JPH0287249A - 入出力制御方式 - Google Patents

入出力制御方式

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JPH0287249A
JPH0287249A JP23877988A JP23877988A JPH0287249A JP H0287249 A JPH0287249 A JP H0287249A JP 23877988 A JP23877988 A JP 23877988A JP 23877988 A JP23877988 A JP 23877988A JP H0287249 A JPH0287249 A JP H0287249A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、チャネルを用いて入出力装置の制御を行なう
入出力制御方式に関する。
(従来の技術) 論理アドレスを用いて、主記憶装置のアクセス、即ちデ
ータの読出しや書込み等を行なう、仮想記憶方式の計算
機システムにおいて、プロセッサや主記憶装置の処理速
度と、フロッピーディスクドライブやハードディスク等
の入出力装置の処理速度とを比べると著しい差がある。
このため、一般にこの処理速度の差を考慮して、システ
ムを効率よく稼動させるためにチャネルによる入出力装
置の入出力制御が行なわれている。このようにチャネル
を介して入出力装置の制御を行なう構成を、特に入出力
制御システムと呼ぶことにする。
第2図に、従来の入出力制御システムのブロック図を示
す。
図において、プロセッサ1と、主記憶装置2とがシステ
ムバス5に接続されている。システムバス5には、チャ
ネル3が接続され、チャネル3には、入出力装置4が接
続されている。
チャネル3は、例えば3つのチャネル、第1のチャネル
301と第2のチャネル302と第3のチャネル303
から構成されている。また、入出力装置4もチャネル3
に対応して、第1の入出力装置401と第2の入出力装
置402と第3の入出力装置403とから構成されてい
る。第1のチャネル301.第2のチャネル302.第
3のチャネル303には、第1の入出力装置401゜第
2の入出力装置402.第3の入出力装置403がそれ
ぞれ対応して接続されている。
プロセッサ1は、主記憶装置2に格納された図示しない
プログラムや各種データを用いて、チャネル3を制御す
るものである。主記憶装置2は、読出し及び書込み可能
なランダム・アクセス・メモリ(RAM)から構成され
ている。チャネル3は、主記憶装置2と入出力装置4と
の間のデータ転送を制御する回路である。入出力装置4
は、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、プ
リンタ等の装置から構成されている。
主記憶装置2には、チャネルアドレス語(CAW)とチ
ャネルコマンド語(CCW)が、予め決められた格納場
所(固定領域)に格納されている。このように格納場所
が予め決められているのは、チャネル3が主記憶装置2
の特定の実アドレスを用いて各制御語(CAW、CCW
)を参照するためである。
ここで、以上の入出力制御システムを用いた入出力制御
方式について説明する。
以上の構成の入出力制御システムは、通常、プロセッサ
1により主記憶装置2に格納されたプログラムが読出さ
れ処理が実行されている。この処理の実行中、即ちソフ
トウェアが入出力装置4を用いる場合が発生する。この
場合プロセッサ1は、ソフトウェアの入出力起動命令を
認識し、チャネル3に対して入出力命令1aを出力する
チャネル3においては、この入出力命令1aの要求に該
当するチャネル3及び入出力装置4が空いていれば、こ
の入出力命令1aを受付けて動作を開始する。この先の
処理については、プロセッサlは関与せず、チャネル3
による入出力装置4の制御が行なわれる。入出力命令1
aを受付けたチャネル3は、主記憶装置2に格納された
CAWをシステムバス5を介して読取る。このCAWに
は、CCWの格納場所を示すアドレスが含まれている。
チャネル3は、このCAWの示すアドレスに基づいてC
CWを主記憶装置2から読取る。
チャネル3は、CCWの内容(コマンドコード)を解読
して入出力装置4に動作の指示を与えるとともに、主記
憶装置2のデータ領域から入出力装置4へ、或は入出力
