通道分为哪三种类型?各适合连接什么类型的设备
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发布时间：2022-04-25 01:52
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时间：2023-10-20 05:32
一、通道的类型
通道处理器本身可看作一个简单的专用计算机，它有自己的指令系统。通道处理器能够独立执行用通道命令编写的输入输出控制程序，产生相应的控制信号控制设备的工作。通道通过数据通路与设备的控制器进行通信。下图是通道结构的例子。采用这种结构的计算机中有两种总线：一种是存储器总线， 它承担CPU与内存、通道之间的数据传输任务；另一种是承担输入输出操作的总线，即通道总线。
一台计算机中可以有多条通道，一条通道总线可以连接几个设备控制器。设备控制器类似于输入输出设备的接口，它接收通道控制器的命令并向设备发出控制命令。一个设备控制器可控制多个同类的设备，只要这些设备是轮流正作的。通道处理器中只运行输入输出控制程序。每个通道可以连接多个外围设备，根据数据传送方式，通道可分成字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。
1．选择通道
对于高速的设备，如磁盘等，要求较高的数据传输速度。对于这种高速传输，通道难以同时对多个这样的设备进行操作，只能一次对一个设备进行操作。这种通道称为选择通道，它与设备之间的传输一直维持到设备请求的传输完成为止，然后为其他外围设备传输数据。选择通道的数据宽度是可变的，通道中包含一个保存输入输出数据传输所需的参数寄存器。参数寄存器包括存放下一个主存传输数据存放位置的地址和对传输数据计数的寄存器。选择通道的输入输出操作启动之后，该通道就专门用于该设备的数据传输直到操作完成。选择通道的缺点是设备申请使用通道的等待时间较长。
2．数组多路通道（又称成组多路通道）
数组多路通道以数组(数据块)为单位在若干高速传输操作之间进行交叉复用。这样可减少外设申请使用通道时的等待时间。数组多路通道适用于高速外围设备，这些设备的数据传输以块为单位。通道用块交叉的方法，轮流为多个外设服务。当同时为多台外设传送数据时，每传送完一块数据后选择下一个外设进行数据传送，使多路传输并行进行。数组多路通道既保留了选择通道高速传输的优点，又充分利用了控制性操作的时间间隔为其它设备服务，使通道的功能得到有效发挥，因此数组多路通道在实际系统中得到较多的的应用。特别是对于磁盘和磁带等一些块设备，它们的数据传输本来就是按块进行的。而在传输操作之前又需要寻找记录的位置，在寻找的期间让通道等待是不合理的。数组多路通道可以先向一个设备发出一个寻找的命令，然后在这个设备寻找期间为其他设备服务。在设备寻找完成后才真正建立数据连接，并一直维持到数据传输完毕。因此采用数组多路通道可提高通道的数据传输的吞吐率。
3．字节多路通道
字节多路通道用于连接多个慢速的和中速的设备，这些设备的数据传送以字节为单位。每传送一个字节要等待较长时间，如终端设备等。因此，通道可以以字节交叉方式轮流为多个外设服务，以提高通道的利用率。这种通道的数据宽度一般为单字节。它的操作模式有两种：字节交叉模式和猝发模式。在字节交叉模式中，通道操作分成较短的段。通道向准备就绪的设备进行数据段的传输操作。传输的信息可由一个字节的数据以及控制和状态信息构成。通道与设备的连接时间是很短的。如果需要传输的数据量比较大，则通道转换成猝发的工作模式。在猝发模式下，通道与设备之间的传输一直维持到设备请求的传输完成为止。 通道使用一种超时机制判断设备的操作时间(即逻辑连接时间)， 并决定采用哪一种模式。如果设备请求的逻辑连接时间大于某个额定的值，通道就转换成猝发模式，否则就以字节交叉模式工作。
字节多路通道和数组多路通道都是多路通道，在一段时间内可以交替地执行多个设备的通道程序，使这些设备同时工作。但两者也有区别，首先数组多路通道允许多个设备同时工作，但只允许一个设备进行传输型操作，而其他设备进行控制型操作；而字节多路通道不仅允许多个路同时操作；而且允许它们同时进行传输型操作。其次，数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是数据块，通道必须为一个设备传送完一个数据块以后才能为别的设备传送数据块，而字节多路通道与设备之间的数据传送基本单位是字节。通道为一个设备传送一个字节之后，又可以为另一个设备传送一个字节，因此各设备与通道之间的数据传送是以字节为单位交替进行的。
