عدد البيانات الرئيسية

📅 آخر تحديث: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

تُعدّ بيانات مفتاح العد ( CKD ) تنسيقًا لتسجيل البيانات على أجهزة التخزين ذات الوصول المباشر (DASD)، وقد طُرح عام 1964 من قِبل شركة IBM مع نظامها IBM System/360، ولا يزال يُستخدم حتى اليوم في أجهزة IBM المركزية. وهو تنسيق مُعرّف ذاتيًا، حيث يُمثّل كل سجل بيانات بمنطقة عد تُحدّد السجل وتُوفّر عدد البايتات في منطقة مفتاح اختيارية ومنطقة بيانات اختيارية. وهذا يختلف عن الأجهزة التي تستخدم حجم قطاع ثابت أو مسار تنسيق منفصل.

يشير مصطلح بيانات مفتاح العد (CKD) أيضًا إلى مجموعة أوامر القناة (تُعرف مجتمعةً باسم كلمات أوامر القناة، CCWs) التي يُنشئها حاسوب IBM المركزي لتنفيذها بواسطة نظام DASD الفرعي الذي يستخدم تنسيق تسجيل CKD. [ 1 ] وقد خضعت المجموعة الأولية من كلمات أوامر القناة CKD، التي طُرحت عام 1964، لتحسينات وتطويرات كبيرة حتى تسعينيات القرن الماضي.

تنسيق مسار CKD

مخطط كتلي لتنسيق مسار بيانات مفتاح العد المستخدم في أجهزة الكمبيوتر المركزية من شركة IBM بدءًا من شحنة S/360 في عام 1965

يُستخدم تنسيق مسار CKD للسماح بتفاوت أطوال حقول البيانات. كل كتلة بيانات مُسجلة على مسار DASD، تُسمى سجلًا، لها حقل عدّ مُرتبط بها يُحدد السجل ويُشير إلى حجم المفتاح، إن وُجد (يُحدده المستخدم حتى 255 بايت)، وحجم منطقة البيانات، إن وُجد. [ 2 ] [ ب ] يحتوي حقل العدّ على مُعرّف السجل [ ج ] بتنسيق رأس الأسطوانة-السجل، وطول المفتاح، وطول البيانات. قد يُحذف المفتاح أو يتكون من سلسلة من الأحرف.

يُشار إلى بداية المسار عند اكتشاف علامة الفهرس (نقطة الفهرس). ... يتم التعرف على العلامة تلقائيًا بواسطة جهاز استشعار خاص. [ 3 ] : 5 يلي علامة الفهرس عنوان البداية ، الذي يُشير إلى موقع هذا المسار على القرص، ويحتوي على معلومات تحكم أخرى داخلية لوحدة التحكم. يلي عنوان البداية فاصل ثابت الطول. بعد ذلك، يحتوي كل مسار على السجل 0 (R0)، وهو سجل وصف المسار، المصمم لتمكين نقل محتوى المسار بالكامل إلى مسارات بديلة في حال تلف جزء من المسار الأساسي. [ 3 ] : 7 يلي R0 سجلات البيانات، مفصولة بفواصل. [ 3 ] : 9

بسبب الفجوات والمعلومات الأخرى، تكون المساحة المسجلة أكبر من المساحة المطلوبة لبيانات العد أو البيانات الرئيسية أو بيانات المستخدم فقط. توفر شركة IBM "بطاقة مرجعية" لكل جهاز، يمكن استخدامها لحساب عدد السجلات لكل مسار لأحجام مختلفة لحقول المفاتيح والبيانات، ولتحسين سعة الجهاز. [ 4 ] لاحقًا، كُتبت برامج لإجراء هذه الحسابات. ولأن السجلات لا تُقسّم عادةً بين المسارات، فإن تحديد حجم سجل غير صحيح يُسبب مشاكل.

في أغلب الأحيان، يُحذف المفتاح ويُحدد موقع السجل تسلسليًا أو عن طريق عنونة رأس الأسطوانة مباشرةً. إذا كان المفتاح موجودًا، فهو أي بيانات تُستخدم للعثور على السجل، وعادةً ما يُستخدم مفتاح البحث المتساوي أو مفتاح البحث العالي أو مفتاح البحث المتساوي عكس اتجاه عقارب الساعة. يمكن تحديد موقع المفتاح (وبالتالي السجل) عبر أوامر الأجهزة. [ 5 ] منذ طرح نظام IBM System/360 في عام 1964، استخدمت جميع وحدات التخزين المباشر للأنظمة الكبيرة والمتوسطة من IBM تقريبًا تنسيق سجل بيانات مفتاح العد. [ 6 ]

تتمثل مزايا تنسيق سجل بيانات مفتاح العد فيما يلي:

  • يمكن مطابقة حجم السجل تمامًا مع أحجام كتل بيانات التطبيق
  • يمكن تقليل متطلبات وحدة المعالجة المركزية والذاكرة عن طريق استغلال أوامر مفتاح البحث.
  • كانت الأنظمة الفرعية لـ IBM CKD تعمل في البداية بشكل متزامن مع قناة النظام، ويمكنها معالجة المعلومات في الفجوات بين الحقول المختلفة، مما يحقق أداءً أعلى من خلال تجنب نقل المعلومات بشكل زائد إلى المضيف. [ 6 ] وتدعم الأنظمة الفرعية اللاحقة كلاً من العمليات المتزامنة وغير المتزامنة. [ 6 ]

أدى انخفاض أسعار وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وزيادة سرعات الأجهزة والواجهات إلى إلغاء مزايا CKD إلى حد ما، ولم يتم الاحتفاظ بها إلا لأن نظام التشغيل z/OS من IBM لا يدعم بشكل كامل الواجهات الموجهة نحو القطاعات.