装置4から主記憶装置2のデータ領域へとデータ(DA
TA)を転送する。
以上のような入出力制御により、入出力装置4の入出力
動作が実行される。
次に、入出力装置4の入出力動作が終了した場合につい
て説明する。
チャネル3は、入出力装置4の入出力動作終了を認識す
ると、プロセッサlに向けて入出力終了の入出力割込み
の要求(以下、単に割込要求と呼ぶ)3aを出力する。
プロセッサlは、この割込要求3aを受付ると、チャネ
ル3に向けて割込許可1bを出力する。チャネル3は、
この割込許可1bを受取ると、チャネル3及び入出力装
置4の状態を示すチャネル状態語(CSW)を主記憶装
置2の、予め決められた格納場所(固定領域)に格納す
る。このC8Wの格納が終了すると、プロセッサlは、
入出力割込みを生起しソフトウェアに入出力動作の終結
を報告する。ソフトウェアはこの報告を受けると、主記
憶装置2からC8Wを読出し、CSWの内容に応じた割
込後処理を行ない、チャネル3及び入出力装置4を開放
する。これにより、一連の入出力制御が終了する。なお
、チャネル3からプロセッサ1に向けて出力される割込
要求3aは、入出力装置4の入出力動作終了以外の他の
原因、例えば入出力装置4に障害が発生した場合等にも
出力される。
次に、複数のプロセッサから構成されるマルチプロセッ
サ方式の入出力制御システムについて説明する。
第3図は、従来のマルチプロセッサ方式の入出力制御シ
ステムのブロック図である。
図のシステムを、第2図に示した入出力制御システムと
比べると、プロセッサ1が第1のプロセッサ101.第
2のプロセッサ102.第3のプロセッサ103とから
から構成され、さらにプロセッサ1とシステムバス5と
の間に、プレフィクス機構8が挿入されている点が異な
っている。
主記憶装置2には、予めCAWとCCWが格納されてい
る。第1のプロセッサ101.第2のプロセッサ102
.第3のプロセッサ103は、CAW、CCWを主記憶
装置2に格納する場合、それぞれ同一のアドレス、例え
ば“CAWAD ”“。
“CCWAD ”を発生する。これらのアドレスを受入
れたプレフィクス機構8は、どのプロセッサから出力さ
れたアドレスかを判断し、第1のプロセッサ101から
出力された場合は、アドレスをIcAWAD” 、  
“ICCWAD″、第2のプロセッサ102から出力さ
れた場合は、アドレスな“’2CAWAD”、  ”2
CCWAD”を出力し、それぞれ主記憶装置2上の異な
る位置にCAW、CCWを格納する。このようにして、
第1のプロセッサ101、第2のプロセッサ102.第
3のプロセッサ103と、3組のCAW、CCWとが対
応付けられる。
第3図の構成の入出力制御システムにおけるその他の動
作は、先に第2図において行なった説明と全く同様であ
る。
(発明が解決しようとする課題) ところで、従来プロセッサ1が1つの割込要求3aを受
付けて許可すると、例えば、それよりも優先順位の高い
他のチャネルからの割込要求3aを受けても、既に割込
許可1bを出したチャネル3のC3Wに関する処理が終
了するまで、この優先順位の高い割込要求3aへの対応
を拒否(マスク)していた。即ち、チャネル3が主記憶
装置2にC8Wを書込み、人出刃側込み発生後にソフト
ウェアによるC8Wの内容に対応した割込後処理を終え
るまで、他の割込要求3aをマスクしていた。このため
、他のチャネルは、プロセッサlから割込許可1bを得
るために長い時間待たされていた。
また、マルチプロセッサ方式の入出力制御システムの場
合、ソフトウェアが主記憶装置2からCAWやCCWの
読出しをする場合やC8Wの格納を行なう場合、主記憶
装置2上の特定の実アドレスを割出すため、プレフィク
ス機構8(第3図)などの特別のハードウェアを設け、
特別な処理を行なわなければならない。このため、プロ
セッサ1は、ソフトウェア実行以外のオーバヘッド(こ
の場合、プレフィクス機構8の動作等による処理時間増
)が大きくなっていた。
本発明は以上の点に着目してなされたもので、チャネル
の割込要求を速やかに受付けて処理し、優先順位の高い
割込要求を長い時間マスクするようなことを無くし、さ
らに、マルチプロセッサ方式の入出力制御システムにお
いても、特別なハードウェアを用意する必要のない入出
力制御方式を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の入出力制御方式は、論理アドレスを用いて主記
