DE2322349B2 - Anordnung zur anzeige einer zeitlich abnormalen programmausfuehrung in einem prozessteuernden rechner, welcher auf verschiedenen prioritaetsstufen arbeitet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Anzeige einer zeitlich abnormalen Programmausführung in einem prozeßsteuernden Rechner, welcher auf verschiedenen Prioritätsstufen arbeitet, von denen jede aus einer Anzahl von Programmabschnitten besteht, wobei in dem Rechner ein Register mit einer Stelle für jede der Prioritätsstufen, welche durch ihren Zustand anzeigt, daß auf der entsprechenden Prioritätsstufe gearbeitet wird, und ein Taktgeber vorgesehen ist.

Ein derartiger Rechner ist durch die DT-OS

349 19 09 632 bekannt geworden, ohne daß dort eine Überwachung abnormaler Programmausführungen vorgesehen ist. Bei diesem Rechner ist weiter ein Steuerregister vorgesehen, welches auf das Register mit den Stellen für die Prioritätsstufen arbeitet. Auch logische Schaltungen werden bei diesem Rechner insbesondere am Ausgang des letzterwähnten Registers verwendet.

Durch die Druckschrift IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 13, Nr. 8, Januar 1971, S. 2342 ist weiter bekannt, eine gegebene Operation hinsichtlich ihrer Zeitdauer zu überwachen und diesbezüglich zu begrenzen, wobei zur gleichzeitigen Überwachung der Zeitdauer vieler Operationen ein einziger Zähler verwendet wird.

In einem System der eingangs erwähnten Art erfolgt der Ablauf des Verkehrs dadurch, daß verschiedene Programme abgeiufen und ausgeführt werden, die entscheiden, welche Schritte in dem System zu unternehmen sind. Die verschiedenen Programme werden dann während sogenannter primärer intervalle abgerufen, welche Zeitintervalle bedeuten, während denen die Programme periodisch in Abhängigkeit von ihren entsprechenden Prioritätsstufen ausgeführt werden, wobei die Programme mit der höchsten Prioritätsstufe zuerst abgerufen und ausgeführt werden. Dabei kann es vorkommen, daß die Programme nicht alie innerhalb des Intervalls ausgeführt werden, sondern daß es am Ende des primären Intervalls nötig wird, die Ausführung eines bestimmten Programms zu unterbrechen, welches dann während eines späteren primären Intervalls abgerufen wird, vgl. z. B. die SW-PS 3 30 445. Die Dauer der primären Intervalle wird bestimmt mit Hilfe eines Zählers in der Zentraleinheit des Rechners, während der Zähler durch einen Oszillator stufenweise vorwärtsgeschaltet wird. Wenn der Zähler einen bestimmten Wert erreicht hat, wird das Ende des primären Intervalls angezeigt.

Bei einem integrierten rechnergesteuerten Fernmeldesystem ist es wichtig, daß eine vollständige Steuerung auch bei auftretenden abnormalen Zuständen in dem System erzielt werden kann. Solche abnormalen Zustände können sich aus einer gelegentlichen Häufung des Verkehrs ergeben, durch welche bestimmte Programme überlastet werden, so daß die Ausführungszeiten verlängert werden, was zu einer Zeitverschiebung bei der Ausführung der anderen Programme führt, einer sogenannten Programmverschiebung. Das Ergebnis hiervon kann eine verringerte Leistungsfähigkeit bei der Abwicklung des Verkehrs sein, welche weiter gestört werden kann oder im schlimmsten Falle zu einem vollständigen Stopp in der Programmausführung führt, wenn keine Maßnahmen ergriffen werden. Ein auftretender abnormaler Zustand in dem System kann seinen Ursprung auch in einem Teil der Software oder Hardware haben, was ebenfalls zu einem vollständigen Stopp der gesamten Programmausführung führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zeitlich abnormale Zustände in der Programmausführung eines Rechners der eingangs beschriebenen Art anzuzeigen und die maximale Nutzung der gesamten verfügbaren Verkehrskapazität des Rechners durch Eliminieren einer ungesteuerten Programmverschiebung zu ermöglichen. Eine solche Programmverschiebung kann in rechnergesteuerten Fernmeldesystemen, bewirkt durch in dem System beim Abrufen und bei der Ausführung tkr verschiedenen zeitgebundenen Programme auftretende Zeitdifferenzen, vorkommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß je ein erster binärer Zähler für jede der Prioritätsstufen und je ein zweiter binärer Zähler für jeden ausgewählten Programmabschnitt in den Prioritätsstufen, dessen Ausführung überwacht werden soll, vorgejenen ist, uer 1 aKige^er zum stuier 'vciscu Vorwärtsschalten der Zähler in Abhängigkeit des Beginns der zu überwachenden Prioritätsstufen bzw. Programmabschnitte kontinuierlich Signale abgibt, logische Schaltungen zum Ermöglichen des Vorwärtsschaltens der Zähler mit iiilfe von Signalen von dem Taktgeber abhängig von der aktivierten Prioritätsstufe und den zu «lieser gehörenden Programmabschnitten vorgesehen lind, ein Steuerregister vorgesehen ist, dessen verschiedene Stellen den zu überwachenden Prioritätsstufen _!5 »nd Programmabschnitten entsprechen, und Verbindungen zwischen ausgewählten Stellen der binären ZäJiler und den zugehörigen Stellen des Steuerregisters jum Auslösen von Ausgangssignalen dej Steuerregigters durch. Aktivieren der entsprechenden Stellen des Steuerregisters bei Erreichen einer vorbestimmten Zählstellung und weitere Verbindungen zum Überfühien der Ausgangssignale zu einer Zentralsteuereinheit des Rechners zwecks Einleitung eines Steuerprogramms für die Beseitigung der abnormalen Programmausführung vorgesehen sind.