في الأصل، كانت سجلات CKD مرتبطة بشكل مباشر بمسار فعلي لجهاز DASD؛ ومع ذلك، بمرور الوقت أصبحت السجلات افتراضية بشكل متزايد بحيث لم يعد هناك في أجهزة IBM الرئيسية الحديثة أي ارتباط مباشر بين معرف سجل CKD والتخطيط الفعلي للمسار.

أنظمة التخزين المباشر CKD الفرعية من IBM

التغليف

عمليات الإدخال/الإخراج لنظامي IBM S/360 وS/370 لوحدة تخزين CKD DASD، مع عرض القناة ووحدة التحكم في التخزين وجهاز DASD.

في البداية، كان هناك توافق كبير بين التصور المنطقي لعمليات الوصول إلى وحدة التخزين المباشر (DASD) والمواصفات المادية الفعلية، كما هو موضح في الرسم التوضيحي. وكانت تُلصق عادةً ملصقات مكونة من ثلاثة أرقام [ d ] لتحديد عنوان القناة ووحدة التحكم والجهاز.

في الأنظمة منخفضة التكلفة، كان يتم دمج القناة ووحدة التحكم بشكل فعلي في كثير من الأحيان، لكنهما يظلان منفصلين منطقيًا. أما استراتيجية التوصيل الجديدة من IBM [ 7 ]، التي بدأت مع طراز 3830 2 في عام 1972، فقد فصلت وحدة التحكم في النظام (SCU) فعليًا إلى كيانين ماديين: موجه ووحدة تحكم، مع الحفاظ على تطابقهما منطقيًا. تتولى وحدة التحكم تهيئة مسار CKD، وتُرفق مع أول محرك أقراص أو محركات أقراص في سلسلة من محركات الأقراص، ويحمل رقم طراز يبدأ بالحرف "A"، ويُسمى "وحدة A" (أو "صندوق A") كما في طراز 3350 A2 الذي يحتوي على وحدة تحكم ومحركي أقراص DASD. أما محركات أقراص DASD التي لا تحتوي على وحدة تحكم، أي وحدات B، فيبدأ رقم طرازها بالحرف "B".

قدمت شركة IBM ومنافسوها المتوافقون معها أنظمة CKD الفرعية [ هـ ] ووحدات التوجيه حتى عام 1996 على الأقل (من طراز 2301 إلى 3390، الطراز 9)؛ [ 8 ] بإجمالي 22 وحدة تخزين DASD فريدة [ و ] قدمتها IBM، مُهيأة في 35 تكوينًا مختلفًا على الأقل للأنظمة الفرعية . وقدمت الشركات المتوافقة معها العديد من وحدات DASD نفسها، بما في ذلك 4 أنظمة CKD فرعية تتميز بوحدات DASD فريدة. [ ز ]

برمجة

يخضع الوصول إلى فئات محددة من أجهزة الإدخال/الإخراج بواسطة حاسوب IBM المركزي لسيطرة كلمات أوامر القناة (CCWs)، بعضها عام (مثل "لا عملية")، بينما العديد منها خاص بنوع جهاز الإدخال/الإخراج (مثل "قراءة عكسية" لمحرك الأشرطة ). وتنقسم مجموعة كلمات أوامر القناة التي حددتها IBM لوحدات التخزين المباشر (DASD) إلى خمس فئات رئيسية:

  • التحكم – التحكم في وحدة التخزين المباشر (DASD) بما في ذلك المسار المؤدي إليها 
  • الاستشعار – حالة استشعار وحدة التخزين المباشر (DASD) بما في ذلك المسار إليها؛ تؤثر بعض أوامر الاستشعار على حالة وحدة التحكم ووحدة التخزين المباشر بطريقة تتوافق مع أوامر التحكم، مثل: RESERVE وRELEASE. 
  • الكتابة - كتابة المعلومات إلى وحدة التحكم أو وحدة التخزين المباشر (والتي قد يتم تخزينها مؤقتًا أو تخزينها في المسار) 
  • البحث [ h ] – مقارنة المعلومات من وحدة المعالجة المركزية مع المعلومات المخزنة في DASD؛ تعمل القناة في وضع الكتابة بينما تعمل وحدة التخزين في وضع القراءة. 
  • القراءة - قراءة المعلومات من وحدة التخزين المباشر (والتي قد تكون مخزنة مؤقتًا أو مخزنة في المسار) 

تُعدّ وحدات التحكم في الوصول (CCWs) الخاصة بـ CKD مجموعةً محددةً من وحدات التحكم في الوصول (CCWs) المستخدمة للوصول إلى الأنظمة الفرعية DASD الخاصة بـ CKD. وهذا يختلف عن وحدات التحكم في الوصول (CCWs) الخاصة ببنية الكتل الثابتة (FBA) والتي تُستخدم للوصول إلى الأنظمة الفرعية DASD الخاصة ببنية الكتل الثابتة (FBA) .