憶装置のアクセスを行なう仮想記憶方式の計算機システ
ムの入出力制御方式において、ソフトウェアから受ける
入出力起動命令のオペランドにより示された前記主記憶
装置上の任意の領域に格納され、チャネルコマンド語を
指定するチャネルコマンド語アドレスを含む入出力命令
制御語を備え、前記入出力起動命令の起動時、前記プロ
セッサは、前記入出力命令制御語の内容を含む入出力命
令をチャネルに転送し、前記チャネルは、前記入出力命
令制御語中の前記チャネルコマンド語アドレスを用いて
前記主記憶装置から前記チャネルコマンド語を取出して
、このチャネルコマンド語に指定された入出力動作を実
行し、前記チャネルが前記プロセッサに対して出力する
前記入出力動作終了に伴なう入出力割込みと、他の割込
み原因の割込後処理を規定する割込み制御のためのプロ
セッサブロックを前記プロセッサに対応して用意し、前
記プロセッサブロックは、入出力割込み時の優先順位を
規定する割込みレベルを複数備え、前記入出力割込みレ
ベル毎にチャネル状態語の格納先アドレスを前記プロセ
ッサブロック内で指定でき、前記プロセッサブロック自
体も前記プロセッサに対応して前記主記憶装置への格納
アドレスをソフトウェアにより任意に指定することがで
き、前記入出力命令制御語と、前記チャネルコマンド語
と、前記チャネル状態語と、前記プロセッサブロックと
を前記ソフトウェアが論理アドレスを用いて前記主記憶
装置の任意の位置に格納することができるものである。
(作用) 以上の方式においては、チャネルは、プロセッサからの
入出力命令を受取ると、この入出力命令に含まれる入出
力命令制御語に基づいて、主記憶装置からチャネルコマ
ンド語を読出す。チャネルは、このチャネルコマンド語
に格納されたコマンドコードを解読して入出力装置を起
動させる。さらに、入出力装置の動作終了時には、チャ
ネルがプロセッサに向けて割込要求を出力する。この割
込要求は、優先順位を示す情報を含んでいる。プロセッ
サは、割込要求を受付けると、チャネルに向けて割込許
可を出力し、チャネルからチャネル状態語を受入れる。
プロセッサは、プロセッサブロックのチャネル状態語格
納先アドレスに基づいて、主記憶装置の割込みレベルに
対応したチャネル状態語格納場所に、このチャネル状態
語を格納して処理を終える。
(実施例) 第1図は、本発明に係る入出力制御システムの実施例を
示すブロック図である。
第1図に示した入出力制御システムは、第2図に示した
従来の入出力制御システムと同様に、プロセッサlと主
記憶装置2とがシステムバス5に接続され、システムバ
ス5にはチャネル3が接続されている。このチャネル3
には、入出力装置4が接続されている。
ソフトウェアは、予め入出力命令制御語(IOCW)と
、チャネルコマンド語(CCW)と、プロセッサブロッ
ク(PB)の各制御語を主記憶装置2に格納しておく。
プロセッサlによる制御語のアクセスは、主記憶装置2
に格納された図示しないソフトウェアの実行時に使用す
る論理アドレスを用いている。即ち、プロセッサlは、
ソフトウェアの実行中、主記憶装置2の実アドレスを意
識することなく容易に各制御語のアクセスを行なうこと
ができる。以上の各制御語を用いて、入出力制御の処理
が行なわれる。
第4図に、本発明に係る入出力起動命令の構成図を示す
この入出力起動命令は、第1図の主記憶装置2に格納さ
れたソフトウェアの実行に伴ない、プロセッサ1が入出
力装置4の起動を開始するきっかけとなる命令である。
この入出力起動命令は、処理情報を示す命令コード20
1と、主記憶装置2に格納されたrocwの格納場所情
報(アドレス)を示すオペランド202とから構成され
ている。よって、このオペランド202の内容を変更す
ることにより、主記憶装置2上の任意の領域にrocw
を格納することができる。
プロセッサ1 (第1図)は、この入出力起動命令によ
り、主記憶装置2からl0CWを読取り、チャネル3(
第1図)に向けてこのrocwの内容を含む入出力命令
1aを出力する。
第5図に、本発明に係る入出力命令制御語(IOCW)
の構成図を示す。
このl0CWは、入出力起動命令(第4図)のオペラン
ドに格納されたアドレスで示される主記憶装置2上の任
意の位置に存在し、制御しようとする入出力装置4を特
