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Verfahren zur Steuerung des Informationsaustausches zwischen zwei
oder mehr Rechnern und rechnergesteuerten Einrichtungen, beispielsweise Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Steuerung des Informationsaustausches zwischen zwei oder mehr Rechnern und den
gesteuerten Einrichtungen, beispielsweise Fernmelde-, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen.
In neueren Vermittlungsanlagen ist häufig eine Steuerung durch Rechner vorgesehen.
Es werden aus Sicherheitsgründen meist zwei Rechner eingesetzt, um beim Ausfall
eines Rechners keinen Totalausfall der Vermittlungsanlage zu erhalten. Es wurde
auch bereits vorgeschlagen, bei normalem Betrieb die anfallenden Arbeiten auf beide
Rechner zu verteilen und beim Ausfall eines Rechners nur die wichtigsten Arbeiten
mit dem anderen Rechner zu erledigen. Dadurch ist es möglich, jeden der Rechner
mit einer vergleichsweise nur kleinen Reserve an Rechenkapazität und Speicherplatz
auszustatten. Wenn man die Verteilung der anfallenden Arbeiten auf beide Rechner
dem Zufall überlassen würde, so würden zwar im Mittel beide Rechner gleichmäßig
belastet werden. Durch die bei einer Zufallsverteilung auftretende Streuung wäre
es aber möglich, daß ein Rechner kurzzeitig überlastet würde, also z. B. mehr Arbeiten
annimmt, als er später gleichzeitig erledigen kann, während der andere Rechner nicht
ausgelastet ist. Auch aus anderen Gründen, z. B. zur Einsparung von Informationsvielfachen,
kann es erforderlich sein, den Informationsaustausch, z. B. die Absetzung der Anweisungen,
zu regeln.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, den Informationsaustausch zwischen zwei
Rechnern und den gesteuerten Einrichtungen, beispielsweise Fernmelde-, insbesondere
Fernsprechvermittlungsanlagen, so zu steuern, daß die anfallenden Arbeiten gleichmäßig
auf beide Rechner verteilt werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß jeder
Rechner periodisch mit der Frequenz, mit der die gesteuerten Einrichtungen Meldungen
abgeben und Anweisungen verarbeiten können, alle anstehenden Meldungen aus Empfängern
aufnimmt und seine erarbeiteten Anweisungen an Sender abgibt, daß diese beiden Funktionen
bei beiden Rechnern gleichzeitig, aber gegeneinander versetzt durchgeführt werden,
daß Folgemeldungen für bereits teilweise durchgeführte Arbeiten jeweils nur von
dem Rechner bearbeitet werden, der die gleiche Arbeit bereits teilweise durchgeführt
hat, und daß in jeder Periode nur ein Rechner Erstmeldungen bearbeitet.
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Wenn es vorkommen kann, daß beide Rechner gleichmäßig überlastet werden,
dann müssen mehrere Rechner eingesetzt werden. Daher besteht eine erweiterte Aufgabe
der Erfindung darin, die anfallenden Arbeiten bei einer Anlage mit mehr als zwei
Rechnern gleichmäßig auf alle Rechner zu verteilen, wobei hier insbesondere zu beachten
ist, daß keine anfallenden Arbeiten unzulässig lange unerledigt bleiben.
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Das Verfahren nach der Erfindung löst diese erweiterte Aufgabe dadurch,
daß zyklisch wechselnd jeweils nur einer der Rechner die Berechtigung zur Bearbeitung
von Erstmeldungen erhält, daß aber mehrere Rechner gleichzeitig die Berechtigung
zum Einschreiben von Anweisungen erhalten und auch mehrere Rechner gleichzeitig
alle Meldungen aufnehmen.
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Die einzelnen Merkmale und Weiterbildungen des Verfahrens nach der
Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert.
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F i g.1 zeigt ein Blockschaltbild der am Verfahren nach der Erfindung
beteiligten Einrichtungen; F i g. 2 zeigt an Hand eines willkürlich vorgegebenen
Beispiels in einem Zeitdiagramm die bei dem Verfahren nach der Erfindung auftretenden
Vorgänge;
F i g. 3 zeigt in einem Zeitdiagramm das für drei Rechner
erweiterte Verfahren nach der Erfindung.
