CH651681A5 - Verfahren zum betrieb einer datenverarbeitungsanlage mit einem rechner. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage, deren Merkmale im Kopf des Patentanspruches 1 angegeben sind.

Es ist eine Datenverarbeitungsanlage bekannt, siehe z.B. das Schweizer Patent Nr. 613 539. Diese Anlage eignet sich insbesondere zur Überlastungsregelung oder -kontrolle in einem fernmeldetechnischen Koppelfeld. In der bekannten Anlage vergleichen die Arbeitslastregelungsmittel am Ende jeder Regelungsperiode den ermittelten Belegungsgrad des Rechners mit einem minimalen und einem maximalen Wert und verringern oder erhöhen die maximal annehmbare Arbeitslast, d.h. zum Beispiel die annehmbare Anzahl neuer Anrufe, die zur Verarbeitung während einer solchen Regelungsperiode angenommen werden können, oder sie erhalten diese Arbeitslast konstant in Abhängigkeit von dem ermittelten Belegungsgrad, welcher sich über dem maximalen Pegel, unter dem minimalen Pegel oder zwischen den beiden Pegeln befinden kann. Die verschiedenen annehmbaren Arbeitslastwerte bilden einen Satz vorausbestimmter diskreter Werte, deren Änderungen folglich in Stufen erfolgen.

Ein Nachteil dieser bekannten Anlage besteht darin, dass unter bestimmten Umständen die Verarbeitung einer Anzahl neuer Anrufe (d.h. neuer Last) unnötigerweise verzögert werden könnte, obwohl der erwünschte maximale Belegungsgrad des Rechners noch nicht erreicht wurde, wobei unter diesem maximalen Grad oder Pegel jener gemeint wird, für welchen alle Bedienungskriterien noch erfüllt sind. Man setze nur voraus, dass die Anzahl von zur Verarbeitung angebotenen Anrufen nach dem Ende einer Regelperiode, in welcher der Belegungsgrad des Rechners und die tatsächlich angenommene Anzahl der Anrufe stark unter dem maximalen Belegungsgrad und der annehmbaren Anzahl von während dieser Regelperiode zu verarbeitenden, neuen Anrufe lag, beträchtlich ansteigt. Ein derartiger Anstieg der angebotenen Anzahl von neuen Anrufen kann z.B. auf ein defektes Zwischenamt-Mehrleiterkabel zurückgeführt werden, welches eine hohe Anzahl von Leitungsschleifenschliessungen verursacht, die eine entsprechende Anzahl von ankommenden Anrufen simulieren. In diesem Falle wird die Anzahl der durch den Rechner zur Verarbeitung angenommenen Anrufe während der nächsten Regelperiode beträchtlich ansteigen, was sehr rasch zur Erreichung des maximal zulässigen Werts für diese Perioden führt; der Rechner-Belegungspegel wird jedoch im allgemeinen nicht erhöht. Tatsächlich wird der Rechner, nachdem er derartige neu ankommende Anrufe entdeckt und zur Verarbeitung angenommen hat, bald die Verarbeitungsoperation einstellen, da für diese Anrufe kein Vorbereitungszeichen von dem entfernten Amt empfangen wurde, welches Zeichen eine Weiterverarbeitung veranlassen würde, so dass pro falschen Anruf nur eine kurze Zeit verwendet wird und folglich eine sehr hohe Anzahl dieser Anrufe behandelt werden kann. Es wird also eine hohe Anzahl falscher neuer Anrufe verarbeitet, wodurch es zur Verzögerung der Verarbeitung einer Anzahl normaler Anrufe kommt. Da der Belegungspegel konstant bleibt oder sogar etwas ansteigt, aber unter dem maximalen Pegel bleibt, wie vorausgesetzt wurde, ist die zulässige maximale Anzahl von neuen anzunehmenden Anrufen unverändert.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu vermeiden, wobei auf die erfindungsgemässen Merkmale, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben sind, hingewiesen wird.

In gewissen Grenzen ist die annehmbare Arbeitslast nicht nur von dem ermittelten Belegungsgrad des Rechners abhängig, wie bei den bekannten Anlagen, sondern auch von der Menge der durch diesen Rechner gerade verarbeiteten Arbeitslast. Im oben erwähnten Fall z.B., in welchem sich die Anzahl der verarbeiteten Anrufe erhöht, während der Belegungspegel praktisch derselbe bleibt, wird die errechnete annehmbare Arbeitslast grösser sein als die, welche für die vorangegangene Periode berechnet wurde. Dies bedeutet,

dass mehr Arbeitslast zur Verarbeitung angenommen werden kann.

Andere Überlastungssteuersysteme für den Telephonverkehr, wie sie z.B. in den US-Patenten 3 517 123 und 3 623 007 als auch im Artikel «Real-time testing of automatic overload control systems in a laboratory environment» von F.T. Mann, veröffentlicht in den IEEE Transactions on Communications im September 1978 Seiten 1027-1031, angegeben werden, befassen sich insbesondere mit einem programmierten elektronischen Verkehrssimulator und beschreiben Strategien, durch welche die Arbeitslast eines Rechners in Funktion seines Belegungsgrades abgeändert wird. Die Arbeitslast wird durch die Einschränkung der Anzahl der während eines festen Zeitintervalls zu verarbeitenden, neuen Anrufe begrenzt. Im US-Patent 3 517123 wird dies durch den Ausschluss des Ansprechens des Rechners auf alle Bedienungsbegehren von den Teilnehmern, mit Ausnahme bevorzugter Dienstleistungen, erreicht. Genauso wie beim erwähnten Schweizer Patent wird jedoch auch hier der Anzahl der während des unmittelbar vorangegangenen, festen Zeitintervalls zur Verarbeitung angenommenen neuen Anrufen keine Rechnung getragen.

