. Каждое такое устройство может обеспечить одновременное подключение до 60 БУВУ и одновременную передачу информации от 30 из них со скоростью до 10 Мбайт/с.

Кроме того, в КПВВ предусмотрены специальные коммуникационные канальные тракты для подключения к сетям ВМ, модемам, другим системам.

В принципе основное преимущество КПВВ - динамическое перераспределение канальных трактов - в какой-то мере может быть реализовано и в рамках каждого отдельного канала. Однако объединение всех канальных ресурсов в единую канальную подсистему позволяет применить оптимальную стратегию динамического распределения и использования этих ресурсов и благодаря этому достичь качественно нового уровня эффективности системы ввода/вывода.

Контрольные вопросы

1. Поясните достоинства и недостатки трех вариантов подключения системы ввода/вывода к процессору ВМ.

2. Сформулируйте достоинства, недостатки и область применения двух способов организации адресного пространства ввода/вывода.

3. Дайте развернутую характеристику структуры ВУ, отображая ее элементы в каждый из трех типов ВУ.

4. В чем состоит локализация данных, выполняемая модулем ввода/вывода?

5. Опишите содержание процедуры «рукопожатия» при выполнении операции ввода.

6. Конкретизируйте последовательность действий процессора при обмене информацией с жестким диском.

7. Выберите конкретную скорость работы ЦП. Рассчитайте емкость буферной BL памяти МВВ для обмена с клавиатурой, символьным принтером и оптическим диском.

8. Проведите маленькое исследование: спрогнозируйте вероятность возникновения ошибки мыши, лазерного принтера, оптического диска. Ответы обоснуйте.

9. Для конкретного ЦП определите структуры МВБ для мыши, клавиатуры, жест кого диска. Необходимость элементов структуры обоснуйте.

10. Сравните известные вам методы управления вводом/выводом по трем пара метрам: достоинствам, недостаткам, области применения.

11. Поясните классификацию методов ввода/вывода по прерыванию.

12. Охарактеризуйте известные вам режимы прямого доступа к памяти, сформулируйте их достоинства и недостатки.

13. Опишите процесс вывода пяти слов и ввода семи слов при трех вариантах реализации ПДП.

14. Сравните ввод/вывод по прерыванию с вводом/выводом при ПДП. Для какого режима ПДП эти методы наиболее близки и почему?

15. Проведите сравнительный анализ контроллера ПДП и канала ввода/вывода. В чем их сходство? Чем они отличаются друг от друга?

16. Опишите процесс взаимодействия ЦП и КВВ. Какая при этом используется управляющая информация?

17. Опишите задачи посредника между КВВ и ВУ.