定する入出力装置アドレス211と主記憶装置2に格納
されたCCWの格納場所を示す、CCWアドレス212
とが格納されている。このCCWアドレス212は、第
2図において説明したCAWアドレスに相当するもので
ある。
第6図に、チャネルコマンド語(CCW)の構成図を示
す。
このCCWには、入出力装置4への命令が格納されてお
り、コマンド221.フラグ222.バイトカウント2
23.データアドレス224とから構成されている。
第7図に、チャネル状態語(C3W)の構成図を示す。
このC5W23は、チャネルと入出力装置の状態を示す
情報から構成されており、チャネル状況(CS)231
.入出力装置状況(US)232、バイトカウント23
3.CCWアドレス234、チャネル状況の詳細情報(
DO3)235とから構成されている。
なお、第6図及び第7図に示したCCW及びC8Wの構
成は、従来と同様のものである。
第8図に、本発明に係るプロセッサブロック(PB)の
構成図を示す。
このPBには、先頭アドレスなPBA (プロセッサブ
ロックアドレス)とすると、ソフトウェア動作監視ブロ
ック(ソフトウェアの実行を監視して障害が発生した場
合に参照するブロック)249の格納された領域“α“
以降のアドレスPBA十〇(16)のアドレスから順に
、入出力割込Oブロック240から入出力割込7ブロツ
ク247までの8つのブロックが設けられている。
各ブロックは、プロセッサ1(第1図)がチャネル3か
らの割込要求3a(第1図)を受付けた場合に行なわれ
る、ソフトウェアの割込後処理を規定する情報と、主記
憶装置2(第1図)にC3Wを格納するための場所を示
すアドレス、即ちC8Wアドレス(チャネル状態語格納
アドレス)251が設定されている。入出力割込Oブロ
ック240から入出力割込7ブロツク247は、チャネ
ル3からプロセッサ1への割込要求3aのレベル0〜7
にそれぞれ対応している。
このPBを格納する主記憶装置2の領域は、プロセッサ
1の内部に設けられたPBA格納レジスタに格納された
論理アドレスを用いてソフトウェアが、任意に設定する
ことができる。
ここで、第1図に返って、本発明の入出力制御方式の説
明を行なう。
第1図に示した入出力制御システムにおいて、ソフトウ
ェアが入出力起動命令を実行する場合、プロセッサ1は
、この命令のオペランドの内容に従って、主記憶装置2
から入出力命令制御語(IOCW)を読取り、このl0
CWの内容を含む入出力命令1aをチャネル3に向けて
出力する。入出力命令1aが、チャネル3に受付けられ
ると、チャネル3は、入出力命令1aに含まれるl0C
Wの中のCCWアドレスに基づいて、CCWを主記憶装
置2から読出す。この先は、プロセッサ1は関与せず、
チャネル3による制御が開始される。入出力命令1aが
、チャネル3に受付けられると、チャネル3は、入出力
命令1aに含まれるl0CWの中のCCWアドレスに基
づいて、CCWを主記憶装置2から読出す。チャネル3
は、CCWのコマンドコード(第6図に示したコマンド
221.フラグ222等)を解読して、入出力装置4に
動作の指示を与えるとともに、主記憶装置2のデータ領
域から入出力装置4へ、或は入出力装置4から主記憶装
置2のデータ領域へとデータを転送する。
以上の流れの入出力制御により入出力装置4の入出力動
作が実行される。
さて、入出力装置4の入出力動作が終了した場合につい
て説明する。
このときチャネル3は、入出力装置4の処理終了を認識
すると、プロセッサ1に向けて入出力終了の割込要求3
aを出力する。この割込要求3aには、チャネル3に予
め設定された優先順位を示す情報が含まれている。プロ
セッサlは、この割込要求3aを受付ると、チャネル3
に割込許可1bを出力する。チャネル3は、この割込許
可1bを受取ると、チャネル状態語(CSW)をプロセ
ッサ1に向けて出力する。CSWを受取ったプロセッサ
1は、主記憶装置2に格納されたPBから、例えばレベ
ル0の割込要求3aであれば、入出力割込0ブロツク2
40(第8図)を読取り、割込後処理情報250及びC
8Wアドレス251を認識し、CSWの主記憶装置2へ
の書込みを実行して入出力割込みを発生し、ソフトウェ
アはC8Wの内容と割込後処理情報250に基づいて、
割込後処理を実行する。
以上の流れにより、一連の入出力制御が終了する。
さて、プロセッサ1に向けて、第1のチャネル3o1.