Bereits vor der Einführung dynamischer Überlastungskontrollen für den lokalen Verkehr in Telephonämtern, wurde diese Kontrolle zur Umleitung von Anrufen verwendet, um die Blockierung von Ämtern zu vermeiden - siehe z.B. das US-Patent 3 796 837. Diese Anlagen hängen jedoch nicht sehr von der Verwendung von rechnergesteuerten Ämtern ab.

Auch erfordern die bekannten Umleitungstechniken keine Errechnung von neuen Arbeitslastlimiten, die sowohl auf früher empfangenen, tatsächlichen Werten als auch auf dem gegenwärtigen Rechner-Belegungsgrad basieren würden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun anhand der Zeichnung, welche eine schematische Darstellung einer Datenverarbeitungsanlage darstellt, näher erläutert werden.

Diese Datenverarbeitungsanlage bildet einen Teil eines

5

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20

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30

35

40

45

50

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60

65

651 681

automatischen Fernmeldevermittlungsnetzes, welches zusätzlich noch ein automatisches Koppelfeld TSE enthält. Die Datenverarbeitungsanlage weist einen Rechner mit einem Speicher M EM und einen Prozessor PR auf.

Der Rechner kann Anrufsinformationen vom automatischen Koppelfeld TSE sammeln und entsprechend die Herstellung, Überwachung und Auslösung von Anrufverbindungen durch das Vermittlungsnetz steuern, indem nacheinander Aufgaben höherer und niedrigerer Priorität oder Takt- bzw. Grundprogramme durchgeführt werden. Der Rechner beginnt mit der Ausführung dieser Aufgabe höherer Priorität in jedem sogenannten Taktunterbruch-Intervall von 20 ms; wenn diese Aufgaben erfüllt sind und noch Zeit zur Verfügung steht, beginnt der Rechner mit der Ausführung von Aufgaben niedrigerer Priorität. Normalerweise ist die Durchführung der Aufgaben niedrigerer Priorität noch vor dem Anfang des nächsten, 20 ms dauernden Taktunterbruchsintervalls erledigt. Folglich weist der Rechner pro Taktunterbruchsintervall von 20 ms und bei einer normalen Anzahl von durchgeführten Aufgaben eine gewisse freie Zeit auf. Bei Erhöhung der Anzahl der durch den Rechner durchgeführten Aufgaben wird die freie Zeit natürlich kürzer. Diese freie Zeit ist folglich ein Mass der vom Rechner durchgeführten Aufgaben und deshalb auch ein Mass seines Belegungspegels oder -grades.

Ein Teil der durch den Rechner durchgeführten Aufgaben ist der Verarbeitung von Anrufen gewidmet, während ein anderer Teil - der sogenannte «Fest-» oder «Allgemeinteil» -von der Anrufverarbeitung unabhängig ist, wobei diese Fest-teil-Aufgaben auch bei überhaupt keinem Anrufsverkehr durchgeführt werden. Da die zur Durchführung der «Fest-teil»-Funktionen benötigte Zeit festgelegt ist, können lediglich Änderungen in der Anrufsverarbeitungszeit zu Änderungen der Rechner-Freizeit und folglich des Rechner-Belegungsgrades führen. Um über diese Änderungen im Bilde zu sein, wird der Belegungsgrad des Rechners ermittelt; daraus wird die während eines bestimmten, festen Zeitintervalls zur Verarbeitung durch den Rechner annehmbare Anzahl neuer Anrufe, oder allgemeiner ausgedrückt; neuer Arbeitslast, errechnet und diese dann auch auf die erwähnte, errechnete Anzahl beschränkt. Der Vorgang soll nun im weitern beschrieben werden.

Der Rechner enthält Mittel zur periodischen Ermittlung seines Belegungsgrades während einer festen Periode von einer Dauer T von z.B. 4 Sekunden. Dies wird durchgeführt, indem am Ende jeder solcher Regelungsperiode P,- die totale freie Rechnerzeit Fj gemessen wird, die während dieser Periode P,- zur Verfügung stand und indem der Belegungsgrad Oj für diese Regelungsperiode mit Hilfe der nachfolgenden Gleichung (1) errechnet wird.

Der Rechner enthält weiter Regelungsmittel, welche nach der Feststellung des Belegungsgrades Oi durch die Ermittlungsmittel gleichfalls mit einer Periodizität T einen vorläufigen Wert Npj+1 der annehmbaren Anzahl von neuen Anrufen zur Verarbeitung während jeder der Steuerperioden der der Periode P; unmittelbar nachfolgenden Regelperiode Pi+, errechnen; bei den Steuerperioden handelt es sich um Bruchteile der Regelperiode, und sie weisen eine Dauer von z.B. T/n = 1 Sekunde auf (bei n = 4).

