CN1096643C

CN1096643C - 在复制的实时系统中特别是在电话交换机中用于加热一个备用进程的方法

Info

Publication number: CN1096643C
Application number: CN95194601A
Authority: CN
Inventors: 雷姆·坎特拉; 伊瓦·哈蒂凯南
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2015-07-10
Also published as: AU691632B2; DE69515176D1; CN1156512A; US5963634A; JPH09507983A; WO1996002115A3; FI98595C; EP0770242A2; AU2889195A; EP0770242B1; WO1996002115A2; JP2992349B2; FI943328A; FI98595B; DE69515176T2; FI943328A0; ATE189930T1

Abstract

本发明涉及在复制的实时交换系统中，将别是在电话交换机中，一种用于加热与现用过程并联的备用过程的方法。交换系统包含一个现用控制单元(wp)，它永久地或在必要时可具有一个复制的热备用的备用单元(sp)连接到一个公用的内部信息总线，因此备用单元执行如同并联的现用控制单元一样的过程，按照本发明，在该过程没有要执行的任务时，要复制的现用过程(σ^wo)的操作暂时地被冻结在现用控制单元(wp)内，而现用控制单元的其它过程则同时保持在工作中。此后，产生一个备用过程(σ^sp)给备用单元(sp)，并将现用过程的状态数据(σ^wo)装入备用过程。假如此时没有新任务来到现用过程(σ^wo)，则认为加热是成功的，假如有新任务来到，则认为加热是失败的。

Description

在复制的实时系统中特别是在电话交换机中用于加热一个备用进程的方法

本发明涉及在复制的实时系统中，特别是在电话交换机中，一种用于加热与现用进程并联的备用进程的方法，该系统包括一个至少含有一个现用控制单元的控制装置，该控制单元永久地或需要时可具有一个复制的热备用的备用单元，因此备用单元执行和并联的现用控制单元一样的进程。

分布式计算机系统近来已在公用电话交换机的控制系统中实现。于是电话交换机的控制就被分配到几个计算机，它们与一个相当高速的总线或等效的传输装置相连接。在电话交换机或这类其它交换系统中，至少要复制部分分布控制计算机来尽力支持系统工作。在不能无理由地消耗控制计算机的运行能量或要求昂贵的特殊设备这方面应该使控制计算机的复制成为可能。在电话交换环境中，用于分布式计算机复制的要求发表在以下论文中：“New fault-tolerance design：developments insoftware system architecture of the Nokia DX200”，RaimoKantola，Discovery，Volume 22，First Quarter 1991，PP.32-39。

比如，下面的解决方法以前已经用于分布计算机系统的复制进程中。例如，在利用计算机微同步的一个解决方法中，特殊设备控制的两台计算机在精确的同一时刻精确地执行相同的计算机指令。微同步方法的优点就是它对于应用软件的透明度。它的缺点就是特殊设备的昂贵和有效地应用该方法到N+1个支持的计算机时的困难，这甚至是不可能的，特别是当N至少是n+的时候。在N+1冗余状态，N台类似的计算机使用相同的软件执行类似的但独立有用的任务。如果上述N个计算机之一失效，或例如当交换系统工作安排这样的要求时，则一个计算机成为被采用的备用单元。N+1设备冗余方法的优点是它的成本效益和它与2N方法的兼容性，由于差别，备用单元对现用单元的连接永远必须在单元转换之前进行。

先前已经实现了一些解决方案，那里完全控制的冗余执行已经留给应用软件管理，因此，程序的状态自动操作已经包含了为了保持最新的备用单元所必需的状态传送；于是它由现用计算机执行。这个复制方法的缺点是应用必须同时解决两个问题，它的实际任务和为此的支持。这使得应用的开发复杂化。另外的缺点就是这个复制的方法不会产生同一的执行情况，因此，应用的维护就很昂贵。

先前还开发了保证复制不受应用影响的方法，这些是针对着所有执行计算机中计算的正确性，因此它们已经大量地消耗了计算机的运行容量。这些解决方案已经给出了性能正确性优先于系统的利用率。所以它们不是特别适合于交换的环境，例如一个电话交换机，它的高利用率比每个分立的次要功能的绝对正确性更为重要。

