DE2645593B2 - Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung einer Datenverarbeitungsanlage - Google Patents
Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung einer DatenverarbeitungsanlageInfo
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Description
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung
einer Datenverarbeitungsanlage nach dem Gattungsbegriff des PA 1.
Der Einsatz von Datenverarbeitungsanlagen in Handel, Industrie und Wirtschaft setzt in vielen Fällen
die Unterbrechbarkeit eines laufenden Programms voraus, um ein möglicherweise dringlicheres Programm
kurzfristig aufzunehmen. Dies ist immer dann notwendig, wenn eine Vielzahl von Aufgaben unterschiedlicher
Dringlichkeit zur Bearbeitung auf der Datenverarbeitungsanlage vorliegt. Insbesondere gilt
dies für Prozeßrechenanlagen. Zu unvorhersehbaren Zeitpunkten werden durch äußere Ereignisse oder
durch das gerade laufende Programm Verarbeitungsanforderungen an die Datenverarbeitungsanlagen gestellt.
Je nachdem, ob nun diese Anforderungen eine höhere Dringlichkeit, d. h. eine höhere Priorität oder
eine niedrigere Dringlichkeit, d. h. eine niedrigere Priorität, gegenüber dem gerade laufenden Programm
aufweisen, wird das Programm in der Datenverarbeitungsanlage unterbrochen oder nicht unterbrochen.
Die Qualität einer Prozeßrechenanlage wird nun durch die Reaktionsfähigkeit auf solche Anforderungen
bestimmt, d. h. von der Fähigkeit zu allen Zeitpunkten die jeweils wichtigste Aufgabe zu behandeln
und weniger dringliche zurückzustellen.
Es sind nun eine Vielzahl von Verfahren zur prioritätsgesteuerten Programmunterbrechung von Datenverarbeitungsanlagen
bekanntgeworden. Neuere Anordnungen weisen dabei häufig einen Aufbau auf, bei dem nur wenige Prioritätsebenen unterschiedlicher
Dringlichkeit vorhanden sind. Hierbei ist von besonderem Nachteil, daß die Prioritätsebene höchster
Priorität ohnehin dem Betriebssystem für die systemeigenen Alarme, d. h. Fehlerzustände, fest zugewiesen
ist. Solche Alarme werden u. a. bei Fehlern in der Verarbeitungseinheit der Datenverarbeitungsanlage
sowohl wie bei Fehlern an der Peripherie ausgelöst. Damit verbleiben für die freie Zuordnung von Prioritäten
nur noch wenige Prioritätsebenen. Sie müssen zudem notwendigerweise aufgeteilt werden auf die
von der Peripherie eintreffenden Unterbrechungswünsche sowie Unterbrechungsanfoiderungen der
Anwenderprogramme. In aller Regel sind dabei die Unterbrechungsanforderungen der Peripherie fest
verdrahtet, wohingegen die Unterbrechungsanforderungen der Anwenderprogramme auf die niedrigste
Prioritätsebene gelegt werden.
Um eine größere Flexibilität in der Prioritätszuweisung bei den Anwenderprogrammen und bei der Peripherie
zu bekommen, ist in einem Fall eine Datenverarbeitungsanlage bekanntgeworden, bei der die
Prioritätsebenen jeweils nochmals in zwei Ebenen für bestimmte Aufgaben unterschiedlicher Priorität aufgeteilt
worden sind (Siemens-Zeitschrift Mai 1973, Seiten 359 bis 364, insbesondere Bild 3). Bei diesem
Unterbrechungssystem kann ein Anwenderprogramm mit dem Zustand 1 in der Prioritätsebene 2 durch ein
Anwenderprogramm mit dem Zustand 0 in der gleichen Ebene bei einer Programmlaufbesonderheit unterbrochen
werden. Desgleichen kann eine Alarmbehandlung mit dem Zustand 1 in der Prioritätsebene 1
von einer Alarmbehandlung mit dem Zustand 0 ebenfalls bei einer Programmlaufbesonderheit unterbrochen
werden. Damit liegen also in jeder Prioritätsebene zwei Programmebenen vor, entsprechend kann
auch eine Fehlerbehandlung mit dem Zustand 1 in der Prioritätsebene 0 durch eine Fehlerbehandlung mit
dem Zustand 0 bei Programmlaufbesonderheiten ebenfalls unterbrochen werden. In der Reihenfolge
der Prioritäten ist somit der Prioritätseoene 0 mit der höchsten Priorität die Fehlerbehandlung, der Prioritätsebene
1 die Alarmbehandlung mit Schnellreaktion und der Prioritätsebene 2, d. h. der Ebene mit der
niedrigsten Priorität, die sogenannte Standardechtzeitverwaltung mit den Anwenderprogrammen zugewiesen.
