DE1936251B2 - Datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher (Prolokollpuffer 16) und/oder der zweite Speicher (Protokollspeicher 17) jeder Protokolleinrichtung als Assoziativspeicher ausgebildet sind.

5. Datenverarbeitungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit eine Befehls-Wiederholungseinrichtung enthält, durch die bei Feststellung eines Fehlers eine nochmalige Ausführung des gleichen Befehls mit den gleichen Daten eingeleitet werden kann.

6. Datenverarbeitungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Speicher (16) und/oder den zweiten Speicher (17) jeder Protokolleinrichtung nicht immer die gesamten Daten aus den angeschlossenen bestimmten Speichervorrichtungen der zugehörigen Verarbeitungseinheit eingegeben werder sondern nur Informationen über Datenveränderungen in diesen Speichervorrichtungen und über den Platz dieser Datenveränderungen.

7. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Übertragung von Daten aus dem Hauptspeicher zu der Verarbeitungseinheit diese Daten auch in den zugehörigen Hauptspeicherpuffer eingegeben werden und daß bei Erreichen der Kapazitätsgrenze des Hauptspeicherpuffers zur Gewinnung von Speicherplatz für neue Daten die jeweils ältesten Daten gelöscht werden.

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1

In einer Datenverarbeitungsanlage auftretende Fehler sollten möglichst nicht dazu führen, daß die bis zum Fehlerzeitpunkt einwandfrei geleistete Arbeit verloreneeht Bei vorübergehenden Fehlern sollte versucht werden die durch Fehler unterbrochene Operation nochmals durchzuführen, so daß bei Verschwinden des Fehlers das Programm überhaupt weiterlaufen kann. Bei permanenten Fehlern sollte der fehlerfrei erreichte

- ^v 1 :- c^rr, eines »Programmprotokolls«

werden können, so daß der späteren Zeitpunkt in der oder in einer anderen »Verarbeitungseinheit« weitergeführt werden kann.

Unter »Verarbeitungseinheit« sei hier und im folgenden eine zentrale Verarbeitungseinheit ZVE verstanden die mindestens Rechenwerk (Datenverarbeitungsteil)'und Leitwerk (Steuerteil) umfaßt, in einer Datenverarbeitungsanlage können selbstverständlich mehrere Verarbeitungseinheiten ZVEs vorhanden sein, die andere Einheiten der Anlage, z. B. Hauptspeicher oder periphere Speicher, gemeinsam benutzen.

Bisher hat man das Problem der Aufzeichnung des Programmzustands z. B. dadurch gelösx, daß man an vorbestimmten Stellen im Programm, die sich - etwa wegen des Abschlusses einer zusammenhangenden Folge von Operationen - besonders hierzu eigneten, den Inhalt bestimmter Register und ähnlicher Vorrichtungen an festgelegten Plätzen abspeicherte. Das erforderte jedoch zusätzlichen Aufwand bei der Vorbereitung, d. h. Programmierung und während der Verarbei-1. j:„ Aufzeichnung eben nur an

oder Der Abstand zwischen Programmpunkt und Fehlerpunkt kann in keinem Fall mit den hier angegebenen

Mitteln stets so klein gemacht werden, daß Aufgaben, die eine Echtzeitverarbeitung erfordern, unterbrechungsfrei durchgeführt werden können.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gesetzt, eine Datenverarbeitungsanlage anzugeben, mit der

eine laufende dynamische Aufzeichnung des Programmzustandes in Form eines »Protokolls« oder »Profils« ohne Zeitverzögerungen möglich ist, wobei die gesicherten und aufgezeichneten Programmzustände dicht am Fehlerpunkt liegen, damit einerseits eine

äußerst genaue Fehleranalyse und andererseits eine fehlergesicherte Durchführung von Realzeitaufgaben

möglich ist. .