从芬兰专利申请912669可知一个复制的方法，其中将两个或更多个并联工作的计算机执行的进程复制成含有尽可能多的子进程组。因此，在并联工作的两个单元的相应组内对应的子进程互相独立地(非同步地)工作，但在并联子进程执行的进程间没有不一致性。这个方法是基于进程间的多路发送(multicast)的信息处理，那里必需处理的并在主单元的进程间发送的信息同时也发送到并联工作的备用单元的相应进程。在此情况下，并联工作的计算机实质上同时执行相同的程序，因此，从外部来看计算机似乎是以同时的顺序来发送和接收相同的信息。该方法的目的不是保证两个执行情况的瞬时正确性，而是并联工作的计算机执行的操作和该组的主计算机执行的操作没有不一致性。这就减轻了由复制引起的对计算机的负担，除了一个连接到计算机的数据传输总线外，它不需要任何特殊的设备，而对于一个分布交换系统，在任何情况下数据传输总线都是需要的。

在现有技术的这种基于信息的复制方法中，开始必须产生一个热备用进程，与要复制的现用进程并行，并且必须使热备用进程回到要复制的现用进程相同的动态状态。通过首先将备用单元回到一个所谓的初始稳定状态，然而回到一个与现用单元相一致的状态，根据计算机单元的层次，这意味着使备用单元脱离冷备用状态进入热备用状态。将适宜的程序代码和数据文件装入备用单元，并且起动主进程，于是完成了初始的稳定状态。在这个初始状态中，所有无状态进程已处于实际的工作状态。而所有状态定位的进程还必须从初始稳定状态回到一个和现用单元相一致的状态。这个步骤称为一个进程或一个计算机单元的加热步骤。加热步骤可能是被动的或主动的。被动的加热指的是按照复制计算产生新的计算，并且随着时间，备用单元中等效计算的数量越来越接近于现用单元中并联计算的总数量。被动加热步骤不会给出任何关于备用单元将达到和现用单元一致状态的保证。也就是被动加热步骤将成功地结束，并且被动加热步骤不会提供任何最后的判决标准给两个加热进程。由于这个原因，并且因为被动加热可能会持续太久，所以需要主动加热。主动加热指的是一种步骤。那里现用单元的状态定位进程中状态变量的现时值被拷贝成备用单元的相应的状态变量。主动加热步骤还提供何时加热成功地结束的判据。

对于主动加热提出许多要求。加热步骤可适用于全部或至少大部复制有效计算的动态状态的应用中，也就是传送到备用单元的计算而不停止主单元中由外部进程控制的有效计算。加热步骤对于应用来说应尽可能是透明的。此外，对于现用单元的工作加热步骤引起的干扰应尽可能小，并且它们决不引起现用单元计算方面的误差，当备用单元已经达到一致状态时它们应该结束。

本发明的目的是满足上述要求的一种加热方法。用引言中陈述的那种加热方法就能达到这个目的，依照本发明的加热方法的特征如下：

当控制单元停止执行其它任务时，如果检测出在进程组中所有进程都不具有将被指定由其执行的任务时，则暂时冻结现用控制单元中的现用进程或者将被复制的现用进程组，同时保持工作中的现用控制单元的其它进程。

在进程的任务请求队列中，现用进程的冻结状态期间，记录该任务请求输入，收集要发送的状态数据，以一批或多批的方式发送收集的状态数据给备用单元，在备用单元中为现用进程产生一个备用进程，将第一批状态数据所含有的状态数据装入备用进程，发送一个确认信号给现用控制单元，检查现用进程仍不具有任何任务请求，如果没有任务请求，则知道冻结是成功的，如果有任务请求，则知道冻结是失败的。

本发明方法的第二实施例的特征如下：

暂时冻结现用进程或现用控制单元中将被复制的现用进程组的操作，同时保持工作中现用控制单元的其它进程，发送现用进程队列中任务请求的拷贝到备用单元，并记录在已经发送任务请求的现用单元中，