Der Ausdruck Npj + i wird aus folgender Gleichung errechnet:

°M" V

np,I+i = tty (2)

wo Np.j + i und Oj oben definiert sind,

V der erwähnte «Festteil» der durch den Rechner durchgeführten Arbeiten ist,

M; die durchschnittliche Anzahl neuer Anrufe angibt, die tatsächlich während jeder der vier Steuerperioden jeder Regelperiode Pi zur Verarbeitung angenommen wurden, und 0M den maximal zugelassenen Wert des Belegungsgrades des Rechners angibt.

In der oben erwähnten Gleichung (2) wird der Wert V von Om und O; substrahiert, da die zu verarbeitende oder verarbeitete Anzahl von Anrufen unabhängig von V ist. Om - V ist ein Wert, der der maximalen, für eine solche Verarbeitung zur Verfügung stehenden Zeit entspricht, und Oi — V ist ein Wert, der der für eine solche Verarbeitung während der Regelperiode Pj verwendeten Zeit entspricht.

Der so errechnete vorläufige Wert Np>j+), nachdem er auf die nächste ganze Zahl abgerundet wurde, wird als neuer Wert Ni+) für die Regelperiode Pj + i verwendet, falls Npj + ), Oj und M; in bezug auf die Grenzwerte (1 — b)N;, (1 +a) Ni, Nj + 1 ; Om, Oe; fNj vorbestimmte Werte aufweisen.

Dabei bedeutet:

a einen Bruch, derart, dass aN; die maximal zulässige

Erhöhung von Nj+1 in bezug auf N; angibt;

b einen Bruch, derart, dass bNj im allgemeinen die maximale zulässige Verkleinerung von N;+1 in bezug auf Njist;

f einen Bruch, derart, dass fN; ein Minimalwert der während einer Steuerperiode annehmbaren Anzahl von Anrufen ist;

Om den minimalen Wert des Belegungsgrads des Rechners ; Oe den übermässigen Belegungsgrad (hierzu siehe weitere Beschreibung).

Die Regeln für die Auswahl des endgültigen neuen Werts Nj + | für die Regelperiode Pj+i sind wie folgt:

Wenn Oj < Om und zusätzlich M; < fNi ist, dann wird der neue Wert Ni+1 gleich dem Wert N; unabhängig vom errechneten Wert Npj + | sein; wenn entweder Oi <Om oder Mj>fN; und zusätzlich O; < Oe ist, dann ist N, +1 gleich ( 1 — b)Nj,

wobei (1 +a)Ni oder Np.i+| davon abhängt, ob Np,i+| kleiner als (1 — b)N; oder grösser als (1 +a)Ni ist oder sich zwischen diesen Grenzwerten befindet. Wenn jedoch Np_i+1 > Ni+ ( und aN|< 1, dann ist Ni+| gleich N;+ 1 ; wenn Oj>Oe, dann ist N,-+) gleich (1 — b —d)Nj, oder (1 — d)Np.;+), je nachdem, ob NPii +1 kleiner als ( 1 - b)Nj ist bzw. sich zwischen den Grössen (1 — b)N, und (1 +a)Nj befindet. Dabei ist d ein Bruch, der die Errechnung der zusätzlichen Herabsetzung dNi oder dNp i +1 gestattet und b ist ein Bruch, welcher die Errechnung einer normalen Herabsetzung gestattet. Wenn Oi > Oe ist, dann ist Np j +1 immer kleiner als Nj (1 + a), da, gemäss Gleichung (2) und gemäss dem Ausdruck Oe> 0M, der erstgenannte Ausdruck bereits kleiner als Mj ist, welcher den Wert Nj nicht überschreiten kann.

Die obenerwähnten Regeln werden in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst, in welcher yl bis y7 die Resultate der folgenden Ungleichheiten sind, in welcher y2-y3 und y6*y7 die logische UND-Verknüpfung von y2 und y3 bzw. von y5 und y6 darstellen und in welcher yl bis y7 auf 1 eingestellt sind, wenn die enstprechende Ungleichheit stimmt und auf 0 eingestellt sind, wenn sie falsch ist. Der Ausdruck x bedeutet, dass der Wert von yl bis y 7 auf die Wahl von Nj+i keinen Einfluss hat.

(1 +a)Nj

<

Np.i+ j yi

(3)

Ni+1

<

Np.j+1

1

y2

(4)

aNj

<

y3

(5)

N p.i + I

<

(1 —b)Ni y4

(6)

o.

<

Oj y5

(7)

Oj

<

om y6

(8)

M;

<

fNj yi

(9)

4

5

10

15

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25

30

35

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45

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55

60

65

5

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yi y2-y3

y4

y5

y6-y7

Nj+I

X

X

X

X

1

Ni

X

X

1

0

0

(l-b)Ni

0

X

0

0

0

Np,i+I

1

0

X

0

0

.(l+a)Nj

X

1

X

0

0

Ni + i

X

X

1

1

X

(l-b-d)Ni

0

X

0

1

X

(1 - d)Npj+i

Die oben erwähnten Parameter können beispielsweise folgende Werte aufweisen:

0m = 0,75 a = 0,1

Om = 0,95 b = 0,015

Oe = 0,975 d = 0,l

V = 0,40 f=0,75 T = 4 s T/n= 1 s

Mit Bezug auf die Parameter sollte noch folgendes bemerkt werden:

Die Dauer T/n der Steuerperiode

Einerseits sollte diese Dauer nicht zu kurz sein, da in diesem Falle lediglich eine entsprechend kleine Anzahl von neuen Anrufen angenommen werden kann, was zu erhöhten Verzögerungen in der Anrufsverarbeitung führen könnte, wenn die angebotene Anzahl von Anrufen hoch ist. Ist die Steuerperiode extrem kurz und resultiert die annehmbare Anzahl von Anrufen in einem beträchtlich niedrigeren Belegungsgrad des Rechners als sein maximaler Belegungsgrad 0M, dann kann eine Erhöhung um 1 der letzterwähnten Anzahl einen Belegungsgrad über 0M ergeben.