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In dem Blockschaltbild nach F i g. 1 sind nur die am Informationsaustausch
beteiligten Einrichtungen dargestellt. Die gesteuerten Einrichtungen GE können z.
B. aus Verbindungssätzen, Koppelelementen und Teilnehmer_anschlußscbaltungen einer
Fernsprechvermittlungsanlage bestehen. Sie sollen im Beispiel von zwei Rechnern
R 1, R 2 gesteuert werden. Die gesteuerten Einrichtungen GE sind mit dem Rechnern
R 1, R 2 über Empfänger E und Sender S verbunden. Wenn eine der gesteuerten Einrichtungen
eine Meldung abzugeben hat, dann schreibt sie diese Meldung in einen der Empfänger
E. Der Empfänger kann der gesteuerten Einrichtung fest zugeordnet sein oder fallweise
zugeteilt werden. Die von den Rechnern R 1, R 2 erarbeiteten Anweisungen müssen
in Sender S eingeschrieben werden und können dann parallel oder nacheinander .die
gesteuerten Einrichtungen GE beeinflussen.
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Jeder Rechner besitzt ein Eingangsregister ER, in dem er die zu bearbeitenden
Meldungen zwischenspeichert, und ein Ausgangsregister AR, in dem er seine nacheinander
erarbeiteten Anweisungen bis zur nächsten Anweisungsübergabe zwischenspeichert.
Eine Meldung kann auch zu mehreren Anweisungen führen, und umgekehrt. Jeder Rechner
besitzt ein Rechenwerk R W 1 bzw. R W 2, das die eigentlichen Rechenoperationen
und Verknüpfungen--durchführt und dazu mit den Eingangs- und Ausgangsregistern ER,
AR und einem Speicher Sp zusammenarbeitet, in dem Informationen über den Zustand
der gesteuerten Einrichtungen GE und Programme gespeichert sind. Durch die gestrichelte
Linie soll angedeutet werden, daß eventuell für beide Rechner ein gemeinsamer Speicher
benutzt werden kann, Die Funktion der Ein- und Ausgangsregister kann durch listenförmige
Teile des Speichers Sp mit übernommen werden.
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Aus den oben bereits genannten Gründen ist es erforderlich, den Informationsaustausch
zwischen den gemeinsamen Empfängern E und Sendern S einerseits und den Rechnern
R 1, R 2 andererseits zu regeln. Der Informationsaustausch könnte nacheinander über
ein Leitungsbündel erfolgen, Für .die weitere Beschreibung soll aber angenommen
werden, daß der Informationsaustausch zwisclhen allen Empfängern.E und .allen Eingangsregistern
ER bzw. zwischen allen Ausgangsregistern AR und allen Sendern S jeweils parallel
erfolgt, daß also die dargestellten Leitungen mehrere Leitungsbündel verkörpern.
Die darin enthaltenen Torschaltungen sind symbolisch als Iontakte k1 bis k4 dargestellt,
Sie werden beim Vorliegen eines entspreclhenden Befehls vom Rechner und/oder einer
z. B, durch einen Taktgenerator zyklisch zugeteilten Berechtigung geschlossen.
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An Hand der F i g. 2 soll jetzt das Verfahren nach der Erfindung näher
erläutert werden. Das Zeitintervall k = t2-tl wird entsprechend der Arbeitsgeschwindigkeit
der gesteuerten Einrichtungen GE gewählt. Nach jedem Zeitintervall k stehen neue
Meldungen in den Empfängern E bzw. neue Anweisungen in den Sendern 5, Das Zeitintervall
k ist wesentlich kürzer als die Dauer der vollständigen Erledigung einer anfallenden
Arbeit, also z. B. eines vollständigen Verbindungsaufbaues, Daher kann es sich bei
den Meldungen um Erstmeldungen EM oder um Folgemeldungen FM zu einer bereits teilweise
erledigten Arbeit handeln. In jedem Zeitintervall k besitzt nur einer der Rechner
die Berechtigung, Erstmeldungen EM zu bearbeiten, von t1 bis t2 der
Rechner R 1, von t 2 bis t 3 der Rechner R 2, von t 3
an wieder
der Rechner R1 usw. Diese Berechtigung kann den geplinern vom Taktgenerator zugeteilt
werden, sie kann aber auch von einer internen Kippschaltung bestimmt werden.