在进程的任务请求队列中现用进程冻结状态期间，记录任务请求输入，收集要发送的状态数据，并以一批或多批方式将它发送到备用单元，在备用单元内为现用进程产生一个备用进程，将第一批状态数据所包含的状态数据装入备用进程，将任务请求的上述拷贝装入备用进程的任务请求队列，其顺序和它们在现用进程的任务请求队列的顺序一样，发送一个确认信号到现用控制单元，除了发送到备用单元的那些拷贝外，检查有没有新的任务请求来到现用进程，如果没有新任务请求到达，就知道冻结是成功的，如果新任务请求已经到达，就知道冻结是失败的，在本发明中，同时被加热的备用单元的部件一度称为加热实体或组。如果加热实体是一个单独的进程，这将是理想的。在最坏的情况下，备用单元的全部进程可包括在相同的加热实体内。由于在加热期间加热实体的内容不会改变，后一情况意味着不长时间地停止计算，加热将是不可能的。在本发明中，它在信息控制的复制系统方面起作用，形成加热实体的并且要被复制的现用进程或更大的进程组的工作在现用控制单元中被暂时中断(冻结)。在本发明的一个实施例中，在免除计算机的其他任务后，根据进程组的核心状态可以发现所有进程都不具有由核心指定由进程来执行的任务，这可认为是冻结的标准。在一个基于信息处理的系统中，例如进程的输入信息的队列是空的，则进程没有任务的事实可从这里检测出来。另外的核心状态(变量)比如是进程的通信状态和进程的运行状态(等待任务，准备运行，运行等等)。然而，不包含在这个加热实体的现用单元的那些其他进程同时保持在正常工作中。从其它进程的观点来看冻结状态内的一个进程是正常的，于是它们能发送信息给它。可是，冻结状态内的一个进程不能执行一个单独的操作，但输入给它的信息从它们开始被进程处理的地方被接引到进程的输入信息的队列。

直到冻结状态结束为止。在本发明中，由于尽力引导加热进程到现用单元的小型闲置的进程组，也就是到没有要处理的输入信息的哪些组，现用单元的工作实际上可能会持续正常工作。在现用单元的其他工作方面可能会检测出的唯一干扰是处理信息方面的延迟，这可能是在冻结单元的信息队列中得到的。

为了成功的加热进程的一个先决条件就是当现用进程的状态数据传送到备用过程时，这个状态数据不改变。在本发明的一个实施例中，这是保证的，为此现用进程的输入信息的队列必须保持是空的或是不变的，由此得知加热是成功的。如果队列不是保持空的或不是保持不变，则加热失败，并且备用进程返回到初始的稳定状态，而现用进程从冻结状态返回。如果现用进程的空的输入信息队列不是开始冻结的先决条件，在本发明的一个实施例中，在冻结开始时将现用进程的信息队列拷贝到备用单元的信息队列，并将此拷贝的信息作出标记，备用进程信息队列的一致性和现用进程信息队列的不变性就得到保证。如果在备用进程指示自己能够接收到达信息队列的信息之前，新信息来到现用进程的信息队列，则得知加热失败。可是，在用于备用进程的相应的信息队列产生后，允许接收到达冻结状态中队列的信息也是可能的。本发明的安排仅是保证在现用进程和备用进程冻结和为它产生信息队列的期间，在现用进程的信息队列中已到达的单独信息没有丢失。本发明加热方法的特点是适应于实时环境，因为从检查点到现时状态，没有返回的任务要求备用单元来执行。按照加热的顺序将一致的状态从现用单元拷贝到备用单元。为了成为更新的，备用单元不再执行以前由现用单元执行的任务。

由于实时的要求，数据能够由一个进程传输到另一个进程，并记录在主存贮的文件中，也就是始终都位于计算机存贮器内的文件中。这些文件在永久性存贮器内，例如在一个磁盘上，可能有一个拷贝。可是如果文件包含关于系统状态的快速变化的数据，情况就不总是这样了。主存贮器文件可用一组数据单元的模型来说明。在某些主存贮器文件中每个数据单元是一组变量的模型。数据单元不同于进程的自身变量，因此它们不一定需要和一个进程紧密地连系在一起，例如：A)数据单元的某些子集D

1可由所有进程来读取，B)数据单元的某些集D

2的值由一个进程写入而由另一进程读取。如果数据单元不是用于从一个进程到另一个进程的数据传输，则数据单元可被认为等于实际写入过程的变量，并和该进程一起加热。

如果数据单元用于从一个进程到另一个进程的数据传输，加热顺序就规定在过程之间，以便在加热写入器进程和数据单元之后，再加热读取器进程。这保证了在加热期间和现用单元不一致的状态数据通过数据单元不能传播。