Andererseits sollte diese Dauer nicht zu lange sein, da in diesem Falle eine entsprechend grosse Anzahl von neuen Anrufen angenommen werden könnte; dies würde in den ersten 20-ms-Taktunterbrechungsintervallen der Steuerperiode erfolgen und eine beträchtliche Spitze im Belegungsgrad des Rechners hervorrufen. Um diesen Zustand zu entschärfen, kann die Anzahl der pro 20 ms dauerndes Taktunterbrechungsintervall angenommenen Anrufe beschränkt werden, wie dies z.B. im bereits erwähnten Artikel von F.T. Mann beschrieben wurde.

Die Dauer T der Regelperiode

Einerseits sollte die Dauer nicht zu klein sein, da ein zufälliges Absinken der zur Verarbeitung tatsächlich angenommenen Anzahl von Anrufen Mj ein entsprechendes Absinken der maximal angenommenen Anzahl von Anrufen Ni zur Folge hätte, denn der Rechner-Belegungsgrad gibt dieses Absinken nicht sofort durch niedrigere Werte wieder. In diesem Falle wird die Verarbeitung der Anrufe verzögert.

Andererseits sollte diese Dauer nicht zu lang sein, da der Rechner nicht prompt auf abrupte Änderungen der zur Verarbeitung angebotenen Anzahl von Anrufen reagieren würde.

Ein zu rascher Anstieg von Mi infolge von zufälligen Spitzen in der Anzahl von zur Verarbeitung angebotenen Anrufen verursacht keine Probleme, da Mj durch Nj beschränkt ist.

Der maximale Belegungsgrad 0M

Es handelt sich um den maximal gewünschten oder zugelassenen Belegungsgrad des Rechners, d.h. um einen Belegungsgrad, bei welchem eine maximale Anzahl von Anrufen während eines fixen Zeitintervalls verarbeitet werden kann, wobei der Rechner noch alle übrigen Bedienungskriterien erfüllt. 0M wird z.B. um 3% tiefer gewählt als der maximal mögliche, d.h. maximal zugelassene, Belegungsgrad. Eine zu tiefe Festsetzung von 0M hat eine Verschlechterung im Bedienungsgrad während der Perioden hohen Verkehrs zur Folge, da Anrufe, die durch den Rechner zufriedenstellend hätten verarbeitet werden können, unnützerweise verzögert werden.

Der übermässige Belegungsgrad Oe

Dies ist ein gefährlich hoher Wert für den Belegungsgrad, welcher nur während sehr kurzer Zeitintervalle überschritten werden sollte. Der Wert liegt knapp unter dem maximal möglichen, d.h. maximal zugelassenen, Belegungsgrad.

Der minimale Belegungsgrad Om

Der Wert dieses Parameters ist z.B. 0,4.

Der «Festteil» V

Dieser Wert hängt vom Typ des Koppelfeldes ab und ist z.B. 0,4.

Die Parameter a + b

Diese Parameter dienen zur Verhinderung von übermässigen Schwankungen von Nj, die z.B. durch einen unterschiedlich grossen Anfall von ankommenden Anrufen oder durch die Anrufart-Verteilung, d.h. durch die Anrufsmischung, hervorgerufen werden kann. In der Praxis ist a beträchtlich grösser als b, da es zwar nützlich ist, den Wert des Anwachsens von Nj streng zu begrenzen, aber in den meisten Fällen doch ein besserer Arbeitsleistungsgrad erreicht wird, indem man eine freizügigere Erhöhung von Ni zulässt. Der Grund für diese Unsymmetrie folgt aus dem im Zusammenhang mit der Dauer der Regelperiode Erwähnten.

Der Parameter d

Wie oben erläutert, wird dieser Parameter zur Rechnung einer zusätzlichen Herabsetzung von Ni verwendet.

Der Parameter f

Der Wert dieses Parameter ist z.B. 0,75. Die Datenverarbeitungsanlage wird im nachstehenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Der Speicher M EM des Rechners enthält eine Anzahl von Speicherzellen SL 1 bis SL 28, während der Prozessor PR einen bistabilen Stromkreis BS, 4 Taktgeber CL 1-CL 4, einen Komparator CR, zwei Register RE 1 und RE 2 und eine Anrufverarbeitungs- und Steueranordnung CPA aufweist. Diese Anordnung CPA ist über eine Verbindung cl mit dem Koppelfeld TSE, über eine Verbindung c2 mit dem Speicher MEM, über Verbindungen c3 bzw. c4 mit dem Register RE 1 bzw. RE 2, über eine Verbindung y mit dem Komparator CR, über Verbindungen c5-c8 mit den Taktgebern CR 1-CR 4 und schliesslich über eine Verbindung c9 mit dem 1-Eingang des bistabilen Stromkreises BS verbunden. Die Funktion von CPA ist aus der Beschreibung der Arbeitsweise der Anlage klar ersichtlich.

