[其他]使用地址变换的数据处理系统

说明书

本发明涉及地址变换系统，特别涉及用于虚拟存储系统的地址变换系统。该虚拟存储系统需地址变换以实现对主存的访问。此项发明还特别简化了输入/输出设备对主存的访问。

在需要地址变换以便访问主存设备的虚拟存储系统中，一个基本的问题是决定地址变换的位置。

在传统实例中，例如在数字设备公司的VAX-11中（以下简称为VAX方法“VAX硬件手册”1980，202，203，206，207，316和317页）。如图1所示，中央处理单元（CPU）1输出的一个逻辑地址经CPU1的地址变换器2变换为物理地址，当输入/输出设备5无需CPU1的帮助直接访问存储设备3时，即在直接存储器访问（DMA）操作中，输入/输出设备5输出的逻辑地址经输入/输出地址变换器4变换为物理地址，如此获得的物理地址通过地址总线10提供给主存储器。

根据VAX方法，在使用大量输入/输出设备时，对每个输入/输出设备或设备组都需要一个专用变换器并将它们连结在输入/输出设备5和存储器地址总线10之间。

在如上所述的VAX方法中，如果访问存储设备的物理地址的地址变换是在每一输入/输出设备的出口实现的话，则需为每个输入/输出设备配备一个专用的地址变换器，这将引起由此而产生的成本问题。

作为VAX方法的改进，地址变换方法可认为是从图的系统配置中，将输入/输出地址变换器4撤除，从而使输入/输出设备一侧的成本降低，CPU1的地址变换器2仍然保留。

然而，在这一省去输入/输出设备的地址变换器而仅配置CPU1的地址变换器的方法中，主存的物理地址必须直接从每个输入/输出设备输出。结果，例如当涉及在磁盘单元和主存设备之间进行多个页面的数据传输时，存储设备3物理空间中连续的存储区域必须分配给磁盘以便于产生磁盘单元的地址。这导致虚拟存储系统的有利特性不能得到有效的利用，其结果，意味着使用DMA的数据传输只能限于一页一页地操作。

输入/输出设备出口端没有地址变换器的数据处理系统的一个例子已在“MC68851页式存储管理单元的设计与实现”（IEEE    micro杂志，卷6，号2    1986年4月，13～18页，13页图1）一文中叙述。可参考USP4，550，386关于含地址变换计算机存储系统的结构。

本发明的目的是提供一地址变换系统，在此系统中每个输入/输出设备都可按逻辑地址访问存储设备，而无需为每个输入/输出设备配置地址变换器。大量的数据页面可在DMA操作中连续地传送。

为了实现这一目的，根据本发明，提供一数据处理系统，它包括一个中央处理单元，至少一个输入/输出设备，如磁带或转磁盘，一个存储设备，一条地址总线，第一地址变换装置，第二地址变换装置和地址选择装置，其中，中央处理单元的输出地址经第一地址变换装置变换后作为结果地址提供给地址总线，输入/输出设备的输出地址直接供给地址总线，地址总线上的地址传送给地址选择装置，地址选择装置有选择地将第一变换装置产生的送往总线的输出地址提供给存储设备;或通过第二地址变换装置将输入/输出设备产生的输出地址变换后获得的结果地址提供给存储设备。

根据本发明，对输入/输出设备产生的地址作变换的第二地址变换装置位于存储设备的入口端。因此，在每个输入/输出设备侧不再需要变换器。每个输入/输出设备输出的逻辑地址原封不动地提供给地址总线，即并不加以转换，尔后由位于存储设备之前的第二地址变换装置变换为物理地址，以作为对存储设备的访问地址。经第一地址变换装置由CPU提供的物理地址和由输入/输出设备直接产生的逻辑地址在地址总线上同时存在。这些地址仅需按如下方式分离，总线上的地址空间予先分为CPU的地址空间和输入/输出设备的地址空间，从而地址选择装置对地址的选择取决于地址总线上予先已确定的地址位的值。

以下的评述及相配合的图示将对目前的发明作一清晰的说明。

图1表示采用先有技术地址变换方法的数据处理系统的示意框图。

图2表示根据本发明实施例的一个数据处理系统的框图。

图3为解释地址空间配置的说明图。

图4为用于详细解释CPU的地址变换器的示意图。

图5是详细表示基本部分的示意图。该基本部分包括基于目前发明的另一实施方案的数据处理系统的输入/输出地址变换部分。

图6为图5中实施方案的框图。

本发明的实施方案及其对应图示的描述如下。