تُعنون وحدات التخزين المباشر DASD من نوع CKD بنفس طريقة عنونة أجهزة الإدخال/الإخراج الأخرى؛ أما في نظامي System/360 وSystem/370، فتُعنون مباشرةً عبر القنوات ووحدات التحكم المرتبطة بها [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] (وحدة التحكم بالتخزين SCU)، باستخدام ثلاثة أرقام سداسية عشرية مبدئيًا، رقم واحد للقناة ورقمان لوحدة التحكم والجهاز، مما يوفر عنونة لما يصل إلى 16 قناة، وما يصل إلى 256 آلية وصول لوحدات DASD لكل قناة، وإجمالي 4096 عنوانًا لوحدات DASD. تستخدم أجهزة IBM الرئيسية الحديثة أربعة أرقام سداسية عشرية كرقم قناة فرعية عشوائي ضمن مجموعة فرعية من نظام القناة، والتي يشمل تعريفها القنوات الفعلية ووحدات التحكم والجهاز، مما يوفر عنونة لما يصل إلى 65536 وحدة DASD لكل مجموعة فرعية من نظام القناة. عمليًا، حدّت القيود المادية والتصميمية للقناة ووحدات التحكم من الحد الأقصى لعدد وحدات DASD المتصلة بالنظام إلى عدد أقل من العدد الذي يمكن عنونته.

تحديد حجم الكتلة

كان أحد جوانب تصميم الأنظمة تحديد الأحجام المثلى للكتل (السجلات الفعلية) لمجموعات البيانات، مع العلم أن "الأمثل" غالبًا ما كان يمثل مفاضلة بين استخدام القرص الصلب ومساحة التخزين الرئيسية. وتم وصف سعة جهاز DASD بجدول على بطاقة مرجعية صغيرة الحجم خاصة بجهاز معين. فيما يلي مثال لجهاز 2311-1 [ 12 ]

سعة وحدة التخزين المباشر (DASD) ووقت الإرسال
الحد الأدنى - الحد الأقصى لعدد البايتات في السجلعدد السجلات لكل مسار-أسطوانة-وحدةزمن الإرسال (مللي ثانية) الحد الأدنى - الحد الأقصى
5-642–420–840000.03–0.04
7-841–410–820000.04–0.05
.........
812–11113-30-60005.21–7.12
1112–17202-20-40007.13–11.03
1721–36051-10-200011.03–23.11

عادةً ما تُهدر أي مساحة على المسار أصغر من أن تتسع لكتلة كاملة. باستخدام كتل بحجم 6 بايت، يمكن للمسار استيعاب 42×6 أو 252 بايت، بينما مع سجلات بحجم 3605 بايت (تغطية المسار بالكامل)، يمكن للمسار استيعاب 3605 بايت. من ناحية أخرى، لا يزال يتم كتابة سجل بحجم 1721 بايت مرة واحدة لكل مسار. يتم تحقيق الاستخدام الأمثل للقرص باستخدام حجم كتلة بعدد صحيح من السجلات قريب قدر الإمكان من 1720 أو 3605 بايت (نصف مسار أو مسار كامل) ولكنه أقل منهما. ومع ذلك، يجب موازنة ذلك مع استخدام الذاكرة الرئيسية، حيث يحتاج البرنامج الذي يحتوي على عدد من الملفات المفتوحة إلى مساحة تخزين مؤقتة لكتلة أو كتلتين لكل ملف.

يصف هذا المخطط السجلات التي لا تحتوي على مفاتيح. ولأن المفاتيح تتطلب مساحة إضافية على القرص، فقد تم استخدام مخطط منفصل.

تمت كتابة برامج تقبل حجم السجل المطلوب ونوع الجهاز كمدخلات وتقوم بحساب أحجام الكتل المثلى. [ 13 ]

مجموعة الميزات الأولية لمرض الكلى المزمن

تضمنت مجموعة الميزات الأولية التي قدمتها شركة IBM مع طرحها لتنسيق مسار CKD وCCWs المرتبطة به في عام 1964 ما يلي:

  • المسار المعيب/البديل - يتيح استبدال المسار المعيب بمسار بديل دون أن يؤثر ذلك على طريقة الوصول المستخدمة. 
  • تجاوز سعة السجل - المعروف أيضًا بتجاوز سعة المسار - يمكن لوحدة الكتابة الخاصة بالعدد والمفتاح والبيانات (CCW) كتابة جزء من سجل يُعتبر منطقيًا جزءًا من سجل آخر على المسار التالي. وبينما لا يمكن أن يتجاوز طول جزء السجل الواحد الحد الأقصى لطول مسار وحدة التخزين المباشر للقرص (DASD) [ 14 ] ، فإن سلسلة أجزاء السجلات لا تخضع لهذا القيد.  
  • عمليات متعددة المسارات – يمكن لقطارات CCW محددة أن تستمر على المسارات المتسلسلة التالية حتى نهاية الأسطوانة. [ 14 ] 
  • ربط الأوامر – يمكن ربط أوامر التحكم في القناة (CCWs) معًا لإنشاء برامج قنوات معقدة. توفر الفجوات في تنسيق مسار CKD وقتًا كافيًا بين الأوامر بحيث يمكن تنفيذ جميع أنشطة القناة ووحدة التحكم في النظام (SCU) اللازمة لإكمال أمر ما في الفجوة بين الحقول المناسبة. [ 15 ] يمكن لهذه البرامج البحث في كمية كبيرة من المعلومات المخزنة على وحدة تخزين البيانات المباشرة (DASD)، وعند الانتهاء بنجاح، تُعيد البيانات المطلوبة فقط، مما يُحرر موارد وحدة المعالجة المركزية (CPU) لأنشطة أخرى. [ 16 ] تم لاحقًا تحسين نمط التشغيل المتزامن مع الفجوة بإضافة أوامر تحكم في القناة (CCWs) إضافية تُتيح نمط تشغيل غير متزامن . 
  • ربط البيانات – عندما يقرأ أو يكتب CCW الحالي عددًا محددًا من البايتات، فإن ربط البيانات "يؤدي إلى استخدام مساحة التخزين الخاصة بـ CCW التالي مع عملية الإدخال/الإخراج الحالية. يتيح استخدام ربط البيانات نقل البيانات من وإلى مناطق تخزين غير متجاورة في عملية إدخال/إخراج واحدة." [ 17 ] [ 18 ] 
  • تبديل القنوات – يمكن مشاركة وحدة التحكم في النظام (SCU) بين القنوات – في البداية، تم توفير تبديل قناتين، ثم تم توسيعه ليشمل ما يصل إلى ثماني قنوات في وحدات التحكم اللاحقة. يمكن أن تكون القنوات على نفس وحدة المعالجة المركزية أو على وحدات معالجة مركزية مختلفة.  