Es wird der Inhalt des Speichers MEM in Betracht gezogen, z.B. am Anfang des letzten oder 50. Taktunterbruchsin-tervalls von 20 ms für die letzte (CP 4) der 4 Steuerperioden CP 1-CP 4 der i-ten Regelperiode Pi.

Folgende Daten sind dann im Speicher MEM gespeichert:

- Die oben erwähnten, konstanten Parameter Oe, 0M, a, b,d, f, V und ebenso 1. Diese Parameter wurden im Speicher durch die Anordnung CPA über die Verbindung c2 am Anfang des Betriebs der Anlage gespeichert;

- eine Anzahl von variablen Parametern Nj, Ni + |, (1 +a) Nj, (I -b)Nj, aNj, fNj, Oj_i, Mj_t, NPii und yl bis y7. Diese Parameter wurden im Speicher durch die Anordnung CPA über die Verbindung c2 am Ende der vorangehenden Regelperiode Pj_i gespeichert und haben folgende Bedeutung:

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6

- N[ ist die maximal noch annehmbare Anzahl von neuen zu verarbeitenden Anrufen für jede der 4 nacheinanderfol-genden Steuerperioden CP1 bis CP 4, welche die Regelperiode P; bilden;

- Oj_i ist der Belegungspegel des Rechners während der Regelperiode P;_! ;

- Mj_ i ist die durchschnittliche Anzahl neuer Anrufe, welche zur Verarbeitung tatsächlich empfangen wurden für jede der 4 nacheinanderfolgenden Steuerperioden CP1 bis CP 4 der Regelperiode P,-_ f ;

- NPj ist die errechnete, vorläufige Anzahl neuer Anrufe, die während der Regelperiode P, zur Verarbeitung angenommen werden sollen.

Im Speicher MEM sind auch folgende weitere Parameter gespeichert:

- M, d.h. die Anzahl neuer Anrufe, welche bereits zur Verarbeitung während der laufenden Steuerperiode CP 4 der laufenden Regelperiode Pi tatsächlich angenommen wurden;

- S, d.h. die totale Anzahl neuer Anrufe, die bereits zur Verarbeitung während der laufenden Regelperiode Pi angenommen wurden;

- F, d.h. die Freizeit, welche bereits während der laufenden Regelperiode Pj gezählt wurde.

Der Komparator CR vergleicht die in den Registern RE 1 und RE 2 gespeicherten Werte und schaltet seinen Ausgang y an (y = 1), wenn der in RE 1 gespeicherte Wert kleiner ist als jener in RE 2.

Der Taktgeber CL 1 erzeugt Ausgangsimpulse in Intervallen von 20 ms und definiert derart die 20 ms dauernden Taktintervalle in der Anordnung CPA über die Verbindung c5. Über die Verbindung clO synchronisiert der Taktgeber CL 1 den Taktgeber CL 2 und über die Verbindung cl 1 wird der bistabile Stromkreis BS rückgestellt.

Der Taktgeber CL 2 erzeugt Ausgangsimpulse in 1-Sekun-den-Intervallen und definiert somit die 1 Sekunde dauernden Steuerperioden in CPA über die Verbindung c6. Über die Verbindung cl2 synchronisiert der Taktgeber CL 3 den Taktgeber CL 2.

Der Taktgeber CL 3 erzeugt Ausgangsimpulse in 5-Sekun-den-Intervallen und definiert somit die 5 Sekunden dauernden Regelperioden in CPA über die Verbindung c7.

Schliesslich ist der Taktgeber CL 4 über die Verbindung cl3 mit den 1-Ausgang des bistabilen Stromkeises BS verbunden und erzeugt Ausgangsimpulse in Intervallen von 25 Mikrosekunden, wenn SPA den bistabilen Stromkreis BS in seinen 1-Zustand über die Verbindung c9 getriggert hat. Diese Ausgangsimpulse werden an CPA über die Verbindung c8 angelegt.

Jede der Verbindungen cl bis cl3 weist einen oder mehrere Drähte auf, je nach dem Signalisierungsbedarf.

Um die Erläuterungen klarer zu gestalten, wird zuerst beschrieben, wie der Belegungsgrad des Rechners am Anfang der Regelungsperiode Pj+) durch die Ermittlungsmittel bestimmt wird, welche die Taktgeber CL 1, CL 3, CL 4 und den bistabilen Stromkreis BS enthalten und welche durch die mit dem Speicher MEM zusammenarbeitende Anrufverarbei-tungs- und Steueranordnung CPA gesteuert werden.

Am Anfang jedes Taktunterbruchsintervalls von 20 ms dieser Regelperiode Pj beginnt die Anordnung CPA mit der Ausführung einer Reihe von Aufgaben. Nach Beendigung dieser Aufgaben und vor dem Ende jedes dieser Intervalle stellt die Anordnung CPA den Stromkreis BS über die Verbindung c9 in seinen 1-Zustand ein. Als Folge erregt der Stromkreis BS den Taktgeber CL 4, der Ausgangsimpulse einer Periodizität von 25 Mikrosekunden für Zählzwecke erzeugt. Bei jeder Anschaltung der Verbindung c8 durch einen solchen Impuls reagiert die Anordnung CPA auf diesen Vorgang, indem sie die Speicherstelle SL 28 des Speichers

MEM über die Verbindung c2 adressiert, um aus ihr die dort gespeicherte freie Zeit F zu erhalten. Diese freie Zeit wird dann um 1 erhöht und wieder in derselben Speicherzelle SL 28 gespeichert. Am Anfang des nächsten, 20 ms dauernden Taktunterbruchsintervalls wird der Stromkreis BS durch den Taktgeber CL 1 über die Verbindung C11 in seinen O-Zustand rückgestellt. Die Speicherstelle SL 28 sammelt derart für jedes 20-ms-Taktunterbruchsintervall die seit der Durchführung der letzten Aufgabe einer Serie von Aufgaben verstrichene freie Zeit F. Diese freie Zeit F wird in Einheiten von 25 Mikrosekunden gespeichert.