Zweckmäßig ist die Anordnung so aufgebaut, daß in dem ersten binären Zähler eine bestimmte Zählerstelle finer ersten Zeit, gezahlt seit der Aktivierung der zugefcörigen Prioritätsstufe, zugeordnet ist, zu welcher Zeit dem Steuerregister ein Warnsignal zugeführt wird, aus dem sich ergibt, daß die Zeit für eine normale Programmausführung auf dieser Prioritätsstufe überschritten wurde, und daß in dem gleichen Zähler eine bettimmte Zählerstelle einer zweiten Zeit zugeordnet ist, welche ebenfalls seit der Aktivierung der Prioritätsstufe gezählt wird, zu welcher Zeit dem Steuerregister ein Alarmsignal zum Verhindern eines Stopps in der getarnten Programmausführung zuzuführen ist.

Mit einer solchen Anordnung erfolgt die Überwa-Chung der Prioritätsstufen und der Programmabschnitte durch ein Warnsignal nach Ablauf der normalen Ausführungszeit und durch ein Alarmsignal nach Ablauf eines zur Ausführungszeit hinzukommenden Zeitintervalls. Zur Realisierung dieser Signale sind jeweils Zähler vorgesehen, die der Ausführungszeit und der Ausführungszeit einschließlich dem genannten Zeitintervall entsprechend voreingestellt sind.

Es ist also mit einer solchen Anordnung möglich, eine tutomatische Nachricht zu übermitteln, wenn Steuerprogramme abgerufen werden sollen, welche di; Ab-■ormalitäten des Systems beheben, worauf sofortige Maßnahmen zu ergreifen sind, um einen vollständigen Stopp des Rechners zu vermeiden.

Die vorliegende Anordnung basiert auf der Beobachlung, daß, wenn abnormale Zustände in einem Ferntieldesystem mit Speicherprogramm auftreten, diese dadurch angezeigt werden können, daß die Programmzeiten, d. h. die zum Ausführen der Programme auf verschiedenen Prioritätsstufen erforderlichen Zeiten, ver ("> längert werden. Durch Messen der für diese Ausfüh rung erforderlichen Zeit ist es so möglich, festzustellen, ob abnormale Zustände in dem System auftreten oder nicht. Die Erfindung ermöglicht es mit Hilfe von Zählschaltungen, die absolute Zeit der Programmausfüh- f'5 rung dadurch zu messen, daß das stufenweise Fortschreiten dieser Schaltungen durch einen Taktgeber gesteuert wird, welcher die primären Intervalle ;uueri.

Die Zeitmessung enolgt so durch Fortschalten der Zähkchaltungen abhängig von einem Taktgeber und nicht abhängig von einem Programm, in welchem Falle ein Zeitwert in die Zählschaltungen mit Hilfe des Rechenprogramms eingespeichert wird. Hierdurch ist es auch möglich, den Zustand der Programmausführung beim Stoppen dadurch zu erhalten, daß das stufenweise Weiterschalten der anderen Zähler unterbunden wird.