Die Datenverarbeitungsanlage ist durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gekennzeich-

net. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der durch die Erfindung erzielbare Vorteil ergibt sich daraus, daß der Fehlerzeitpunkt und der Zeitpunkt.

zu dem korrekte, programmrelevante Daten aufge"-zeichnet wurden, sehr dicht zusammenliegt und mit Hilfe von Schaltkreisstrukturen, an Stelle von speziellen Programmstrukturen, eine fortlaufende automatische Aufzeichnung dieser programmrelevanten Daten ge-

wonnen wird. Die Vorteile sind einmal die so ermöglichte genaue Fehleranalyse, da die aufgezeichneten programmrelevanten Daten bis zum Fehlerpunkt reichen und zum anderen die Möglichkeit der Durchfüh-

rung fehlergesichener Realzeitaufgaben, da durch eine einfache Wiederholung oder durch Übertragung des Programmprofils in einen anderen Rechner die Realzeitaufgabe unterbrecbungsfrei weiter durchgeführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Datenverarbeitungsanlage mit einer Verarbeitungseinheit ZVE und zugehöriger Protokolleinrichtung,

F i g. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Protokolleinrichtung in einer Anlage gemäß Fi g. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Datenverarbeitungsanlage umfaßt eine ZVE 10 mit einem Taktgeber 11 und einer Fehlererkennungsschaltung 12 sowie einen Hauptspeicher 14, der Ausgangssignale über die F»;hlerkorrekturschaltung 14 sowohl an den Prozessor 10 als auch an einen Hauptspeicherpuffer 15 gibt. An verschiedene Register in der zentralen Verarbeitungseinheit ZVE ist zur Übernahme von Daten ein erster Speicher (Protokollpuffer) 16 angeschlossen, der seinerseits zur Weitergabe der Daten mit einem zweiten Speicher (Protokollspeicher) 17 verbunden ist. Eine Steuereinrichtung 18 steuert den Datenfluß durch den Protokollpuffer zum Protokollspeicher in Abhängigkeit vom Taktgeber und von der Fehlererkennungsschaltung, sowie den Datenfluß durch den Hauptspeicherpuii'er. Die Steuereinrichtung 18, der Protokollpuffer 16 und der Protokollspeicher 17 bilden zusammen die Protokolleinrichtung.

Die ZVE arbeitet zyklisch unter Steuerung des Taktgebers und ist mit einer Befehls-Wiederholungseinrichtung ausgestattet, jeder Zyklus besteht aus einer Befehls-Abrufphase und einer nachfolgenden Ausführungsphase. Während der Abrufphasen kann das vom System ausgeführte Programm die Daten in der Zentraleinheit nicht ändern, so daß die nur bei Datenänderungen ansprechende Fehlererkennungsschaltung während der Abrufphasen nicht ansprechen kann. Wenn Fehler auftreten, treten sie in einer Ausführungsphase auf, während der das Programm die Daten in der ZVE ändern kann. In der Protokolleinrichtung sollen Aufzeichnungen erfolgen, um den Status der ZVE am Ende der letzten fehlerfreien Ausfiihrungsphase festzuhalten. Zu diesem Zweck ist der Protokollpuffer mit den allgemeinen Registern, den Gleitkommaregistern, dem Programmstatuswortregister und verschiedenen anderen Registern (die auch Arbeitsspeicher gtnannt werden) der ZVE so verbunden, daß mit den Daten im Protokollspeicher zuzüglich der letzten Daten und entsprechenden Adressen aus dem Hauptspeicher genügend Information zum Neustart des Programms oder zur Wiederholung der letzten Operation zur Verfugung steht. Es wird angenommen, daß für dieses System das Festhalten der letzten sieben aus dem Hauptspeicher entnommenen Dateneinheiten ausreicht, und somit hat der Hauptspeicherpuffer 15 eine Kapazität von sieben Hauptspeicher-Dateneinheiten und sieben Adressen. Er arbeitet als Stapelspeicher mit Überlauf am unteren Ende (Herausschieben der jeweils ältesten Daten bei Erreichen der Kapazitätsgrenze). Die gewünschten Daten können auch laufende Unterbrechungen enthalten.

Während jeder Ausführungsphase folgt der Protokollpuffer mit seinem Inhalt den Registern der Verarbeitungseinheit ZVE, an die er angeschlossen ist, und am Ende jeder Ausführungsphase fixiert die Steuereinrichtung 18 den Inhalt des Protokollpuffers. Während der folgenden Abrufphase bleibt der Protokollpufferin-

halt fixiert; der Protokollspeicher dagegen wird aus dem Inhalt des Protokollpuffers auf den neuesten Stand gebracht. Der Protokollspeicher seinerseits wird während jeder Ausführungsphase fixiert (sofern die Phasen lang genug sind).