在本发明的一个实施例中，在状态数据成功地加热之后，当需要时执行与现用进程连接的单独数据单元的传送，从现用控制单元到备用单元。这些单独的数据单元不是用于改变进程状态变量，或是产生一个用于发送到另外进程的内部信息的内容。在一个实时交换系统中这种单独的数据单元，比如说，可能是在生产者或顾客的业务范围内收集的统计和收费数据。例如，一大群用户的一个脉冲计数器文件是这样大，以致它不能象一个实体那样加热，但它可分为一组单独的数据单元。每个数据单元作为一个独立的单元来传输数据。脉冲计数器和其他计数器都是状态变量，对一个目标收集到的统计数据是不变的状态定位的计算。一个进程对目标群执行收集数据，但不同目标的计算工作彼此间毫无关系。

按照本发明，这种单独数据单元的传送包含以下步骤：将要传送的单独数据单元的现时值记录在备用单元内，请求现用控制系统发送上述单独数据单元到备用单元，读取现用控制系统中的上述单独数据单元并将它发送到备用单元，保证在传送状态时没有指向数据单元的写入动作发生，比较备用单元中数据单元的现时值和上述记录值，以及如果数据单元的现时值和记录值相等，则写入从现用控制单元接收的数据单元的值作为备用单元的数据单元的现时值，如果数据单元的现时值和记录值不同，则确定传送失败，并舍弃从现用控制单元接收的数据单元的值。

这样，本发明使处于有限应用的文件拷贝从现用单元到备用单元成为可能，因此当拷贝继续进行时现用单元的应用可继续更新数据。只有当这个数据在现用单元内更新而现用单元同时被拷贝到要加热的备用单元的时候冲突才产生。此外，在从现用单元搜索数据单元的正确值之前将数据单元的未更新值记录在备用单元内，此后，只有当备用单元内的值由于另外的原因在搜索期间没有改变的时候，将搜索值写入备用单元，才可能检测出冲突并可防止拷贝的虚假数据。检测依据的事实是相同的外部操作指向备用单元和现用单元。如果备用单元内数据单元的值在搜索期间改变，因而偏离于搜索前的记录值，则认为搜索值是虚假的，而加热被认为是失败的。本发明使复制成为可能，并且，通常使用在实时系统内含有许多动态数据的大型文件，因此在拷贝进行时，现用单元可继续执行正常的任务。这种文件很好地适用于收集电话交换机中有很多的脉冲计数器。现在有效的加热方法并不限制它们的使用。

现在利用带有参考附图的优选实施例更详细地描述本发明，其中

图1是一个使用本发明方法的电话交换机的方框图，

图2是复制进程区段间数据传输的说明图，

图3说明按照本发明的现用加热进程，

图4说明按照本发明的单独数据单元的加热。

下面，将联系数字电话交换机来说明本发明，但本发明的加热方法还可应用于任何其它的复制实时系统，特别是在传输信道间交换连接的同类型的传输技术交换设备中。图1中，受控目标是一个交换部件或交换信息组1，它受控于一个功能分配的控制部件2，那里主要示出了一般的单元类型。交换部件1可包含一个交换矩阵以及所需的信令和语音处理设备。在控制部件2的控制下，交换部件1转换传输信道的第一组即线路L1……LN，和传输信道的第二组L′1……L′N间的连接。

在控制部件2，控制功能已分配到几个通过高速并行信息总线互连的微处理器单元21A-21E，22A-22D，23和25。取代信息总线，任何其他合适的数据传输装置也可用于控制部件2的内部数据传输。

图1表示两种功能专用的控制计算机类型，即是用于转换控制的标志器25和一个操作和维护单元23。并且示出了不同的信令单元(SIG)21A-21E和业务功能单元(SU)22A-22D。

信令单元21中至少有一个单元是分配给输入呼叫处理，因此它的功能至少包含输入信令的处理，输入呼叫的控制，呼叫计费和资源管理，这里资源指的是例如业务信道时隙，呼叫识别和连接。