Am Anfang jedes 20-ms-Taktunterbruchsintervalls, welches durch den Taktgeber CL 1 definiert ist, wird der Einsekundentakt CL 2 synchronisiert und nach dem Verstreichen einer Einsekunden-Steuerperiode schaltet der Taktgeber CL 2 seine Ausgänge c6 und c!2 an. Nach jeder Anschaltung der Verbindung c6 am Ende einer solchen Einsekunden-Steuerperiode reagiert die Anordnung CPA durch ein Löschen des Inhalts der Speicherzelle SL 26, da das in dieser gespeicherte Zeichen M immer die Anzahl neuer, bereits zur Verarbeitung während der laufenden Steuerperiode angenommener Anrufe angibt.

Am Anfang jeder durch CL 2 definierten Einsekunden-Steuerperiode wird der 5-Sekunden-Taktgeber CL 3 synchronisiert; nach Verstreichen der 5-Sekunden-Regelperiode, z.B. Pj, schaltet CL 3 jedes Mal seinen Ausgang cl an. Die Anordnung CPA reagiert auf dieses Anschalten von c7 durch Auslesen der freien Zeit F, welche in der Speicherzelle SL 26 des Speichers MEM gespeichert war über die Verbindung c2, und errechnet den Belegungsgrad mit Hilfe der vorher angegebenen Gleichung (1), in welcher T=4 Sekunden in denselben Einheiten wie F ausgedrückt ist, d.h. in Einheiten von 25 Mikrosekunden, während F den Wert Fj aufweist, da das Ende von Pj erreicht wurde.

Im nachfolgenden soll nun beschrieben werden, wie die den Taktgeber CL 3, die Register RE 1, RE 3 und den Komparator CR 2 enthaltende Arbeitslast-Regelmittel, die durch die mit dem Speicher MEM zusammenarbeitende Anordnung CPA gesteuert werden, die Grösse Ni +1 für die Periode Pi+1 errechnen.

Am Anfang des bereits erwähnten 50. Taktunterbruchsintervalls von 20 ms für die vierte Einsekunden-Steuerperiode der i-ten Regelperiode beginnt die Anordnung CPA mit der Ausführung einer Reihe von Aufgaben höherer Priorität. Eine dieser Aufgaben betrifft das Sammeln von Daten über neue Anrufe aus der Fernmeldevermittlungsausrüstung TSE über die Verbindung cl ; bei jedem Feststellen eines neuen Anrufs wird kontrolliert, ob dieser neue Anruf noch zur Verarbeitung angenommen werden kann oder nicht.

Zu diesem Zwecke reagiert die Anordnung CPA auf das Feststellen eines solchen neuen Anrufs durch Auslesen der Grössen M und N; aus den Speicherzellen SL 26 und SL 10 des Speichers MEM über die Verbindung c2, durch ein nachfolgendes Erhöhen von M um 1, durch ein Anlegen des erhöhten Werts von M und des Werts von Nj an die Register RE I und RE 2 über die Verbindung c3 bzw. c4 und schliesslich durch die Prüfung des Zustandes des Ausgangs y (0 oder 1) des Komparators CR:

- Wenn y in seinem 0-Zustand ist, wodurch angedeutet wird, dass die Anzahl der angenommenen neuen Anrufe grösser sein würde als Nj, falls dieser neue Anruf angenommen werden würde, wird eben dieser neue Anruf nicht zur Verarbeitung angenommen. Dies gilt auch für die während der Steuerperiode CP 4 von Pj festgestellten, weiteren, neuen Anrufe. Die Anlage kann natürlich so entworfen werden, dass Prioritätsanrufe immer angenommen werden, siehe z.B. das US-Patent 3 517 123.

- Wenn sich y in seinem 1-Zustand befindet, wodurch

5

io

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45

50

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65

7

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angegeben wird, dass die Anzahl der angenommenen neuen Anrufe noch immer grösser ist als Nj, speichert CPA den erhöhten Wert von M in der Speicherzelle SL 26 über die Verbindung c2.

Der Wert von M gibt die Anzahl von neuen Anrufen an, die seit dem Start der Steuerperiode CP 4 gezählt wurden, da CPA über diesen Start durch CL 2 über die Verbindung c6 informiert wurde und auf Erhalt dieser Information durch Löschen des Inhalts der Speicherzelle SL 26 reagierte.