Daraus folgt, daß die Weitergabe der Statusinformation von der ZVE an die Protokolleinrichtung in zwei separaten Schritten erfolgt, die den beiden unterschiedlichen Arbeitsphasen des Systems entsprechen. Eine Übersicht der Vorgänge gibt F i g. 2, in der die Buchstaben folgendes bedeuten: PROZ = ZVE (Prozessor), P-PU = Protokollpuffer, P-SP = Protokollspeicher, In = Befehlsabrufphase für den η-ten Befehl, En = Ausführungsphase für den η-ten Befehl, Sn = Status der ZVE bei Ausführung des η-ten Befehls, W = Änderung des Speicherinhalts durch Neueingabe von Daten.

Wenn ein Fehler entdeckt wird, darf der Inhalt des Protokollputfers nicht an den Protokollspeicher übertragen werden, um dessen Inhalt zu verändern. Dies wird erreicht durch Fixieren der Inhalte des Protokollpuffers und des Protokollspeichers. Außerdem wird in diesem Fall der Hauptspeicherpuffer fixiert. Die Entdeckung eines Fehlers löst die Operation der Befehls-Wiederholungseinrichtung in der ZVE aus; jedoch bildet dieser Punkt keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Der Protokollpuffer kann als Verzögerungseinheit zwischen der ZVE und dem Protokollspeicher betrachtet werden, die eine vorzeitige Eingabe von ungeprüften Daten in den Protokollspeicher verhindert. Es kann vorkommen, daß das Nachführen des Protokollspeichcrs langer dauert als die zugeordnete Arbeitsphase der ZVE. Es muß sichergestellt werden, daß bei Auftreten eines Fehlers in einem solchen Fall das Fixieren des Inhalts des Protokollspeichers auf jeden Fall bis zur vollständigen Aufnahme der Änderungsdaten verhindert wird, weil diese Änderungsdaten ja nicht zur gerade ablaufenden fehlerbehafteten Ausführungsphase gehören, sondern zur letzten vorhergehenden, fehlerfrei abgelaufenen Ausführungsphase.

Praktisch empfiehlt es sich, den Protokollspeicher jeweils nur entsprechend den Datenänderungen zu modifizieren und nicht jedesmal die vollständigen Datensätze einzugeben. Der Protokollpuffcr sollte also nur die

Datenänderungen aufnehmen und dazu die Bezeichnung der Register, zu denen diese Änderungen gehören. In diesem Fall wird der Protokollpuffer vorteilhaft als Assoziativspeicher ausgeführt. Die Protokolleinrichtung sollte getrennt von der ZVE untergebracht und

Ca elektrisch versorgt werden, so daß ein Stromausfall in der ZVE die Protokolleinheit nicht außer Betrieb setzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanlage mit einer Verarbeitungseinheit, einem Hauptspeicher und einer Protokolleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verarbeitungseinheit (10; Fig. 1) eine Protokolleinrichtung (16 bis 18) vorgesehen ist, bestehend aus einem mit der Verarbeitungseinheit in Verbindung stehenden ersten Speicher (Protokollpuffer 16), einem dazu in Serie geschalteten zweiten Speicher (Protokollspeicher 17) sowie einer Steuereinheit (18), wobei erster und zweiter Speicher unter Steuerung von der Steuereinheit so betrieben werden, daß der erste Speicher während der Befehlsausführungsphase alle programmrelevanten Daten aufnimmt und diese während der nächstfolgenden Befehlsabrufphase an den zweiten Speicher zur endgültigen Speicherung abgibt.

2. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlererkennungseinrichtung (12; F i g. 1) an die Verarbeitungseinheit (10) angeschlossen ist, die bei fehlerhafter Befehlsausführung die Weitergabe des Inhalts des ersten Speichers an den zweiten blockiert. *5

3. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Protokolleinrichtung (16, 17. 18) auch ein Hauptspeicherpuffer (15) vorgesehen ist, der parallel mit der zugehörigen Verarbeitungseinheit (10) zur gleichzeitigen Übernahme von Daten in den Hauptspeicher (13) angeschlossen ist, und daß der Hauptspeicherpuffer auch von der Steuereinrichtung (18) der betreffen-