信令单元21中至少有一个单元操作一个输出呼叫的信令，因此，它包含输出呼叫控制和输出信令的处理。

标志器25包括连接的处理。

业务单元22中的一个或多个单元包含用于用户，线路，干线的程序块，和路由数据恢复业务。此外，一个或几个业务单元可包含用于呼叫统计和计费数据的收集功能。

至少上述的某些计算机是由复制这些功能支持的，也就是通过并联使用两个或多个实际上同时执行相同进程的计算机装置。下面将利用与一个现用控制单元并联的情况相连系的例子来解释本发明，另外的控制单元按照热备用原理起到一个备用单元的作用，因此当现用单元失效时，那里需要，它可立即投入使用。这样一个复制原理称为2N方法。可是，本发明也希望能和N+1复制方法一起使用，当控制单元转换时唯一的备用单元在使用之前必须首先和要被取代的单元一起进入热备用状态。于是最后的情况对应于2N冗余方法。

在本发明的一个优选实施例里，依靠所谓的多路发送原理所复制的一个系统得到应用，上述系统在芬兰专利申请912669中已有说明。在多路发送方法中，为一确定的呼叫或连接要执行的交换控制进程的子程序是在相对的非同步组内执行，通过一个数据传输总线，例如总线22，该组相互传送信息。备用单元的相应子进程组成相似备用组，它经过数据传输总线22也能发送信息。

现用单元WO内的子进程组和备用单元sp内的支持备用组相互间的关系是非同步的，因此这些组内彼此对应的子进程都是独立执行的。一个组内的子进程彼此直接地联系，而多个组经过一个公用数据传输总线22相互发送信息。图2表示两个现用进程Awo和Bwo，它们位于现用控制单元Wo内并都包括一个或多个子进程。因此，在备用单元sp中具有各自的复制备用进程Asp和Bsp。图2中，现用进程Awo给另一现用进程Bwo发送一个信息，例如这是包括关于交换该呼叫的信息。备用进程Asp也可组成同样的交换信息。但是，将来不会利用进程Awo的结果，进程Awo的交换信息按照多路发送原理被发送到现用进程Bwo和备用进程Bsp。这样就保证了进程Bwo和Bsp独立地继续该控制进程，并带有同样的起始信息。在芬兰专利申请912669中对多路发送原理有更详细的描述。

正如以前所解释的那样，通过装载必需的程序代码块和数据文件，并使主进程初始化，必须将备用进程从冷备用状态带入起始稳定状态，并且利用现用加热步骤通过将现用单元的状态定位进程中状态变量的现时值拷贝到备用单元的相应状态变量，将备用进程从起始稳定状态带到与现用进程相一致的状态。可从现用单元传送到备用单元的动态状态数据可能包含进程的状态变量，进程控制信息，现用时间计数器等等。如上所述，现用加热步骤对于现用单元的正常工作只能引起尽可能小的干扰，并且它决不引起现用单元工作的差错。

用本发明的加热方法可以得到以前说明的这些优点和其它优点。下面参考图3将说明本发明的第一个优选实施例作为一个例子。图3示出了一个现用单元wo和一个备用单元sp。要加热的复制进程在现用单元内标志为σ^wo，在备用单元内标志为σ 。加热步骤由一个核心程序块完成，它在现用单元内标志为Wwo而在备用单元内标志为Wsp。在加热步骤运行期间，现用单元WO和备用单元sp的其它进程进行正常。

在本发明的一个优选实施例中，用于加热步骤的起始条件如下：

1)σ^wo是执行接收状态，

2)进程σ^wo的输入信息队列是空的，

3)进程σ^wo已不禁止加热，

4)进程σ尚未被加热。

原理上，本发明的加热进程进行如下：

在图3的步骤1，进程σ^wo是冻结的，即进程的运行暂时被中断。冻结状态的进程由于现用单元的其它进程而存在，并且他们能发送信息给它。可是，冻结进程σ^wo不能执行程序代码的一个单独行，并且核心将输入信息放到进程σ^wo的输入信息队列。当冻结状态终止时，进程σ^wo将处理这些信息。

