输入/输出控制系统技术方案

输入输出控制系统包括与多个输入输出单元相联接的外部数据控制器、中央处理器、和能为它们进行存取的主存贮器．主存贮器有与每一输入输出单元相对应的存贮区和存贮对确定每一输入输出单元起初优先级进行排队的信息的存贮区．执行起动指令时，中央处理器将输入输出单元的控制信息存入与主存储器相关的存贮区中并更改排队信息．外部数据控制器起动排在队列中优先级较高的输入输出单元．起动操作是按主存贮器中的该输入输出单元的控制信息实现的．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一个用于控制输入/输出单元起动和中断的输入/输出(I/O)控制系统。最近，一个新概念已被引入到计算机的输入/输出通道中。在“IBM系统/370扩展结构操作原理(SA22-7085-0)”(以下简称文献1)的第13章和第14章到第17章中分别给出了这种新想法的概述和详细描述。根据这个概念，传输输入/输出信息的通道是被一通道子系统根据该通道的状态动态地确定。按照文献1所描述的原理构成的计算机的一个例子是IBM-308处理器，它包括作为它的通道子系统的外部数据控制器(EDC)。在“IBM维修库3081/3083/3084处理器复合外部数据控制器入门/维修(SY-22-7087-2)”(以下简称文献2)中给出了这种处理器的操作的概述。根据文献2，输入/输出单元的一个起动请求一旦在它所属的逻辑控制单元中被保持，EDC便在逻辑控制单元中寻找这个起动请求并作用于被检测的起动请求。寻找操作是在许多个逻辑控制单元中按照轮转顺序进行。参看图1-5，操作过程将被简单地描述如下图1是一表明整个系统的示意框图，在这个系统中EDC13是通过一系统控制器(SC)12和中央处理器(CP)11及主存贮器(MS)10相连接;此外，其中EDC13包含有利用标准接口与输入/输出控制单元(CU)142相连接的通道(CH)131。在图1中，CU142通过开关(SW)141与两个通道(CH)131相连接。输入/输出单元(I/O)143与两个CU142相连接。正如在这个框图中所见到的，I/O与多个CU相连接的这样一种结构在下面将被称作逻辑控制单元(logical CU)，多个这样的逻辑CU存在于一系统中。另一方面，MS10被分成程序区域101和硬件系统区域(HSA)102。程序区域101被普通程序所占用，即，作为程序和数据区;此外，以后将被说明的操作请求字组103也在这个区域101中形成。HSA区域102是一个特殊的区域，它被CP11和EDC13所存取以及被用来在它里面形成以后将要说明的逻辑CU控制字组104和子通道字组105。这些逻辑CU控制字组和子通道字组104-105分别相应于多个逻辑CU和子通道而被处置。图2-4是表明在文献2中被分别地描述的操作请求字组103、逻辑CU控制字组104、和子通道子组105的结构范例的示意图。根据文献2的新概念，I/O指令的执行是利用与各I/O有着一一对应关系的子通道来实现的。子通道被作为实现与它相关的I/O的输入/输出操作所必须的信息而被保存在一联合的子通道字组105中。这个概念在下列方面不同于通常的输入/输出指令的执行。(1) 起动I/O的控制程序并不考虑通道的状态。一条起动指令是利用一特殊的子通道来实现的，通到I/O的通道通路实际上是由硬件来选择的(在这个例子中是EDC选择的)。(2) 如果沟通I/O的通路为忙，硬件便企图去寻找另一通路并起动I/O。如果硬件不能检测到一可用的通路，硬件将保持起动请求并等待一可用的通路。在图1中，I/O起动过程的实现如下。CP11从MS10中取出一控制程序以便执行。如果取到的指令是一条I/O起动指令(起动子通道(SSCH)指令)，图2的操作请求字组103的内容便被传输到与SSCH指令所规定的子通道相应的子通道字组105中去。操作请求字组103包含了诸如通道程序(CCW)地址这样的信息。图4是表明子通道字组构成例子的示意图，在这字组中，S和I分别是表示起动和中断的二进制位。被传输的操作请求字组103的内容被贮存在用来贮存子通道控制信息的一部分存贮区域中。子通道控制信息存贮区的其它区域被预先存上了固定的信息，它包括相对于某一I/O的ISC、逻辑CU数等等。逻辑CU数指出了和相关的子通道相联的I/O所属的那个Logical CU的地址。当操作请求字组103被传输时，I/O起动请求按照逻辑CU数被排列到相关的逻辑CU的队列中去。将I/O起动请求列队到CU中去的方法如下。等待起动请求的子通道的子通道号顶部和底部被贮存在逻辑CU控制字组104中，下一个被链接的子通道号被贮存在子通道字组105中，指示起动请求正被保持的二进制位S被置“1”，这样便形成了一队列链。图5是一表明两个起动请求列被列队到一逻辑CU字组中并且队列计数相应地指示“2”的这种情况的示意图。在等待起动请求的子通道中，当子通道的顶部是子通道a而下一子通道是子通道b时，在逻辑CU字组104中的子通道号的顶部指示子通道a;此外，在子通道a的字组中的下一个子通道号指示子通道上的字组。因为逻辑CU包含多个I/O，所以正如在这个例子中所表明的，在一个逻辑CU字组中可以形成一个队列。此外，在全系统中包含多个逻辑CU，而在每一个逻辑CU字组中都产生一个I/O起动请求队列。EDC13有一功能是去解列由此产生的队列并实际地起动I/O143。EDC13访问MS10去读取和修改子通道字组105和逻辑CU控制字组104。