Das Oberwachen der Ausführung eines Programms oder eines Programmabschnittes ist also unabhängig von einer eventuellen Unterbrechung dieses Programms oder Programmabschnittes, so daß eine zuverlässige Anzeige einer abnormalen Programmausführung auch in diesem Fall erhalten werden kann. Wenn nämlich ein Programm oder ein Programmabschnitt unterbrochd-worden ist, hört der zugehörige Zähler auf zu zählen und beginnt erst dann wieder zu zählen, wenn dieser Programmabschnitt wieder angerufen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein schematisches Zeitdiagramm für ein primäres Intervall, während dessen Programme mit verschiedenen Prioritätsstufen ausgeführt werden,

F i g. 2 ein schematisches Zeitdiagramm für eine Prioritätsstufe innerhalb des primären Intervalls wie auch für einen beliebigen Programmabschnitt in diesem Intervall und

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Anordnung zur Anzeige einer zeitlich abnormalen Programmausführung.

F i g. 1 zeigt ein schematisches Zeitdiagramm für drei verschiedene Prioritätsstufen oder Programmstufen in einem willkürlich gewählten primären Intervall Tp, in welchem jede Stufe während der Zeitintervalle tA, tB und rCbehandelt wird. Die Behandlung der verschiedenen Stufen beginnt mit dem Lesen vorgewählter binärer Ziffernwerte, welche in ein Register eingespeichert sind, und welche zu jeder der Stufen gehören, wie es im Zusammenhang mit F i g. 3 beschrieben werden wird. Die Bezugszeichen Pa 1 bis Pan, Pb 1 bis Pbn, Pc 1 bis Pen bezeichnen verschiedene Programme, welche während des ersten Intervalls während ihrer entsprechenden Prioritätsstufen abgerufen und während der Zeiten ta 1 bis tan, tb \ bis tbn und te 1 bis ten ausgeführt werden. Die Programme Pa 1 bis Pan haben die höchste Priorität, und infolgedessen werden diese Programme als erstes auf der Prioritätsstufe A ausgeführt. Hierauf werden die Programme Pb 1 bis Pbn auf der Prioritätsstufe B und die Programme Pc 1 bis Pen auf der Prioritälsstufe C folgen. F i g. t soll die Zustände bei normaler Programmausführung darstellen.

Es ist wichtig, daß die Ausführung der verschiedenen Programme innerhalb der für jedes Programm vorgeschriebenen Zeit erfolgt, um zu vermeiden, daß die anderen Programme verzögert oder möglicherweise verschoben werden. Entsprechend dem Gedanken der Erfindung wird die für die Behandlung aller Programme auf jeder l'rioritätsstufe erforderliche Zeit wie auch die für wenigstens einige Programme auf dieser Prioritäts- :-tiifc erforderliche Zeit gemessen. Hiermit werden bestimmte Zeitgrenzen festgelegt, deren Überschreiten dazu führt, daß bestimmte Maßnahmen getroffen werden müssen, in Fig.2 ist ein Beispiel dieser Grenzen einer willkürlichen Prioritätsstufe und eines willkürlichen Programmabschnitts in dieser Prioritätsstufe ausführlicher gezeigt. Die Zeit roder Prioritätsstufe deutet

eine erste Zeitgrenze an, für welche eine Anzeige (Warnsignal) über einen abnormalen Betrieb erfolgt, und düe Zeit tp deutet eine zweite Zeitgrenze an, welche dazu führt, daß ein endgültiger Stop in der Programmausführung angezeigt werden muß (Alarmsignal), so daß sofortige Maßnahmen ergriffen werden. Auf ähnliche Weise definieren die Zeiten tox und tpx eines beliebigen Programmabschnittes Pax in der Prioritätsstufe die Zeiten für abnormalen Betrieb und vollständigen Stopp in der Programmausführung. Es ist jedoch ausreichend, nur die Zeit tox für abnormalen Betrieb anzuzeigen, da der vollständige Stopp in der Programmausführung auf jeden Fall durch die Stufenüberwachung angezeigt wird, wie es im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig.3 näher erläutert werden wird.

Jeder Prioritätsstufe A, B, C ist ein Zähler oder ein Taktregister zugeordnet, welches die Ausführung der Programme auf dieser Prioritätsstufe überwachen soll, wobei eine oder mehrere weitere Zähler zu dieser Prioritätsstufe gehören und dazu vorgesehen sind, die gewünschten Programmabschnitte in der Prioritätsstufe zu überwachen.

