通道是连接信息源和接收器的一种物理媒介,用于传输信息。它包括有线通道和无线通道,如电缆、光纤、微波等。
通道是计算机系统中的一个重要概念,它在不同的上下文中有不同的含义,以下将详细介绍通道的相关内容:
1、基本定义
在计算机领域,通道是一个独立于CPU的专管输入/输出控制的处理机,它控制设备与内存直接进行数据交换,它有自己的通道指令,这些通道指令受CPU启动,并在操作结束时向CPU发中断信号。
2、工作原理
通道通过执行通道程序,并与设备控制器共同实现对I/O设备的控制,通道程序是由一系列通道指令所构成的,包括操作码、内存地址、计数、结束标志等信息。
CPU只需发出启动指令,指出要求通道执行的操作和使用的I/O设备,该指令就可以启动通道并使该通道从内存中调出相应的通道程序执行。
3、类型
一个系统中可设立三种类型的通道:字节多路通道、数组多路通道、选择通道。
4、优缺点
优点:通道控制进一步减轻了CPU的工作负担,增加了计算机系统的并行工作程度,把CPU从繁琐的输入/输出操作中解放出来,采用通道技术后,不仅能实现CPU和通道的并行操作,而且通道与通道之间也能实现并行操作,各通道上的外设也能实现并行操作,从而可提高整个系统的效率。
缺点:由于需要更多硬件(通道处理器),因此其成本较高,通道控制方式通常应用于大型数据交互的场合。
5、与其他相关概念的区别
通道控制方式与DMA控制方式类似,也是一种以内存为中心,实现设备与内存直接交换数据的控制方式,但通道方式所需要的CPU干预更少,而且可以做到一个通道控制多台设备,从而进一步减轻了CPU负担。
在DMA控制方式中需要CPU来控制所传输数据块的大小,传输的内存地址;而通道控制方式中这些信息都是由通道来控制管理的。
一个DMA控制器对应一台设备与内存传递数据,而一个通道可以控制多台设备与内存的数据交换。
6、应用领域
通道广泛应用于计算机系统中的各种数据传输场景,如磁盘读写、网络通信等,在服务器等需要处理大量I/O操作的场景中,通道可以有效提高系统性能。
以下是一些关于通道的常见问题及回答:
1、什么是字节多路通道?
答:字节多路通道是一种通道类型,它可以同时连接多个低速或中速的I/O设备,按时间片轮转的方式共享通道带宽,每次传输一个字节,快速交替地为各个设备服务,从而实现多设备与内存之间的数据传输。
2、通道故障管理策略有哪些?
答:通道故障管理策略包括通道故障检测管理策略、主/备状态的切换策略、主/备状态是否匹配等,当通道发生故障时,根据故障的严重程度对通道状态进行赋值,并通过硬件传输到另一通道,以便进行主/备切换或其他故障处理操作。