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In der unterstgn Zeile der F i g. 2 ist ein Beispiel dafür angegeben,
welche Erstmeldungen EM und Folgemeldungen FM zu verschiedenen Zeiten t 1,
t 2
und t 3 in den Empfängern E 1 bis E 5 anstehen. In der nächsten
Zeile ist gezeigt, welche Anweisungen AW in den Sendern S1 bis S9 zu verschiedenen
Zeiten enthalten sind.
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In den nächsten vier Zeilen ist gezeigt, zu welchen Zeiten die Kontakte
k i bis k 4 geschlossen werden, und die obersten vier Zeilen erläutern die
Verteilung der Arbeiten auf die Rechner R.1 und R 2, dabei ist jeweils dargestellt,
wann eine Meldung im Eingangsregister .1 abgefragt wird und wann An= Weisungen im
Ausgangsregister AR eingeschrieben werden.
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Zum Zeitpunkt t 1 .enthalten die Empfänger E 1 bis E 5 im Beispiel
eine Folgemeldung FM für den Rechner R 2, eine Erstmeldung EIV1, :eine
Folgemeldung FM für .den Rechner R2, eine Folgemeldung FM für den Rechner R 1 und
;eine Folgemeldung für den Rechner R 2. In diesem Zeitpunkt sollen die symbo--lichen
Kontakte kl und k4 ges,chlossen werde, Dar gut übemimmt :der Rechner R 1 alle anstehende
Meldungen aus .den Empfängern in sein Eingangsregister ER. GleiclIzeitig überträgt
der Rechner li' 2 seine in der vorausgeganggngn Arbeitsperiode erarbgitetgn A.W
in die Sender S 1 bis S4.
Unmittelbar anschließend werden die Kontakte k1
und k4 geöffnet und dafür die Kontakte k2 und k3 geschlossen, Damit
gibt der Rechner R1 seine in der vorausgegangenen Arbeitsperiode erarbeiteten Anweisungen
_A>3' in die Sender SS bis S ß. Glpiehzeitig übernimmt der Rechner R _2 alle in
den Empfängern E 1 bis E 5 anstehenden Meldungen in sein Eingangsregißter
ER. Naeli der überaahme werden die Meldungen in den Empfängern gelöscht, bzw. sie
werden von den nächsten Meldungen überschrieben. Die Schraffur in der Zeile k1 soll
andeuten; daß dem RechnerRl für das Zeitintervalltl bis t2 die Berechtigung zur
Bearbeitung von Erstmeldungen zugeteilt wird.
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Nach der Meldpngsiibernahme beginnen beide Rechner mit der Bearbeitung,
Es soll bei der weiteren Beschreibung des Beispiels angenommen werden, daß jeder
Rechner eine Erstmeldung und die für ihn bestimmten Folgemeldungen durch Vergleich
der gemeldeten Information und der im Speicher festgehaltenen Information erkennt.
Die aus dem ersten Empfänger E 1 stammende Meldung wird beim Rechner R 2 bearbeitet
und führt zu drei Anweisungen, die der Rechner R 2 in seinem Ausgangsregister
AR einschreibt. Dann fragt er in seinem Eingangsregister die aus dem zweiten
Empfänger E2 stammende Meldung ab, erkennt darin eine von ihm in diesem Zeitintery_all
nicht zu bearbeitende Erstmeldung EM und fragt daraufhin die nächste Meldung in
seinem Eingangsregister ab. Dies ist wieder eine von ihm zu bearbeitende Folgemeldung,
die zu einer einzelnen Anweisung führt. Nachfolgend fragt er die vierte Meldung
ab, diese ist nipht für ihn bestimmt, Dann. bearbeitet
er die für
ihn bestimmte fünfte Meldung, die zu zwei weiteren Anweisungen führt, Entsprechend
bearbeitet der Rechner R 1 nur die zweite und vierte Meldung, also eine Erstmeldung
EM und eine für ihn bestimmte Folgemeldung FM,
die zu einer bzw. zwei
Anweisungen führen, die der Rechner R 1 in sein Ausgangsregister AR einschreibt.