在图3的步骤2，将状态数据收集在加热实体上，进程σ^wo是它的一部分。

在图3的步骤3，该收集的状态数据从现用单元wo发送到备用单元sp。这个第一信息还包含一个对备用进程σ^sp的冻结命令。

在图3的步骤4，产生进程σ^sp，产生的备用进程是冻结的，而包含在从现用单元wo接收的信息中的状态数据，被写入备进程σ^sp。备用进程σ^sp的通信状态调整到“可达到”状态，并且用如同在现用过程情况中的相同方法，冻结的备用进程σ^sp将在步骤4后存在，用于系统的其它进程，他们能发送信息给它。核心将到达冻结的备用进程σ^sp的所有信息输入放到备用进程的输入信息队列以便以后处理。

在图3的步骤5，发送一个确认信号从备用单元sp到现用单元wo。

在图3的步骤6，检查现用进程σ^wo的输入信息队列。在上述步骤2-5期间，现用进程σ^wo的输入信息队列必须保持是空的，原因就是在步骤4备用进程σ^sp已经产生之前，相同信息的拷贝在备用单元sp内可能已丢失。

如果在图3的步骤6，现用进程σ^wo的输入信息队列保持是空的，则冻结是成功的。

如果在图3的步骤6，现用进程σ^wo的输入信息队列包含一个单独的信息，则加热失败，并从现用单元wo发送一个报告失败的消息到备用单元sp，备用进程返回到它的起始状态。现用进程σ^wo被解冻，并可继续处理，从冻结期间已来到信息队列的信息开始，为了以后加热该进程σ，核心进程w将作出新的努力。

如果冻结是成功的，但不是所有数据能以进程的步骤3中第一信息发送，另外的数据将在随后的信息中发送到备用单元sp，这个数据被写入备用单元sp内而每个信息是确认的。在这些后续的状态数据信息的传送期间，输入到进程σ的信息受到缓冲进入现用进程σ^wo和备用进程σ^sp两者的输入信息队列。这样，如果以信息为基础的复制原理在任何其它方面都不失败的话，则队列保持一致(从步骤4往前)由于这个结果，当正在发送含有状态数据的外加信息时，则进程σ^wo和σ^sp的队列在冻结期间不再必须保持是空的。

在图3的步骤7a，可以发现没有更多的状态数据要发送，现用进程σ^wo被冻结，并且按照它是在复制方式给出一个状态。

在步骤7b当最后数据信息的状态数据已经写入时，备用进程sp被冻结，并且按照它是在复制方式给出一个状态。

为了使应用所引起的干扰成为最小、使成功的概率成为最大，步骤1-7必须用高优先权来执行。可是，用于所有进程的全部步骤必须在应用的背景上运行，因此该应用能够在加热实体的加热间进行。由于这个结果，必须保持以下优先次序的规则：

加热实体选择≤应用≤一个实体的加热

在本发明的第二实施例中，现用进程的输入信息队列是空的这一事实不是开始加热的标准。而是，在进程或要复制的更大进程组的任务队列中，信息的任务请求的拷贝被送到备用单元sp并记录在信息已经发送的现用单元wo内。接着，以图3的实施例中的同样方式进行，但将以下情况除外，在步骤5上述信息拷贝是以和他们在现用进程σ^wo的信息队列中相同的顺序也记录在所产生的备用进程σ^sp的输入信息队列内。此后按照图3的步骤5发送这个确认信息，并在步骤6检查现用进程σ^wo的输入信息队列。换句话说，检查除了发送到备用单元那些拷贝外没有新信息进入现用进程σ^wo。如果没有新信息到达，可知冻结是成功的；如果新信息已经到达，则可知冻结是失败的。接着，按照图3的实施例进行。

上述的加热步骤适用于当包含进程σ和它全部数据单元的加热实体中数据总量不是太大的时候，如果大的数据单元组与进程σ连接，从实时应用的观点来看，同时传输全部数据就要占用太长的时间。结果，先前在这个应用中确定的所谓单独的数据单元在上述加热后的一个不同时刻以更小组的方式传输。