因为这些字组被CP11和EDC13所访问，因而在MS10中需要分出一部份HSA区域102来贮存这些字组。HSA区域102从被通常程序所占用的区域101中被分割出来。正如在图3-4中所表明的，字组104-105每一个都有一被称作“锁定字节”的区域，它被用来防止来自CP11和EDC13的访问之间的冲突。EDC13对多个逻辑CU控制字组循环地进行读操作并检查以便确定所取出的逻辑CU字组是否具有一被存入队列中去的子通道。如果是这种情形(队列计数不等于0)，EDC13便用子通道号的顶部去执行一起动操作;否则，EDC13读取下一个逻辑CU控制字组并重覆同样的过程。当EDC13取出一队列时，根据在子通道字组105中的子通道控制信息和在逻辑CU控制字组104中的通道地址(图3的CH0CH1，CH8和CH9)起动一个I/O。如果所有通道的通路都被占用，这时请求便被再次列队。虽然在队列中的I/O起动请求是按照由SSCH指令执行次序和逻辑CU数所规定的顺序执行的，但并不存在一个明显的执行优先级。另一方面，尽管控制程序在控制对I/O操作时所规定的优先级;然而，在前面的范例中一当起动指令发出以后这样的优先处理便不被考虑了。虽然优先级处理的概念被使用在一个I/O已处理完成后的I/O中断中，然而，一般的例子不一定对优先级的规定有足够的灵活性。因而本专利技术的目的是要根据其在通道子系统中的紧急级别来实现I/O起动和中断处理以便增加系统的处理效率。本专利技术的特征是在队列中每一个等待处理的I/O处理请求的优先级是由根据紧急级别而给它规定的等级来鉴别的，因而I/O请求的起动和中断是由通道子系统根据等级状况来实现的。通常，这种类型的优先控制是在I/O控制程序级别上实现的;然而，正如从由文献1所描述的“扩展结构”的概念所能看到的那样，当I/O起动请求被保持在硬件调用的通道子系统中时，则在程序级别上的优先控制便成为不可能。如果优先级仅仅被标识在物理单元例如I/O(子通道)上，分页数据集合和其它的数据集合可以存在于一个磁盘单元中，这对于系统的性能而言是不可取的。在上面的范例中，用来存取分页数据集合的I/O处理的优先程度应高于用来存取一般数据集合的I/O处理。也就是，甚至对一个I/O而言，I/O处理的紧急级别必须根据I/O处理请求来源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个包含有多个输入／输出装置的输入输出控制系统，其特征是（ａ）一主存贮器，它包括：（ｉ）一相应于每一个所述的输入／输出装置的第一存贮区域以及（ｉｉ）用来贮存对每一个所述的输入／输出装置确定其起动优先级的各等级所构成的起动队列信息 的第二存贮区域；（ｂ）一个与所述的主存贮器相联的中央处理单元，它将一为起动所述的输入／输出装置所必须的控制信息和指示所述的输入／输出装置起动优先级的等级送到所述的主存贮器中去，并且它还修改所述的第二存贮区以便将表明该输入／输出装置的信息 寄存到与该等级相应的起动队列中去，从而对起动某一输入／输出装置的请求作出响应；和（ｃ）与所述的多个输入／输出装置和所述的主存贮器相联的外部数据控制装置，它从一具有较高优先级的队列中读取指示该输入／输出装置的信息，从该主存贮器中读取与该信 息相应的输入／输出装置的控制信息，并且基于所得到的控制信息去起动该输入／输出装置。

【技术特征摘要】
JP 1985-3-20 57029/85的限制。可以意识到，本领域的技术人员在不偏离本发明的涉及范围和精神实质的情况下可以改变或修改该实施方案。权利要求1、一个包含有多个输入/输出装置的输入输出控制系统，其特征是(a)一主存贮器，它包括(ⅰ)一相应于每一个所述的输入/输出装置的第一存贮区域以及(ⅱ)用来贮存对每一个所述的输入/输出装置确定其起动优先级的各等级所构成的起动队列信息的第二存贮区域；(b)一个与所述的主存贮器相联的中央处理单元，它将一为起动所述的输入/输出装置所必须的控制信息和指示所述的输入/输出装置起动优先级的等级送到所述的主存贮器中去，并且它还修改所述的第二存贮区以便将表明该输入/输出装置的信息寄存到与该等级相应的起动队列中去，从而对起动某一输入/输出装置的请求作出响应；和(c)与所述的多个输入/输出装置和所述的主存贮器相联的外部数据控制装置，它从一具有较高优先级的队列中读取指示该输入/输出装置的信息，从该主存贮器中读取与该信息相应的输入/输出装置的控制信息，并且基于所得到的控制信息去起动该输入/输出装置。2、根据权利要求1的一个输入/输出控制系统，其中所述的第二存贮区贮存了作为所述控制信息的表明该输入/输出装置的多个信息项，这些输出入装置是各被存在与每一等级相应的队列中的。3、根据权利要求2的一个输入/输出控制系统，其中所述的外部数据控制装置是随着所述的输入/输出装置的起动而动作，以便从该输入/输出装置所属的队列中删除与该输入/输出装置有关的请求。4、根据权利要求3的一个输入/输出控制系统，其中所述的外部数据控制装置在实现了该输入/输出装置的起动之后从具有较高优先级的队列开始起动它的处理过程。5、根据权利要求1的一个输入/输出控制系统，其中(a)所述主存贮器还包含第三存贮区，用来贮存能对每一个确定来自各个输入/输出装置的中断请求优先级的等级所构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川哲二，加藤正男，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]