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Zum Zeitpunkt t 2 stehen in den Empfängern E 1 bis E 5 neue Meldungen
FM (R 1), EM, EM, FM (R 1)
und FM (R 2) an. Es werden zunächst die Kontakte
k2 und k3 geschlossen, damit übernimmt der Rechner R 2 die neuen Meldungen in sein
Eingangsregister ER, und der Rechner R 1 überträgt die von ihm im Zeitintervall
t1 bis t2 erarbeiteten Anweisungen in die Sender S1 bis S3. Dann werden die Kontakte
k2 und k 3 geöffnet und dafür die Kontakte k 1 und k 4
geschlossen,
damit übernimmt der Rechner R 1 die neuen Meldungen, und der Rechner R 2 gibt die
von ihm im Zeitintervall t 1 bis t 2 erarbeiteten Anweisungen an die
Sender S 4 bis S 9 ab. Im Zeitintervall t 2
bis t 3 erhält der Rechner
R 2 die Berechtigung zur Bearbeitung der Erstmeldungen EM. Der Rechner R 2 bearbeitet
die zweite, dritte und fünfte Meldung und schreibt die jeweils erarbeiteten Anweisungen
in sein Ausgangsregister AR ein. Der Rechner R 1 bearbeitet die erste und vierte
Meldung und hat zusammen vier Anweisungen abzusetzen.
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Im Zeitpunkt t 3 stehen die neuen Meldungen FM (R 1), Fm (R 2),
EM, EM und FM (R 2) an. Zunächst nimmt der Rechner R 1 alle neuen Meldungen
in sein Eingangsregister ER auf, während der Rechner R2 seine Anweisungen AW in
die Sender S1 bis S 5 überträgt, dann nimmt der Rechner R 2 alle neuen Meldungen
in sein Eingangsregister auf, während der Rechner R 1 seine im Zeitintervall
t 2 bis t 3 erarbeiteten Anweisungen in die Sender S 6 bis
S 9 überträgt. Im Zeitintervall ab t3 bearbeitet wieder der Rechner R 1 die
Erstmeldungen EM und die für ihn bestimmten Folgemeldungen FM, während der Rechner
R 2 nur die für ihn bestimmten Folgemeldungen FM bearbeitet.
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Entsprechend wird das Verfahren fortgesetzt. Das Beispiel wurde willkürlich
so gewählt, daß alle möglichen Fälle erläutert werden können.
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F i g. 3 zeigt ein Zeitdiagramm zur Steuerung des Informationsaustausches
bei einer Anlage, die von drei Rechnern R 1, R 2 und R 3 gesteuert wird. Im Zeitpunkt
t 1 wird der Rechner R 1 mit den Empfängern E verbunden und nimmt alle Meldungen
auf, während die Rechner R 2 und R 3 ihre Anweisung an die Sender S geben. Eine
gegenseitige Behinderung der Rechner R 2 und R 3 kann mit bekannten Mitteln verhindert
werden. Der Rechner R 1 erhält gleichzeitig die Berechtigung zur Bearbeitung von
Erstmeldungen.
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Anschließend nehmen die Rechner R 2 und R 3 alle Meldungen auf, während
der Rechner R 1 zum Absetzen seiner Anweisungen mit den Sendern S verbunden wird.
In den nachfolgenden Zeitpunkten t2, t 3 usw. werden die Berechtigungen zyklisch
vertauscht, so daß jeweils nur ein Rechner die durch eine doppelte Schraffur angedeutete
Berechtigung zur Bearbeitung von Erstmeldungen erhält, aber jeder Rechner in jeder
Periode die Möglichkeit zur Aufnahme seiner Folgemeldungen und zum Absetzen seiner
Anweisungen erhält. Dies ist insbesondere bei einer Anlage mit einer Vielzahl von
Rechnern wichtig.
| Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen |
| Bezugszeichen Ursprungssprache D |
| GE . . . . . . . . . . . . . . . Gesteuerte Einrichtungen |
| R 1, R 2 . . . . . . . . . . . Rechner |
| E, E1 ... Ein ..... Empfänger |
| S, S1... Sn ....... Sender |
| ER ............... Eingangsregister |
| AR .............. Ausgangsregister |
| R W 1, R W 2 ....... Rechenwerk |
| Sp ............... Speicher |
| k 1... k 4 . . . . . . . . . Kontakte |
| k ................ Zeitintervall |
| EM .............. Erstmeldungen |
| FM .............. Folgemeldungen |
| t 1, t 2 . . . . . . . . . . . . . Zeitpunkte |
| AW .............. Anweisungen |