下面，将参考图4来说明按照本发明优选实施例的单独数据单元的加热步骤。

图4示出以下部分：

W_m是负责文件加热的核心主进程。

W_m ^sp是备用单元sp内进程W_m的副本。

W_h ^wo和W_h ^sp对应的是执行文件加热的现用单元wo和备用单元sp的辅助进程。

Δ＝{di｜i＝1，…，N}，是要加热的一组单独数据单元，

σ是一个进程，数据单元组与它连接。

在数据单元的加热开始前，进程σ以上述与图3有关的方式首先加热。此后，加热的步骤进行如下：

在图4的步骤1，备用单元sp的核心进程W_m ^sp要求它的辅助过程W_h ^sp来加热可在信息内传送的数据单元di。

在图4的步骤2，W_h ^sp记录要加热的数据单元。这个记录的数据假定是处于和现用单元对应的数据单元不一致的状态。该记录的内容标志为V(di^sp)＝U_SAV。

在图4的步骤3，W_h ^sp要求单元的辅助进程W_h ^wo发送所讨论的数据单元di。

在步骤4，辅助进程W_h w读取来自现用单元的数据单元并在步骤5将数据单元di发送到备用单元sp的辅助进程W_h ^sp。

在图4的步骤6，备用单元sp的辅助进程W_h ^sp读取来自备用单元sp的数据单元d(di^sp)的现时值U_cur并将它与记录值U_sav比较。如果U_SAV＝U_cur，从现用单元wo接收的数据单元di就写入备用单元sp内的单独的数据单元组中。如果U_sav与U_cur不等，则这个数据单元的加热失败，并且必须试图再次加热。这个测试保证在写入一个新内容之前，在步骤3，4，5，6期间指向数据单元di^sp的进程σ^sp的写入动作能够被检测出来(用其它进程，例如σ)。

在图4的步骤7，备用单元sp的辅助进程W_h ^sp确认到备用单元的核心进程W_m ^sp是一个成功的加热。如果这不是要传送的最后数据单元的问题，则W_m ^sp从步骤1继续，否则加热终止。

必须注意，在步骤4和5，如果实时问题产生的情况不会占用太长时间，则可传送几个信息。这使得数据单元能比一个信息的最大长度更大。因为加热占用相当长的时间，加热步骤由于实时要求必须运行在应用的背景内。为了满足这个要求和使对一个单独数据单元的加热时间最小，为了保证步骤6讨论的安全周期，以及为了使成功加热的概率最大，在执行进程时，使用以下的优先次序：

Pri(Wm)≤Pri(应用)＜Pri(Wh)。

这个规则保证了例如在步骤2、3期间进程σ^sp不能进行任何工作。

在加热实体包含几个主存贮器文件这样一个系统中，几个进程可读取和写入该文件，在写入器和实际主存贮器文件已被加热后，加热实体以数据读取器被加热的这样一个顺序得到加热。

与此有关的图表和解释只是打算说明本发明，在附属的权利要求的范围内，本发明的方法在其细节方面可能会有更改。

Claims

1.在复制的实时系统中，一种用于加热与现用进程并联的备用进程的方法，该系统包括一个控制装置，该控制装置至少包含一个现用控制单元，该单元永久地或当需要时具有一个复制的热备用的备用单元，因此，备用单元执行如同并联的现用控制单元同样的进程，其特征在于：

当控制单元停止执行其它任务时，如果检测出在进程组中所有进程都不具有将被指定由其执行的任务时，则暂时冻结现用控制单元中的现用进程或者将被复制的现用进程组，同时保持工作中的现用控制单元的其它进程，

在进程的任务请求队列中现用进程的冻结状态期间，记录该任务请求输入，啮合集要发送的状态数据，以一批或多批的方式发送所收集的状态数据给备用单元，为了现用进程，在备用单元中产生一个备用进程，将第一批状态数据所含有的状态数据装入备用进程，发送一个确认信号给现用控制单元，检查现用进程是否仍不具有任何任务请求，如果没有任务请求，则检测出冻结是成功的，如果有任务请求，则检测出冻结是失败的。

2.在一个复制的实时系统中，一种用于加热与现用进程并联的备用进程的方法，该系统包括一个控制装置，该控制装置至少包含一个现用控制单元，该单元永久地或当需要时可具有一个复制的热备用的备用单元，因此，备用单元执行如同并联的现用控制单元同样的进程，其特征在于：