Die Anordnung zur Anzeige einer zeitlich abnormalen Programmausführung wird näher im Zusammenhang mit F i g. 3 beschrieben werden, welche die Anordnung in der Form eines Blockschaltbildes zeigt. In F i g. 3 bezeichnen die Bezugszeichen NA, NB, NC Blöcke von Zählern und logischen Schaltungen, von denen jeder zu einer bestimmten Prioritätsstufe A, B, C gehört. Lediglich der Block NA ist ausführlich dargestellt, da angenommen wird, daß alle Blöcke auf ähnliche Weise aufgebaut sind, und sich nur in der Zahl der erforderlichen Zähler unterscheiden. Der Block NA enthält einen ersten Zähler RA, welcher die Zeitdauer, während der der Rechner auf der Prioritätsstufe A arbeitet, messen soll, und einen zweiten Zähler RAx, welcher die Zeit messen soll, während der der Rechner einen ausgewählten Programmabschnitt Pax auf der Prioritätsstufe A (vgl. F i g. 2) ausführt. Die Zähler werden durch ein Taktsignal stufenweise weitergeschaltet, und ihr inhalt wird ein Maß für die Zeit sein, welche seit Beginn der Programmstufe oder Prioritätsstufe A und des Programmabschnittes Pax vergangen ist. Bei Beginn der Arbeit auf der Prioritätsstufe A und dem Programmabschnitt Pax werden die Zähler jeweils vorwärts geschaltet, und wenn die Ausführungszeit des Programms die vorgesehenen Werte überschreitet, wird die schrittweise Fortschaltung bis zu Zählerstellen fortgesetzt, bei welchen ein Warnsignal bzw. ein Alarmsignal erzielt wird. Es ist natürlich möglich, daß bei Beginn der Programmstufe oder der Prioritätsstufe bzw. bei Beginn des Programmabschnittes der Anfangswert der Zahl von Taktimpulsen, welche gezählt von dem Beginn des Programmes durchlaufen dürfen, ehe ein Warnsignal und ein Alarmsignal erzielt wird, über eine Schreibleitung w in den entsprechenden Zähler eingegeben wird, worauf der Zähler stufenweise in Richtung nach unten weitergeschaltet wird und ein Warnsignal erzielt wird, wenn der in Frage stehende Zähler eine feste Stelle bzw. die Stelle 0 aufweist. Das Bezugszeichen g bezeichnet eine Leitung, über welche ein Warnsignal erhalten wird, wenn der Zähler RA die Stelle entsprechend dem Warnsignal erreicht hat. Das Bezugszeichen s bezeichnet eine Leitung, über welche ein Alarmsignal erhalten wird, wenn der Zähler RA die Stelle entsprechend dem Alarmsignal erreicht hat. Das Bezugszeichen sx bezeichnet eine Leitung, über welche ein Alarmsignal erhalten wird, wenn der Zähler RAx die Stelle entsprechend dem Alarmsignal für den Programmabschnitt Pax erreicht hat. Leitungen mit ähnlicher Funktion sind den Blöcken NB und NC zugeordnet. Diese Leitungen sind mit einem Steuerregister CHR verbunden, in welchem je eine Stelle zu jedem der von den Blöcken NA bis NC kommenden Leitungen gehört. Diese Stellen werden bei Eintreffen eines Signals auf Eins gesetzt, um eine Anzeige an eine Zentralsteuereinheit CPU weiterzugeben, daß der Befehl entsprechend dem erhaltenen Alarmsignal aktiviert werden soll, wie es durch Leitungen k 1 bis kn angedeutet ist.

Bas Bezugszeichen ILR bezeichnet ein Register mit einer Zahl von Stellen oder Positionen gleich der-Zahl der zu überwachenden Prioritätsstufen, welches auf bekannte Weise durch Setzen der zu der entsprechenden Prioritätsstufe gehörigen Stelle auf Eins bewirkt, daß auf dieser Prioritätsstufe zu arbeiten begonnen wird. Dieses Register, dessen erste drei Stellen entsprechend dem beschriebenen Beispiel den Prioritätsstufen A, B und C entsprechen, wird dazu benutzt, die zu jeder Prioritätsstufe oder zu jedem Programmabschnitt gehörigen Zähler beginnen zu lassen. Wenn z. B. in die zu der Prioritätsstufe A gehörige Stelle eine Eins eingeschrieben wird, wird der zu dieser Stelle gehörige Ausgang, welcher mit jeweils einem Eingang von zwei Und-Gattern 01 und 02 verbunden ist, aktiviert. Dies ist das Ergebnis der Tatsache, daß auf der Prioritätsstufe A die Arbeit begonnen hat und sich in einem Zustand befindet, in welchem die Zähler mit Hilfe von Taktimpuisen von einem Taktgeber CL stufenweise vorwärts zu schalten sind. Das Und-Gatter 01 läßt jetzt die Taktimpulse zu dem Zähler RA durch, so daß dieser Zähler während des Arbeitens auf der Prioritätsstufe A ständig weitergeschaltet wird. Für das Und-Gatter 02 muß eine weitere Eingangsbedingung erfüllt sein, wenn die Taktimpulse den Zähler RAx weiterschalten können sollen. Diese Eingangsbedingung besteht darin, daß mit dem zu diesem Zähler gehörenden Programmabschnitt Pax begonnen worden ist, was dadurch angezeigt wird, daß die Schreibleitung w aktiviert wird. Als Ergebnis dieses Vorgangs wird der Zustand eines Flip-Flops MV geändert, dessen Zustand Eins bewirkt, daß eine weitere Eingangsbedingung des Und-Gatters 02 erfüllt ist. se daß mit dem Vorwärtsschalten des Zählers RAx begon nen wird. Die Bezugszeichen 1 und Ix bezeichnen Lei tungsbündel. mit deren Hilfe der Zustand des Zählers ir jedem Augenblick unabhängig davon ausgelesen wer den kann, ob der Zähler die Stelle entsprechend dei Alarmbedingung erreicht hat oder nicht.