تم توفير مجموعة ميزات المسح الضوئي أيضًا ولكن لم يتم الاستمرار في استخدامها في الأنظمة الفرعية المستقبلية لأمراض الكلى المزمنة بعد عام 2314.

قامت 41 شركة CCW بتطبيق مجموعة الميزات التالية:

أوامر قناة IBM S/360 DASD [ 19 ]
فئة القيادةيأمر‡2301 [ 20 ]2302 [ 14 ]2303 [ 14 ] 7320 [ 21 ] [ i ]2311 [ 14 ]2321 [ 14 ]2314 2319 [ 22 ]MT OffMT On †طول العد
يتحكملا يوجد خيارSSSSSS03
يطلبSSSSSS076
ابحث عن الأسطوانةSSSSSS0B6
ابحث عن الرأسSSSSSS1ب6
تعيين قناع الملفSSSSSS1F1
عدد المساحاتSSSSSS0 فهرنهايت3
إعادة المعايرةSS13ليس صفرًا
يعيدS17ليس صفرًا
حاسةاستشعار الإدخال/الإخراجSSSSSS046
جهاز التحريريايايايايايا946
جهاز احتياطيياياياياياياب٤6
يبحثعنوان المنزل EQSSSSSS39B94 (عادةً)
المعرف يساويSSSSSS31ب15 (عادةً)
المعرف HISSSSSS51D15 (عادةً)
المعرف EQ أو HISSSSSS71FI5 (عادةً)
معادل الصوت الرئيسيSSSSSS29A9من 1 إلى 255
مفتاح HISSSSSS49C9من 1 إلى 255
مفتاح EQ أو HISSSSSS69E9من 1 إلى 255
مفتاح وبيانات EQياياياSثنائي الأبعادإعلانانظر الملاحظة 2
مفتاح وبيانات HIياياياSرباعي الأبعادقرص مضغوطانظر الملاحظة 2
مفتاح وبيانات EQ أو HIياياياS6DEDانظر الملاحظة 2
متابعة المسح (انظر الملاحظة 1)  ابحث عن الذكاء العاطفيياياياS25A5انظر الملاحظة 2
ابحث عن هاوايياياياS45C5انظر الملاحظة 2
ابحث عن HI أو EQياياياS65E5انظر الملاحظة 2
مقارنة المجموعاتياياياS35ب5انظر الملاحظة 2
مقارنة المجموعاتياياياS75F5انظر الملاحظة 2
لا مثيل لهاياياياS55D5انظر الملاحظة 2
يقرأعنوان المنزلSSSSSS1أ9أ5
عددSSSSSS12928
السجل 0SSSSSS1696عدد البايتات المنقولة
بياناتSSSSSS0686
المفتاح والبياناتSSSSSS0E8E
العد. المفتاح والبياناتSSSSSS1E9E
الدوري الهندي الممتازSSSSSS02
يكتبعنوان المنزلSSSSSS195 (عادةً)
السجل 0SSSSSS158 كيلولتر من التناضح العكسي
العد، المفتاح والبياناتSSSSSS1D8+KL+DL
عدد خاص، مفتاح وبياناتSSSSSS018+KL+DL
بياناتSSSSSS05DL
المفتاح والبياناتSSSSSS0DKL*DL
مسحSSSSSS118*KL*DL
إجمالي عدد الأسلحة المخفية41303930404040

ملحوظات:

O = ميزة اختيارية
S = ميزة قياسية
MT = متعدد المسارات: عند دعمه، سيستمر التشغيل عكس اتجاه عقارب الساعة على الرؤوس التالية بالتسلسل حتى نهاية الأسطوانة
‡ = TIC (نقل القناة) والأوامر القياسية الأخرى غير المعروضة.
† = نفس رمز MT Off باستثناء ما هو مذكور
1. ميزة فحص الملفات (9 CCWs) متوفرة فقط في 2841 للطرازات 2302 و2311 و2321؛ لم تكن متوفرة في وحدات التحكم DASD اللاحقة للطرازات DASD الأحدث من 2314.
2. يُمثل Count عدد البايتات في وسيط البحث، بما في ذلك بايتات القناع.

كانت عمليات CCW تُنفذ في البداية بواسطة نوعين من وحدات التحكم بالأنظمة (SCU) المتصلة بقنوات الاختيار عالية السرعة للنظام . تحكمت وحدة التحكم 2820 [ 20 ] في وحدة الأسطوانة 2301، بينما تحكمت وحدة التحكم 2841 [ 14 ] في مجموعات من وحدة تخزين القرص 2302 ، ومحرك الأقراص 2311 ، وخلية البيانات 2321 ، و/أو وحدة تخزين الأسطوانة 7320. وسرعان ما استبدلت شركة IBM وحدة 7320 بوحدة 2303 الأسرع والأكبر.

بعد ذلك، تم تطبيق مجموعة الميزات على عائلة 2314 من وحدات التحكم في التخزين وملحق متكامل لنظام 370 موديل 25 .