第2のチャネル302.第3のチャネル303から同時
に割込要求3aが出力された場合について説明する。
例えば、第1のチャネル301は、0レベルの割込要求
3a、第2のチャネル302は、ルベルの割込要求3a
、第3のチャネル303は、2レベルの割込要求3aを
出力したものとする。このような場合、第1のプロセッ
サ1o1.第2のプロセッサ102.第3のプロセッサ
103は、各プロセッサのソフトウェアが各割込要求3
aを受付けることができる状況にあるときは、第1のチ
ャネル301.第2のチャネル302.第3のチャネル
303に対してそれぞれ割込許可1bを出力する。その
後、3つの割込要求3aを受付けたソフトウェアは、優
先順位の高い割込要求3aに関する割込後処理から順次
実行する。この場合、第1のチャネル301に関する割
込後処理を実行し、次に第2のチャネル302、そして
最後に第3のチャネル303に関する割込後処理が実行
される。このように、チャネル3が3つのチャネルから
構成されるのでなく、例えば8つのチャネルから構成さ
れた場合、割込要求3aのレベル0〜7まで最大8つの
チャネルから出力される割込要求3aを同時に受付け、
割込許可1bを与えることができる。さて、同時に8つ
の割込要求3aを受付けたような場合にも、先に説明し
たようにレベル0の割込要求3aから先に割込後処理を
行ない、最後にレベル7の割込要求3aに対する割込後
処理を行なう。このように、割込要求3aを受付けた順
に割込後処理を行なうのでなく、割込要求3aのレベル
に応じて割込後処理を行なうので、優先順位の高い割込
要求3aが長い時間マスクされ、待たされるといった事
態を回避することができる。
さて、第9図に本発明に係るマルチプロセッサ方式の入
出力制御システムのブロック図を示す。
第9図に示した入出力制御システムは、第1図に示した
入出力制御システムと比べるとプロセッサlが第1のプ
ロセッサ101、第2のプロセッサ1.02、第3のプ
ロセッサ103の複数から構成され、さらに、主記憶装
置3には、予め3組のPBが設けられている点が異なる
第9図において、第1のプロセッサ101、第2のプロ
セッサ102、第3のプロセッサ103は、個別にチャ
ネル3に向けて入出力命令1aを出力する。これにより
チャネル3は、それぞれのプロセッサに対応して主記憶
装置3に設けられたPB及びソフトウェアの実行する各
命令に対応して設けられたl0CW、CCWを用いて入
出力制御を実行する。
この場合、第1のプロセッサ101.第2のプロセッサ
102.第3のプロセッサ103に対応するPB及び各
命令に対応した工○cw、ccwは、それぞれのプロセ
ッサが実行するソフトウェアに用いられる論理アドレス
を用いて主記憶装置3の任意の領域に格納されている。
このため、主記憶装置2上で格納場所が重なることなく
、さらに各プロセッサは、ソフトウェア実行中に特別な
アドレス変換を行なうことなく容易にPBやl0CW、
CCWを参照することができる。
(発明の効果) 以上の構成の本発明の入出力制御方式は、主記憶装置2
に、プロセッサlの実行するソフトウェアで設定された
論理アドレスを用いて、入出力命令制御語(IOCW)
、チャネルコマンド語(CCW) 、プロセッサブロッ
ク(PB)、チャネル状態語(CSW)の各制御語を任
意の領域に格納するため、各制御語を参照する際に主記
憶装置2の特定の実アドレスを割り出すといった複雑な
処理が必要ない。l0CWを任意の領域に格納するため
、従来のようにCCWを読取るためのCAWを固定領域
に格納する必要が無い。また、入出力割込みに8つのレ