Zwischen dem Taktgeber CL und einem Eingang de Und-Gatter 02, 01 jedes der Blöcke NA bis NC is zweckmäßig ein Und-Gatter OQ z. B. ein invertieren des Gatter, eingeschaltet. Der invertierende Eingan dieses Und-Gatters wird dann mit der Zentralsteuei einheit CPU verbunden, und bei einem mögliche Stopp in der Datenbearbeitung, abhängig von einer Alarmsignal von den Zählern, wird ein Signal auf di( sem Eingang erscheinen, wodurch die Taktsignale ζ den Zählern unterbrochen werden. Hierdurch wird di Weiterschalten dieser Zähler unterbrochen, und ihr Zi stand im Augenblick des Alarms kann über eine Lesi leitung rausgelesen werden.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist < mit Hilfe der beschriebenen Anordnung möglich, d Zeit der Programmausführung in jedem beliebigen Pn grammabschnitt zu steuern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 23

1. Anordnung zur Anzeige einer zeitlich abnormalen Programmausführung in einem prozeßsteuernden Rechner, welcher auf verschiedenen Prioritätsstufen arbeitet, von denen jede aus einer Anzahl von Programmabschnitten besteht, wobei in dem Rechner ein Register mit einer Stelle für jede der Prioritätsstufen, welche durch ihren Zustand anieigt, daß auf der entsprechenden Prioritätsstufe gearbeitet wird, und ein Taktgeber vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß je ein erster binärer Zähler (RA) für jede der Prioritätsstufen und je ein zweiter binärer Zähler (RAx) für jeden ausgewählten Programmabschnitt in d<:n Prioritäts- »tufen, dessen Ausführung überwacht werden soll, vorgesehen ist, der Taktgeber (CL) zum stufenweisen Vorwärtsschalten der Zähler in Abhängigkeit des Beginns der zu überwachenden Prioritätsstufen bzw. Programmabschnitte kontinuierlich Signale abgibt, logische Schaltungen (01, 01, MV) zum Ermöglichen des Vorwärtsschaltens der Zähler mit Hilfe von Signalen von dem Taktgeber (CL) abhängig von der aktivierten Prioritätsstuf<: und den zu dieser gehörenden Programmabschnitten vorgesehen sind, ein Steuerregister (CHR) vorgesehen ist, dessen verschiedene Stellen den zu überwachenden Prioritätsstufen und Programmabschnitten entsprechen, und Verbindungen zwischen ausgewählten Stellen der binären Zähler und den zugehörigen Stellen des Steuerregisters zum Auslösen von Ausgangssignalen des Steuerregisters (CHR) durch Aktivieren der entsprechenden Stellen des Steuerregisters bei Erreichen einer vorbestimmten Zählstellung und weitere Verbindungen zum Überführen der Ausgangssignale zu einer Zentralsteuereinheit (CPU) des Rechners zwecks Einleitung eines Steuerprogramms für die Beseitigung der abnormalen Programmausführung vorgesehen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten binären Zähler (RA) eine bestimmte Zählerstelle einer ersten Zeit (to), gezählt seit der Aktivierung der zugehörigen Prioritätsstufe, zugeordnet ist, zu welcher Zeit dem Steuerregister (CHR) ein Warnsignal zugeführt wird, aus dem sich ergibt, daß die Zeit für eine normale Programmausführung auf dieser Prioritätsstufe überschritten wurde, und daß in dem gleichen Zähler eine bestimmte Zählerstelle einer zweiten Zeit (tp) zugeordnet ist, welche ebenfalls seit der Aktivierung der Prioritätsstufe gezählt wird, zu welcher Zeit dem Steuerregister ein Alarmsignal zum Verhindern eines Stopps in der gesamten Proerammausführung zuzuführen ist.