Gleichzeitig mit der vom Taktgeber CL 3 über die Verbindung c7 an CPA abgegebenen Information über das Ende der Regelperiode Pj, führt die Anordnung CPA folgende Funktionen aus, wobei zu beachten ist, dass in diesem Moment die Parameter S bzw. F Werte Sj bzw. Fj erreicht haben:

- Sie errechnet den Belegungsgrad Oj in einer Weise, die bereits oben beschrieben wurde und speichert diesen Wert in der Speicherzelle SL 16 des Speichers MEM durch Überschreibung des vorherigen Werts 0;_ : ;

- sie liest Sj aus der Speicherzelle SL 27 aus und errechnet Mj = Sj/4, da Mj die Durchschnittszahl der zur Verarbeitung während dieser der 4 Steuerperioden CP 1 bis CP 4 von Pj angenommenen neuen Anrufen ist;

- sie liest die Werte Om und V aus den Speicherzellen SL 2 und SL 9 des Speichers MEM und errechnet mit Hilfe dieser Werte und der Werte Mj und Oj den Wert Npj+ b der durch die oben erwähnten Gleichung (2) gegeben ist;

- sie speichert die errechneten Werte von Mj und Np,i+j in den Speicherzellen SL 17 und SL 18 durch Überschreibung der dort vorher gespeicherten Werte M;_i und Np>i.

Die Anordnung CPA kontrolliert dann, ob der errechnete vorläufige Wert Npj + | als neuer Wert Mi + i angenommen werden kann, indem die Limiten von Npj + :, O, und Mj errechnet werden. Zu diesem Zweck liest CPA die Werte (1 + a)Nj und Np.j+| aus den Speicherzellen SL 12 und SL 18 aus, speist sie in die Register RE 1 bzw. RE 2 und speichert nachfolgend den Zustand yl des Ausgangs y des Komparators CR, welcher (1 + a)Nj und Np.i+i vergleicht - siehe Gleichung (3) oben -, in der Speicherzelle SL 19 durch Überschreibung des vorher dort gespeicherten Werts.

Die Anordnung CPA liest auch nacheinander die Wert-5 paare Np.i + i, Ni + 1; aNif 1 ;NpJ+!, (1 -b)N;; Oe, Oj; Oj, Om; und Mj, fNj aus und speichert die Resultate y2 bis y 7 der entsprechenden Vergleiche (4) bis (9) in die Speicherzellen SL 20 bis SL 25 ein, indem die dort vorher vorhandenen Werte überschrieben werden.

io Die Anordnung CPA hat folglich die Resultate yl bis yl der oben erwähnten Ausdrücke (3) bis (9) errechnet und diese im Speicher MEM gespeichert. Nachfolgend werden diese Resultate geprüft, und auf Grund dieser Prüfung wird der Wert von Ni+1 gewählt, wie er in der oben erwähnten Tabelle 15 angegeben ist, wobei No i+, der vorher errechnete Wert ist.

Schliesslich errechnet CPA die Werte von Ni + |(l +a) Ni+|, (1 -b)Ni+j, aNi + i, fni + | und speichert Ni + | und die erwähnten Werte in den Speicherzellen SL 10 bis SL 15.

Aus den obigen Erwägungen geht hervor, dass die Ermitt-20 lungsmittel periodisch, mit einer Periodizität von T, den Belegungsgrad Oj des Rechners ermitteln und dass die Arbeitslast-Regelungsmittel, gleichfalls mit einer Periodizität von T, periodisch einen vorläufigen Wert Np.i+ : der maximal zulässigen, durch den Rechner verabeiteten Arbeitslast errechnen. 25 Der letzterwähnte vorläufige Wert Np-i+1 ist direkt abhängig von und verändert sich im selben Sinne wie der gewünschte maximale Belegungsgrad 0M des Rechners und die registrierte Menge Mf der durch den Rechner verarbeitenden Arbeitslast. Dieser vorläufige Wert Np.j+1 wird dann als neuer 30 Wert Nj+1 der maximal zulässigen Arbeitsbelastung angenommen, wenn der vorläufige Wert Np,;+1, Oj und Mj vorausbestimmte Werte in bezug auf die Limiten ( 1 — b)Nj, ( I + a)Nj ; Nj + 1, Om, Oe und fNj aufweisen.

Anstatt den Belegungsgrad des Rechners in der oben 35 beschriebenen Weise zu messen, kann man den Ausführungen des US-Patents 3 623 007 folgen.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

651 681 PATENTANSPRÜCHE
1. (1 -b)Nj<Np.i + l <(1 +a)Ni,

   wobei der Parameter d positiv und kleiner als 1 ist.

   (1-b)Ni<Np.i + | <(1+a)Nj und

   Oi>Om oder Mj>fN; gilt.

   1. Verfahren zum Betrieb einer Datenverarbeitungsanlage, enthaltend einen eine Arbeitslast verarbeitenden Rechner, weiter Mittel zur Registrierung des Betrages einer durch den Rechner während einer bestimmten Periode (P^ zur Verarbeitung neu angenommener Arbeitslast Nj, Mittel zur periodischen Ermittlung des Belegungsgrades Oj dieses Rechners, wobei der Belegungsgrad die effektive Belegung des Rechners durch die jeweilige Arbeitslast in bezug auf seine maximal zugelassene Belegung angibt, und schliesslich durch die erwähnten Ermittlungsmittel gesteuerte Mittel zur periodischen Regelung der annehmbaren Arbeitslast Ni+1 des Rechners, die für eine der genannten Periode (Pj) nachfolgende Periode (Pj + i) wieder neu angenommen werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Regelungsmittel in der zweitgenannten Periode (Pj +1) die annehmbare Arbeitslast Ni+| in Abhängigkeit einerseits von der in der erstgenannten Periode (Pj) zur Verarbeitung angenommenen Menge neuer Arbeitslast Nj und anderseits vom aus der erstgenannten Periode (P;) ermittelten Belegungsgrad Oj innerhalb vorbestimmter Grenzen derart berechnen, dass bei der annehmbaren Arbeitslast Ni+1 die Änderungstendenz beibehalten und jene des Belegungsgrades Of umgekehrt wird.
2. 2