ベ°ルを設け、各々のC8Wの格納場所を設定できるた
め、割込許可1bを得る迄の待ち時間を短縮することが
できる。即ち従来1つの割込要求3aしか受付けられな
かったが、本発明においては、入出力のレベル毎に同時
に受付けることができる。さらに、マルチプロセッサの
入出力制御方式の場合、プロセッサブロック(PB)を
プロセッサ毎に設定できるため、プレフィクス機構8(
第3図)等の特別なハードウェアを用意する必要が無い
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る入出力制御システムの実施例を示
すブロック図、第2図は従来の入出力制御システムのブ
ロック図、第3図は従来のマルチプロセッサ方式の入出
力制御システムのブロック図、第4図は本発明に係る入
出力起動命令の構成図、第5図は本発明に係る入出力命
令制御語の構成図、第6図はチャネルコマンド語の構成
図、第7図はチャネル状態語の構成図、第8図は本発明
に係るプロセッサブロックの構成図、第9図は本発明に
係るマルチプロセッサ方式の入出力制御システムのブロ
ック図である。 1・・・プロセッサ、1a・・・入出力命令、1b・・
・割込許可、2・・・主記憶装置、3・・・チャネル、
3a・・・割込要求、4・・・入出力装置、CCW・・
・チャネルコマンド語、CSW・・・チャネル状態語、 10CW・・・入出力命令制御語、 PB・・・プロセッサブロック。 特許出願人 沖電気工業株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 論理アドレスを用いて主記憶装置のアクセスを行なう仮
    想記憶方式の計算機システムの入出力制御方式において
    、 ソフトウェアから受ける入出力起動命令のオペランドに
    より示された前記主記憶装置上の任意の領域に格納され
    、チャネルコマンド語を指定するチャネルコマンド語ア
    ドレスを含む入出力命令制御語を備え、 前記入出力起動命令の起動時、前記プロセッサは、前記
    入出力命令制御語の内容を含む入出力命令をチャネルに
    転送し、 前記チャネルは、前記入出力命令制御語中の前記チャネ
    ルコマンド語アドレスを用いて前記主記憶装置から前記
    チャネルコマンド語を取出して、このチャネルコマンド
    語に指定された入出力動作を実行し、 前記チャネルが前記プロセッサに対して出力する前記入
    出力動作終了に伴なう入出力割込みと、他の割込み原因
    の割込後処理を規定する割込み制御のためのプロセッサ
    ブロックを前記プロセッサに対応して用意し、 前記プロセッサブロックは、入出力割込み時の優先順位
    を規定する割込みレベルを複数備え、前記入出力割込み
    レベル毎にチャネル状態語の格納先アドレスを前記プロ
    セッサブロック内で指定でき、 前記プロセッサブロック自体も前記プロセッサに対応し
    て前記主記憶装置への格納アドレスをソフトウェアによ
    り任意に指定することができ、前記入出力命令制御語と
    、前記チャネルコマンド語と、前記チャネル状態語と、
    前記プロセッサブロックとを前記ソフトウェアが論理ア
    ドレスを用いて前記主記憶装置の任意の位置に格納する
    ことができることを特徴とする入出力制御方式。
JP23877988A 1988-09-26 1988-09-26 入出力制御方式 Expired - Lifetime JPH0766357B2 (ja)

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