Bei einer solchen Anordnung ist es demnach nicht möglich, ein Anwenderprogramm in der Prioritätsebene
0 oder 1 laufen zu lassen, obwohl vielleicht ein Anwenderprogramm mit einer Dringlichkeit vorliest,
die höher ist als die der Prioritätsebene 1 oder vielleicht der Prioritätsebene 0. Man kann sich hierzu
eine Vielzahl von Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere von prozeßrechnergesteuerten Prozessen,
vorstellen, die eine außerordentliche schnelle Reaktion verlangen. Man denke z. B. an Kernkraftwerke,
bei denen der Kernreaktor überkritisch werden könnte, wenn nicht in kürzester Zeit durch den Prozeßrechner
eine Überprüfung bestimmer physikalischer Zustände vorgenommen würde und eine entsprechende
Anweisung an die Reaktorsteuerung erfolgte. In einem solchen Fall würde bei den bisherigen
Datenverarbeitungsanlagen ein Fehler, z. B. eines Lochkartenlesers oder Lochkartenstanzers, in der Peripherie
mit höherer Priorität abgearbeitet werden, d. h. erst nach der Fehlerbehandlung der Peripherie
würde überhaupt auf den Unterbrechungswunsch des Reaktors reagiert werden können. Es sind eine Vielzahl
von anderen Fehlern in der Datenverarbeitungsanlage und der Peripherie denkbar, die z. Z. noch mit
einer so hohen Priorität abgearbeitet werden, daß selbst eine Programmunterbrechungsanforderung
höchster Dringlichkeit seitens des Anwenders zunächst nicht beachtet wird. Zu diesen Fehlern gehören
u. a. auch Fehler, die während der Abarbeitung der Anwenderprogramme erkannt werden. Dabei ist es
relativ unverständlich, daß ein solches Anwenderprogramm einerseits zwar von einem Anwenderprogramm
höherer Priorität unterbrochen werden kann, aber im Moment eines erkannten Fehlers nicht mehr
unterbrechbar ist, weil das dazu gestartete Fehlerprogramm auf einer Prioritätsebene läuft, die von keinem
der Anwenderprogramme mehr unterbrochen werden kann.
Die Nachteile lassen sich vermeiden, wenn, wie der aus der Druckschrift »Prozeßrechner AEG 80-60,
Kurzbeschreibung, A5/V.6.6./0974« bekannt, den Unterbrechungsanforderungen durch Programm änderbare
Prioritätsstufen zugeordnet werden.
Eine programmierbare Zuordnung von Prioritäten ist beispielsweise dadurch möglich, daß Unterbrechungsanforderungen
über einen Prioritätsumschlüßler einem von vielen in einem Prioritätsregisterspeicher
enthaltenen Prioritätsregistern zugeführt werden und durch den Inhalt der Prioritätsregister eine bestimmte
Rangordnung der Unterbrechungsanforderungen für eine Prioritätssteuerung festgelegt wird.
Ein solches Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung einer Datenverarbeitungsanlage, von
dem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs die Erfindung ausgeht, ist aus der DE-OS 2249996 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung eines derartigen Verfahrens anzugeben,
die in besonders vorteilhafter Weise erlaubt, eine Vielzahl von Aufgaben unterschiedlicher Priorität unter
Berücksichtigung sämtlicher im Betriebssystem und in den Anwenderprogrammen und bei der Peripherie
auftretenden, beliebig zuzuordnenden Einzelprioritäten abzuarbeiten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die gemeinsame Anwendung der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten
Maßnahmen.
Es ist weiter vorgesehen, daß die Prioritätssteuerung und die Verarbeitungseinheit Zugriff zu einem
Ebenenzustandsspeicher haben, in dem in je einem jeder Prioritätsnummer zugeordneten Ebenenregister
der aktuelle Zustand jeweils der der Prioritätsnummer entsprechenden Programmebene abgespeichert ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Prioritätssteuerung über ein Prioritätslaufregister
mit der darin gespeicherten Prioritätsnummer der jeweils zur Zeit aktiven Programmebene
verfügt und beim Empfang einer Prioritätsnummer
auf dem zweiten Datenbus diese Prioritätsnummer mit dem Inhalt des Prioritätslaufregisters vergleicht und,
soweit eine geringere oder gleiche Priorität gegenüber der gerade laufenden Priorität erkannt wird, den Unterbrechungswunsch
in Form des zweiten Zustandsbits RS im zugeordneten Ebenenregister des Ebenenzustandsspeichers
abspeichert, und daß sie bei einer höheren Priorität der Prioritätsnummer zusätzlich
eine Statuswechselanforderung an eine Statuswechselsteuerung zur Unterbrechung des laufenden und
zum Start eines Programms mit der neuen Priorität abgibt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Prioritätssteuerung nur dann eine Statuswechselanforderung
ausgibt, wenn von der Verarbeitungseinheit oder vom Anwendungsprogramm im Ebenenregister
der neuen Prioritätsnummer das erste Zustandsbit RB zur Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft
der zugeordneten Progammebene gesetzt ist. Dadurch wird erreicht, daß durch die Abfrage eines
Zustandsbits in einem besonderen Speicherbereich sofort die Betriebsbereitschaft einer Programmebene
erkannt werden kann. Dadurch wird erhebliche Zeit eingespart, da die Programmebene gar nicht erst gestartet
wird, wenn sie nicht betriebsbereit ist.