暂时地冻结现用控制单元中现用进程或将被复制的现用进程组的操作，同时保持工作中的现用控制单元的其它进程，

将现用进程队列中任务请求的拷贝发送到备用单元，并记录在已经发送任务请求的现用单元中，

在进程的任务请求队列中现用进程的冻结状态期间，记录该任务请求输入，

收集要发送的状态数据，并以一批或多批的方式将它发送给备用单元，为了现用单元，在备用单元中产生一个备用进程，

将第一批状态数据所含有的状态数据装入备用进程，

将任务请求的上述拷贝装入备用进程的任务请求队列，其顺序和它们在现用进程的任务请求队列的顺序一样，

发送一个确认信号给现用控制单元，

除了检查发送到备用单元的那些拷贝外，还检查是否没有新任务来到现用进程，假如没有新任务请求到达，则发现冻结是成功的，假如新任务请求已经到达，则发现冻结是失败的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：现用控制单元和备用单元连接到控制装置的内部数据传输装置，而且所述任务请求是信息，任务请求队列是信息队列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：检查现用进程的任务请求包括检查现用进程的输入信息队列，因此，如果信息队列是空的，则现用进程没有任务请求，如果信息队列中有信息，则现用进程就有任务请求。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在冻结状态期间现用进程的输入信息队列中接收的信息和/或在冻结状态开始就有的信息，在冻结状态终止后得到处理。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在备用进程的加热失败后，发送一个误差信息给备用单元，备用进程返回到起始状态，在适宜的时刻进行一次新的加热尝试。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：加热成功后，现用进程保持在冻结状态，而包含上述收集的状态数据的更多状态数据批量从现用控制单元发送到备用单元，直到全部收集的状态数据已被发送并且备用进程的状态已经和现用进程取得一致为止，因此现用进程的冻结终止，并且返回到起动加热前已存在的核心状态，因此，它可以按照到达的或正在到达的信息执行正常的任务，而且同时设置备用进程从冻结状态到正常的工作状态。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：成功的冻结后，在备用进程的输入信息队列中接收到如同在现用进程的输入信息队列中同样的信息。

9.根据任一个先前权利要求所述的方法，其特征在于：在状态数据的成功加热后，实现了单独的现用数据单元的传送从现用控制单元到备用单元，上述单独的数据单元是不用于改变进程的状态变量也不用于产生一个发送到另外进程的内部信息内容的数据单元。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：单独数据单元的传送包含以下步骤：

将要传送的单独数据单元的现时值记录在备用单元内，

请求现用控制单元发送上述单独数据单元到备用单元，

读取现用控制单元内的上述单独数据单元并将它发送到备用单元，

将备用单元中数据单元的现时值与上述记录值相比较，在传送期间保证没有指向数据单元的写入动作已经发生，并且

如果数据单元的现时值和记录值相等，则写入从现用控制单元接收的数据单元的值作为备用单元的数据单元的现时值，

如果数据单元的现时值和记录值不同，则确定传送失败，并舍弃从现用控制单元接收的数据单元的值。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：单独数据单元的传送包含以下步骤：

请求现用控制单元发送上述单独数据单元到备用单元，

读取现用控制单元内上述单独数据单元，并将它发送到备用单元，

检查传送期间在备用单元中是否指向数据单元的写入动作已经出现，并且，

如果没有写入动作发生，则写入从现用控制单元接收的数据单元的值作为备用单元的数据单元的现时值，

如果写入操作已经发生，则确定传送失败，并舍弃从现用控制单元接收的数据单元的值。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：单独数据单元包含系统的计费和/或统计数据。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在其加热实体含有几个主存贮器文件的这样一个系统中，几个进程可以读取和写入该文件，加热实体是以这样的顺序加热，即在写入器和实际的主存贮器文件已经加热后，数据的读取器才加热。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征如下：实时系统是一个电话交换机，它包含转换装置，通过它可在第一传输信道组和第二传输信道组之间有选择地转换连接，而且上述控制装置是一个转换控制装置，它至少包含与转换控制装置的内部数据传输装置相连接的一个现用控制单元，上述控制单元永久地或必要时可具有一个复制的热备用的备用单元，该备用单元与上述数据传输装置相连接，因此，备用单元如同现用控制单元一样并联地执行相同的转换控制进程。