يقرأ المثال التالي لبرنامج قناة [ 22 ] سجلاً على القرص مُحدداً بواسطة حقل مفتاح. المسار الذي يحتوي على السجل والقيمة المطلوبة للمفتاح معروفان. ستبحث وحدة التحكم في التخزين (SCU) في المسار للعثور على السجل المطلوب. في هذا المثال، تشير <> إلى أن برنامج القناة يحتوي على عنوان التخزين للحقل المحدد.

 ابحث عن <رقم الأسطوانة/الرأس> ابحث عن المفتاح يساوي <قيمة المفتاح> TIC *-8 العودة إلى البحث إذا لم يكن متطابقًا اقرأ البيانات <buffer>
سيؤدي نقل البيانات في القناة (TIC) إلى انتقال برنامج القناة إلى أمر البحث (SEARCH) حتى يتم العثور على سجل بمفتاح مطابق (أو نهاية المسار). عند العثور على سجل بمفتاح مطابق، ستُضيف وحدة التحكم في النظام (SCU) مُعدِّل الحالة (Status Modifier) ​​إلى حالة القناة، مما يؤدي إلى تخطي القناة لعملية نقل البيانات في القناة (TIC CCW)؛ وبالتالي لن ينتقل برنامج القناة وستنفذ القناة أمر القراءة (READ).

تحسينات على قنوات مُضاعِف الإشارات الكتلية

تم تقديم قناة مُضاعِف الكتل بدءًا من عام 1971 في بعض أنظمة System/360 المتطورة جنبًا إلى جنب مع وحدة التحكم 2835 ووحدة التخزين المباشر 2305 المرتبطة بها، [ 23 ] أصبحت هذه القناة بعد ذلك قياسية في أنظمة IBM System/370 والحواسيب المركزية اللاحقة؛ وبالمقارنة مع قناة المُحدِّد السابقة، فقد قدمت تحسينات في الأداء للأجهزة عالية السرعة مثل وحدات التخزين المباشر، بما في ذلك:

طلبات متعددة

يسمح هذا النظام بتشغيل برامج قنوات متعددة في آنٍ واحد في المنشأة [ 23 ] ، بدلاً من قناة واحدة فقط مع قناة التحديد. يعتمد العدد الفعلي للقنوات الفرعية المتاحة على طراز النظام وتكوينه. [ 24 ] يُوصف هذا النظام أحيانًا بتسلسل الأوامر المنفصلة، ​​حيث يمكن لوحدة التحكم أن تفصل في أوقات مختلفة أثناء تنفيذ سلسلة من أوامر CCW، على سبيل المثال، فصل أمر Seek CCW، مما يتيح استخدام القناة لقناة فرعية أخرى.

إعادة محاولة الأمر

يمكن لوحدة التحكم في القناة ووحدة التحكم في التخزين، في ظل ظروف معينة، أن تتفاعل معًا لإعادة محاولة تنفيذ أمر عكس اتجاه عقارب الساعة دون انقطاع في عمليات الإدخال/الإخراج. [ 23 ] يتم بدء هذا الإجراء بواسطة وحدة التحكم في التخزين ويُستخدم للتعافي من الأخطاء القابلة للتصحيح.

استشعار الوضع الدوراني

تم تطبيق استشعار الموضع الدوراني (RPS) باستخدام محركين جديدين عكس اتجاه عقارب الساعة، وهما SET SECTOR وREAD SECTOR، مما مكّن القناة من تأخير تنفيذ الأوامر حتى يدور القرص إلى موضع زاوي محدد. يسمح RPS بفصل القناة خلال معظم فترة التأخير الدوراني، وبالتالي يساهم في زيادة استغلال القناة. تقوم وحدة التحكم بتنفيذ RPS عن طريق تقسيم كل مسار إلى أجزاء زاوية متساوية. [ 23 ]

مثال على برنامج قناة

سيقوم برنامج القناة التالي بتهيئة مسار باستخدام R0 وثلاثة سجلات CKD. [ 23 ]

 ابحث عن <رقم الأسطوانة/الرأس> تعيين قناع الملف <السماح بعمليات الكتابة> تحديد القطاع <رقم القطاع=0> اكتب R0 <cylinder/head/R0, key length=0, data length=6> اكتب CKD <cylinder/head/R1، طول المفتاح، طول البيانات> اكتب CKD <cylinder/head/R2, key length, data length> اكتب CKD <cylinder/head/R3، طول المفتاح، طول البيانات>

في هذا المثال، يتوافق السجل 0 مع معايير برمجة IBM. مع قناة مُضاعِف الكتل، تكون القناة متاحة أثناء بحث وحدة التخزين المباشر للقرص (DASD)، وكذلك أثناء دوران القرص إلى بداية المسار. أما قناة المُحدِّد، فستكون مشغولة طوال مدة تشغيل هذا البرنامج التجريبي.

تخطي العيوب

تتيح خاصية تخطي العيوب كتابة البيانات قبل وبعد عيب سطحي واحد أو أكثر [ k ]، مما يسمح باستخدام المسار بأكمله باستثناء الجزء الذي يحتوي على العيب. كما أنها تلغي الوقت الذي كان يُستغرق سابقًا للبحث عن مسار بديل. [ 25 ] كان عدد العيوب التي يمكن تخطيها محدودًا، لذا ظلت المسارات البديلة مدعومة لتلك المسارات التي تحتوي على عيوب زائدة.