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der erwähnten, vorbestimmten Grenzen die annehmbare Arbeitslast Ni+| direkt abhängig ist vom maximal zugelassenen Belegungsgrad 0M des Rechners und sich in demselben Sinne ändert als dieser.
3. 3

   651 681

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Regelung der annehmbaren Arbeitslast periodisch aufgrund der in jedem Bruchteil, d.h. in jeder Steuerperiode (CP1-CP4), der erstgenannten Regelperiode (PO festgestellten Menge neuer Arbeitslast Nj die annehmbare Arbeitslast Ni+| für die zweitgenannte Periode (Pj+i) berechnen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Berechnung der annehmbaren Arbeitslast N;+i erfolgt, indem ein vorläufiger Wert Np i + i der annehmbaren Last Ni + i bestimmt wird, der abhängig ist von der im Durchschnitt während jeder der Steuerperioden der erstgenannten Regelperiode (Pj) zur Verarbeitung angenommenen Menge neuer Arbeitslast Ni und von dem maximal zugelassenen Belegungsgrad 0M des Rechners und sich in demselben Sinne ändert als die erwähnte Menge neuer Arbeitlast Ni, und dass die Mittel zur Regelung der Arbeitslast auch die vorbestimmten Grenzen errechnen und den vorläufigen Wert Np i+, als den annehmbaren Wert akzeptieren, wenn die erwähnten Grenzen eingehalten werden.
5. 5

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorläufige Wert Np.i +1 zu Beginn der zweitgenannten Regelperiode (Pj+i) gemäss folgender Gleichung errechnet wird:

   °m " v Np,i+1 = <Mi> ÖT^T »

   in welcher Gleichung

   Mj der Durchschnittswert der Menge neuer zur Verarbeitung tatsächlich angenommener Arbeitslast für jede der

   Steuerperioden der erstgenannten Regelperiode (Pj), Om der maximal zugelassene Belegungsgrad,

   Oj der ermittelte Belegungsgrad der erstgenannten

   Regelperiode (Pj) und V eine Konstante kleiner als Oj ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der Steuerperioden der erstgenannten Regelperiode (Pj) ihre annehmbare Arbeitslast Ni berechnet wird, und dass diese Arbeitslast Grenzen aufweist, welche durch folgende Ausdrücke definiert sind: (1 — b)Nj und (1 +a)Ni,

   wobei a und b positiv und kleiner als 1 sind.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Belegungsgrad Oj eine unterste Om und eine oberste Oe Grenze aufweist, wobei Oe grösser als Om ist.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Grenze der zur Verarbeitung tatsächlich angenommenen Menge Arbeitlast Mj durch den Ausdruck fNj definiert ist, wobei f positiv und kleiner als 1 ist.
9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die annehmbare Arbeitslast Nj + i der zweitgenannten Regelperiode (Pj+i) gleich ist der angenommenen Arbeitslast Ni der der zweitgenannten Regelperiode vorangehenden ersten Regelperiode (Pj), wenn

   Oi < Om und Mj < fNj ist.
10. 10

    10. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

    Nj + i = (1 — b)Nj ist, wenn gleichzeitig

    Np.i + i <(1 — b)Nj und Oj>Om oder Mj> fNj ist.
11. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

    Nj+i = Np.i+i ist, wenn gleichzeitig
12. 12. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

    Nj+| = (1 +a)Nj ist, wenn gleichzeitig

    Oj<Oe und aNj>l oder Np.i+l<Ni+| und Oi>Om oder M;>fNj ist.
13. 13. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

    Ni+1 = Nj + 1 ist, wenn gleichzeitig

    Oj<Oe und

    Np.i+i <Nj + | und aN;<l und

    Oj>Om oder M;>fNj ist.
14. 14. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

    Ni+i =(1 — d)Np.j + 1 ist, wenn gleichzeitig

    Oj > Oe und
15. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass

    Nj + i =(1 — b —d)Nj ist, wenn gleichzeitig

    0,>0e und

    (l-bJNi<Np.i+|-

    wobei der Parameter d positiv und kleiner als 1 ist.

    15

    20

    25

    30

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    45

    50

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16. 16. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Verarbeitung des Anrufverkehrs in einem automatischen Koppelfeld (TSE), wobei die Datenverarbeitungsanlage das Koppelfeld (TSE) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Arbeitslast die Verarbeitung des Anrufverkehrs einschliesst, und dass die Datenverarbeitungsanlage eine vorläufige annehmbare Anzahl von neuen Anrufen Npj + | während der Steuerperiode (CP1-CP4) der zweitgenannten Regelperiode (Pi+i) aus einer durchschnittlichen Anzahl von neuen zur Verarbeitung während der Steuerperioden der erstgenannten Regelperiode (Pj) angenommenen Anrufen Mj verarbeitet und gleichzeitig eine weitere Teilzeit (V) jeder Regelperiode der von der Verarbeitung von Anrufen unabhängigen Erfüllung weiterer Aufgaben widmet.