تم إدخال خاصية تخطي العيوب في عام 1974 مع جهاز 3340 المتصل عبر وحدة التحكم في التخزين طراز 3830 2 [ 25 ] أو الملحقات المدمجة في الأنظمة الصغيرة. وكانت خاصية تخطي العيوب ميزة حصرية للمصنع حتى عام 1981 عندما تم إصدار وحدات التحكم في إدارة الأعطال (CCWs) مع الأدوات المساعدة المرتبطة بها. [ 26 ]

المسارات الديناميكية

تم تقديم هذه الميزة لأول مرة مع وحدة التخزين 3380 DASD في وحدة التحكم بالتخزين 3880 [ 27 ] عام 1981، ثم أُضيفت لاحقًا إلى أنظمة CKD DASD الفرعية. تتحكم وظيفة اختيار المسار الديناميكي في تشغيل وحدتي التحكم، بما في ذلك نقل البيانات المتزامن عبر المسارين. وعندما يدعم نظام التشغيل هذه الميزة، يمكن لكل وحدة تحكم أن تعمل كمسار بديل في حال تعطل وحدة التحكم الأخرى. [ 28 ]

تُستخدم ثلاثة أوامر إضافية، وهي تعيين مُعرّف مجموعة المسار، واستشعار مُعرّف مجموعة المسار، وتعليق إعادة الاتصال متعدد المسارات، لدعم ربط طرازات 3380 التي تحتوي على وحدتي تحكم في بداية السلسلة. [ 27 ]

يُتيح أمر "تعيين مُعرّف مجموعة المسار"، مع وظيفة اختيار المسار الديناميكي (DPS)، مرونةً أكبر في العمليات على الأجهزة المحجوزة. بمجرد إنشاء مجموعة مسار لجهاز ما، يُمكن الوصول إليه عبر أي مسار ينتمي إلى المجموعة المحجوزة له. إضافةً إلى ذلك، في أنظمة 370-XA التي تُعيّن بت وضع المسارات المتعددة في بايت التحكم بالوظيفة (البايت 0) إلى 1، ستحدث عمليات إعادة الاتصال بتقنية تعدد الإرسال على أول مسار مُتاح ينتمي إلى المجموعة التي بدأ برنامج القناة من خلالها (بغض النظر عن حالة حجز الجهاز). [ 27 ]

إذا كان المتحكم المحدد في عنوان الإدخال/الإخراج مشغولاً أو معطلاً، فإن اختيار المسار الديناميكي يسمح بإنشاء مسار بديل إلى الجهاز عبر موجه تخزين آخر والمتحكم الآخر في النموذج AA. [ 28 ]

التشغيل غير المتزامن

قبل طرح جهاز التوجيه 3880 عام 1981، كان الوصول إلى سجلات CKD يتم بشكل متزامن، وكانت جميع العمليات تتطلب إنهاء دورة CCW واحدة وبدء الدورة التالية في الفجوات بين حقول CKD. [ 15 ] فرض حجم الفجوة قيودًا على طول الكابل، ولكنه وفر أداءً عاليًا جدًا نظرًا لإمكانية تنفيذ سلاسل معقدة من دورات CCW بواسطة النظام الفرعي في الوقت الفعلي دون استخدام ذاكرة وحدة المعالجة المركزية أو دوراتها.

أدى التشغيل غير المتزامن الذي توفره مجموعة CKD الموسعة ("ECKD") من أذرع التحكم العكسية إلى إزالة قيد توقيت الفجوة. [ 15 ] أذرع التحكم العكسية الخمسة الإضافية في ECKD هي: تحديد النطاق، وتحديد موقع السجل، وكتابة بيانات التحديث، وكتابة مفتاح التحديث والبيانات، وكتابة المسار التالي لـ CKD. [ 27 ]

في التشغيل غير المتزامن، لا يتزامن نقل البيانات بين القناة ووحدة التحكم في التخزين مع نقل البيانات بين وحدة التحكم في التخزين والجهاز. يمكن تنفيذ برامج القناة بحيث لا تتطلب أنشطة القناة ووحدة التحكم في التخزين اللازمة لإنهاء تنفيذ أمر ما والانتقال إلى الأمر التالي حدوثها خلال الفجوة الزمنية بين حقلين متجاورين. يسمح مخزن مؤقت وسيط في وحدة التحكم في التخزين بإجراء عمليات مستقلة بين القناة والجهاز. من أهم مزايا كابلات ECKD طولها الكبير؛ إذ قد يُحسّن ذلك الأداء، وذلك بحسب التطبيق. [ 15 ]

يتم دعم ECKD CCWs في جميع الأنظمة الفرعية اللاحقة لـ CKD.

يقرأ برنامج القناة غير المتزامنة هذا السجلين R1 وR2 من المسار X'0E' في الأسطوانة X'007F'. يبلغ طول مفتاح كلا السجلين 8 بايت، بينما يبلغ طول بياناتهما X'64' (100 × 10 ) بايت. [ 27 ]

 تحديد النطاق <extent= X'007F 0000' عبر المسار X'0081 000E'> حدد موقع السجل <cylinder = X'007F', head = X'000E' قراءة المفتاح والبيانات <key record = X'001038'> قراءة البيانات <record = X'001108'>

التخزين المؤقت

تم تقديم تقنية التخزين المؤقت لأول مرة في الأنظمة الفرعية S/370 DASD CKD بواسطة شركتي ميموركس [ 29 ] (1978) وستوريدج تيك [ 1 ] (1981). ثم قدمت شركة آي بي إم لاحقًا مخزن مطابقة السرعة (SMB) في طرازي 3880 2 و3 [ 27 ] للسماح بتوصيل محركات الأقراص 3375 و3380 بقنوات أبطأ، وقدمت رسميًا تقنية التخزين المؤقت في أواخر عام 1981 في طراز 3880 13 لطرازات 3380 المزودة بمسار ديناميكي. [ م ]

تُدار ذاكرة التخزين المؤقت ديناميكيًا بواسطة خوارزمية؛ حيث يتم الوصول إلى البيانات ذات النشاط العالي من ذاكرة التخزين المؤقت عالية الأداء، بينما يتم الوصول إلى البيانات ذات النشاط المنخفض من وحدة تخزين DASD الأقل تكلفة. تُقسّم ذاكرة التخزين المؤقت، وهي ذاكرة كبيرة في المدير، إلى خانات مسارات تخزن البيانات من 3380 مسارًا. يوجد أيضًا دليل أصغر يحتوي على مدخلات تُتيح تحديد موقع البيانات في ذاكرة التخزين المؤقت. [ 30 ]

كما تم توفير ذاكرة تخزين مؤقتة في عناصر التحكم في التخزين التي تم إدخالها لاحقاً.

ملحقات أخرى

بمرور الوقت، تم تطبيق عدد من وحدات التحكم في المسار، والتشخيص، و/أو استعادة الأخطاء على وحدة تحكم تخزين واحدة أو أكثر. على سبيل المثال:

  • يسمح نظام الحجز غير المشروط بتحرير جهاز محجوز لقناة أخرى وحجز الجهاز للقناة التي أصدرت الأمر.
  • تتيح قراءة بيانات مفتاح العد المتعدد قراءة المسارات الكاملة بكفاءة أكبر مما يسمح بإجراء نسخ احتياطية أكثر فعالية.

ما وراء النظام/370

أدى انخفاض أسعار وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وزيادة سرعات الأجهزة والواجهات إلى إلغاء مزايا CKD إلى حد ما، ويستمر الدعم من قبل IBM حتى يومنا هذا لأن نظام التشغيل الرائد z/OS لا يزال يستخدم CKD CCWs للعديد من الوظائف.

في الأصل، كانت سجلات CKD تُطابق مسارًا فعليًا واحدًا لوحدة تخزين DASD؛ إلا أنه مع مرور الوقت، أصبحت هذه السجلات افتراضية بشكل متزايد، بحيث لم يعد هناك في الحواسيب المركزية الحديثة من IBM تطابق مباشر بين مُعرّف سجل CKD والتخطيط الفعلي للمسار. يقوم الحاسوب المركزي من IBM بإنشاء صور مسارات CKD في الذاكرة، ثم يُنفّذ برامج قنوات ECKD وCKD على هذه الصور. وللربط بين الأقراص ذات الحجم الثابت للكتل وتنسيق سجلات ECKD/CKD ذي الطول المتغير، تُربط صور مسارات CKD في الذاكرة بسلسلة من الكتل الثابتة المناسبة للنقل من وإلى نظام فرعي للأقراص FBA. [ 31 ]

من بين 83 جهاز CKD CCW تم تنفيذها لقنوات System/360 و System/370، تمت محاكاة 56 جهازًا على System/390 والأنظمة اللاحقة. [ 31 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ في أغلب الأحيان يكون محرك أقراص صلبة.
  2. ↑ طول البيانات 0 يشير إلى نهاية الملف
  3. ↑ نظرًا لأن الأسطوانات ذات أطوال متغيرة ولأن رقم الأسطوانة على المسار ليس بالضرورة أن يكون فريدًا، فإن رقم الأسطوانة لا يتوافق مع الإزاحة الزاوية.
  4. ↑ في بعض وحدات التخزين المباشر القديمة، كانت العلامة موجودة على قابس يسمح بنقل العنوان بين وحدات التخزين المباشر
  5. ↑ هذا هو مزيج من وحدة التحكم في النظام (SCU) ووحدة تخزين بيانات رقمية واحدة أو أكثر (DASDs) أو وحدة A مع أي وحدات B متصلة بها.
  6. ↑ مزيج فريد من عدد المسارات وأقصى طول للمسار. وفقًا لهذا التعريف، يُعتبر قرص DASD ذو الكثافة المزدوجة قرص DASD فريدًا.
  7. ↑ كثافة مزدوجة 2314، كثافة ثلاثية 3330، كثافة مزدوجة 3350 وقرص الحالة الصلبة
  8. ↑ يكتب تقنياً
  9. ↑ حلّت الطائرة 2302 محل الطائرة 7230. داتاماشن، مارس 1966، ص 81
  10. ↑ في حالة الطراز 2305، يمكن تشغيل ما يصل إلى 8 برامج قنوات لنفس محرك الأقراص و16 برنامجًا على نفس وحدة التحكم في النظام (SCU).
  11. ↑ يختلف عدد العيوب التي يمكن تخطيها باختلاف طراز DASD
  12. ↑ STK 8890 CyberCache متوافق مع STK 3350
  13. ↑ تم الإعلان في الوقت نفسه عن جهاز 3880-11 الذي يستخدم ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به في وضع الترحيل، وأجهزة 3350 كأجهزة ترحيل.

مراجع

  1. ↑ مقدمة عن وحدة التحكم في التخزين IBM 3990 - الطبعة السادسة . IBM. فبراير 1994. GA32-0098-05.
  2. ↑ "تخطيط وحدة التخزين وتنسيقات التسجيل على أجهزة CKD" . شركة IBM. 25 يناير 2024. تم الاطلاع عليه في 16 أبريل 2025 .
  3. ١ ٢ ٣ شركة آي بي إم (سبتمبر ١٩٦٩). وصف مكونات نظام IBM System/360، وحدة تخزين الوصول المباشر ٢٣١٤ ووحدة التحكم في التخزين المساعد ٢٨٤٤ (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ ٣٠ مارس ٢٠٢٠. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٥ ديسمبر ٢٠١٩ .
  4. ↑ شركة آي بي إم (نوفمبر 1973). سلسلة 3330 لتخزين الأقراص، طرازات 3333 1 و11، ملخص مرجعي لطرازات 3330 1 و2 و11 (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه في 5 ديسمبر 2019 .
  5. ↑ هوتيكامر، جيلبرت إي.؛ أرتيس، إتش. بات (1993). أنظمة الإدخال/الإخراج الفرعية MVS: إدارة التكوين وتحليل الأداء . نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-002553-0. OCLC 26096983 . 
  6. 1 2 3 "عمليات DASD المتزامنة". مقدمة إلى أنظمة التخزين ذات الوصول المباشر غير المتزامنة . شركة آي بي إم. يناير 1990. GC46–4519–0.
  7. ↑ "السرد التاريخي لسبعينيات القرن العشرين، الولايات المتحدة ضد شركة آي بي إم، المعروض رقم 14971" . يوليو 1980. ص 1051. 
  8. ↑ "وحدة تخزين ذات وصول مباشر * 22.7 جيجابايت، 12 محركًا" . مؤرشف من الأصل في 22 ديسمبر 2015.
  9. ↑ مبادئ تشغيل نظام IBM System/360 (ملف PDF) . IBM. عمليات الإدخال/الإخراج. GA22-6821-7.
  10. ↑ مبادئ تشغيل نظام IBM System/370 (ملف PDF) . IBM. عمليات الإدخال/الإخراج. GA22-7000-0.
  11. ↑ "الفصل 13. نظرة عامة على الإدخال/الإخراج". هندسة أنظمة المؤسسات من IBM / 370 مبادئ التشغيل (ملف PDF) . IBM. SA22-7000-0.
  12. ↑ "سعة وحدة التخزين المباشر ووقت النقل" (ملف PDF) . bitsavers . شركة IBM . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2025 .
  13. ↑ "CBT File001 - Directory" . cbttape.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2025 .
  14. 1 2 3 4 5 6 7 وصف مكونات نظام IBM System/360 - 2841 ووحدات التخزين المتصلة به (ملف PDF) . الطبعة الثامنة. IBM. ديسمبر 1969. GA26-5988-7. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 14 أكتوبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 ديسمبر 2015 .
  15. 1 2 3 4 مقدمة إلى أنظمة التخزين ذات الوصول المباشر غير المتزامن . شركة IBM. يناير 1990. GC26-4519-0.
  16. ↑ ج. بوزين (يونيو 1975). "بنية النظام الفرعي للإدخال/الإخراج". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 63 (6): 871. doi : 10.1109/PROC.1975.9852 . S2CID 68000 . 
  17. ↑ سبرينكل، تومي. "ملخص مرجعي لـ 370 I/O" . برمجة نظام MVS . تم الاسترجاع في 10 يناير 2026 .
  18. ↑ نص الطالب: مقدمة إلى بنية نظام IBM System/360 (ملف PDF) . شركة IBM. أبريل 1968. صفحة 22. تم الاطلاع عليه في 11 يناير 2026 . 
  19. ↑ مُستمد من بطاقة بيانات مرجعية لنظام IBM System/360 (الخضراء)، GX20-1703-9
  20. 1 2 وصف مكونات نظام IBM System/360 - وحدة التحكم في التخزين 2820 ووحدة تخزين الأسطوانة 2301 (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2015 .
  21. ↑ وصف مكونات نظام IBM System/360 - 2841 ووحدة التخزين المباشر المرتبطة بها (ملف PDF) . الطبعة الأولى. IBM. A26-5988-0.
  22. 1 2 وصف مكونات نظام IBM System/360، 2314 مرفق تخزين الوصول المباشر و2844 وحدة التحكم في التخزين المساعد (ملف PDF) (الطبعة السابعة )، نوفمبر 1971، GA26-3599-6 
  23. 1 2 3 4 5 دليل مرجعي لوحدة التحكم في التخزين IBM 2835 ووحدة التخزين ذات الرأس الثابت IBM 2305 (ملف PDF) . أكتوبر 1983. GA26-1589-5. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 ديسمبر 2015 .
  24. ↑ ج. كيتنر (نوفمبر 2007). "الإدخال/الإخراج - ورقة بيضاء" (ملف PDF) . شركة IBM. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 مارس 2016.
  25. 1 2 دليل مرجعي للطراز 3830 1. مارس 1974.
  26. ↑ "مرافق دعم الجهاز، دليل المستخدم والمراجع. الإصدار 4.0" (ملف PDF) . مايو 1981. الصفحات: 6، 46، 61، 87. 
  27. 1 2 3 4 5 6 دليل وصف طرازات التحكم في التخزين IBM 3880 1 و2 و3 و4 . IBM. سبتمبر 1987. القسم 4. GA26-1661-9.
  28. 1 2 وصف وحدة التخزين ذات الوصول المباشر IBM 3380 ودليل المستخدم (ملف PDF) . IBM. ديسمبر 1981. GA26-1664-1.
  29. ↑ "الآن، يسد برنامج ميموركس الفجوة في أداء نظامك" (ملف PDF) . داتاماشن . أغسطس 1978. الصفحات 85-86 . 
  30. ↑ مقدمة إلى وحدة التحكم في التخزين IBM 3880، الطراز 13 (ملف PDF) . شركة IBM. سبتمبر 1981. GA32-0062-0.
  31. 1 2 خادم IBM S/390 Multiprise 3000 Enterprise، نظام القرص الداخلي: دليل مرجعي . IBM. نوفمبر 1999. مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2016.

للمزيد من القراءة