Weiter ist vorgesehen, daß die Statuswechselsteuerung gemeinsam mit der Verarbeitungseinheit der
Datenverarbeitungsanlage Zugriff über die Prioritätsnummer zu den jeder Programmebene einzeln zugeordneten
Speicherplätzen eines Ebenenspeichers mit dem jeweils notwendigen programmspezifischen
Startstatus, Fortsetzungsstatus oder Alarmstatus der Maschinenregister der Verarbeitungseinheit hat.
Darüber hinaus ist noch vorgesehen, daß zur Abarbeitung von allen Programmebenen gemeinsamen
Alarmen die Statuswechselsteuerung gemeinsam mit der Verarbeitungseinheit der Datenverarbeitungsanlage
über eine Alarmnummer Zugriff zu dem in einem Alarmspeicher abgespeicherten für jeden Alarm notwendigen
Alarmstartstatus der Maschinenregister der Verarbeitungseinheit hat und daß die Alarme jeweils
mit der Priorität der durch den jeweiligen Alarm unterbrochenen Programmebene abgearbeitet werden,
wobei eine entsprechende Statuswechselanforderung direkt von der Verarbeitungseinheit an die Statuswechselsteucrung
abgegeben wird.
Durch die Ablage des jeweils für die Maschinenregister der Verarbeitungseinheit der Datenverarbeitungsanlage
notwendigen Startinformationen bei allen Programmebenen gemeinsamen, d. h. identischen
Alarmen führt zu einer erheblichen Speicherersparnis. Die Abarbeitung der aus den jeweiligen Programmebenen
hervorgehenden Alarme bei in den Ebenen erkannten Fehlern mit der Priorität der unterbrochenen
Programmebene erlaubt die Unterbrechung des nun laufenden Alarmprogramms durch ein Anwenderprogramm
in einer Programmebene höherer Priorität.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden gegenüber bekannten Anordnungen erhebliche Vorteile
erreicht. Es lassen sich leicht eine fast beliebige Anzahl von Prioritätsebenen, z. B. 100, verwalten. Da
zudem die Unterbrechungsanforderung dynamisch zu den Prioritätsebenen frei wählbar zuordenbar sind,
läßt sich eine optimale Verteilung der Prioritäten gemäß der Dringlichkeit der Unterbrechungsanforderungen
erreichen. Hiermit wird gleichzeitig eine optimale Anpassung der gesamten Datenverarbeitungs-
anlage an beliebige Probleme erreicht. Je nach Dringlichkeit können bei der Prioritätszuordnung
Programmebenen, aktiviert durch Software, Hardware und Betriebssystem in unterschiedlicher Reihenfolge,
miteinander abwechseln. Insbesondere können auch nachträgliche Änderungen der Anlage
sowie der Aufgabenstellung besonders leicht aufgenommen werden. Durch die dynamische Zuordnung
der Prioritäten brauchen weder die Programme noch die Hardware der Datenverarbeitungsanlage bei Änderungen
verändert zu werden. Dadurch läßt sich auch nachträglich immer wieder eine optimale Prioritätsverteilung und damit eine optimale Reaktionsfähigkeit
einer Datenverarbeitungsanlage, insbesondere einer Prozeßrechenanlage erreichen. Das Verfahren
läßt sich zudem besonders leicht auf einer Vielzahl von Datenverarbeitungsanlagen mittels eines Mikroprogramms
durchführen.
Nachfolgend wird ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine beispielsweise Datenverarbeitungsanlage nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 2 zeigt den Ebenenzustandsspeicher mit den Ebenenregistern zur Kennzeichnung des Zustandes
einer jeden Programmebene;
Fig. 3 zeigt den Aufbau einer Statuswechselanforderung
an die Statuswechselsteuerung.
In der Fig. 1 ist eine auf die wesentlichen Teile einer
Datenverarbeitungsanlage beschränkte Anordnung zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung von
Programmebenen in der Verarbeitungseinheit 4 dargestellt. Die zentrale Verarbeitungseinheit 4 weist dabei
einen Maschinenregistersatz 12 auf, dessen Register u. a. als Arbeitsregister den jeweils aktuellen
Zustand der gerade laufenden Programmebene enthalten. Wird nun von der Verarbeitungseinheit 4, d.h.
also von dem dort laufenden Programm bzw. dem Betriebssystem eine Programmunterbrechung durch Befehl
zum Start einer anderen Programmebene gewünscht, so wird von der Verarbeitungseinheit eine
Unterbrechungsnummer UNR über den Datenbus Bl an den Prioritätsumschlüßler 1 übersandt. Eine weitere
Möglichkeit, eine Unterbrechungsnummer UNR zu erhalten, besteht darin, daß ein Unterbrechungswunsch von der Peripherie auf den Unterbrechungsleitungen IR am Prioritätsumschlüßler 1 anliegt. Dabei
wird die Unterbrechungsnummer UNR im Prioritätsumschlüßler aus den anliegenden Unterbrechungsleitungen
durch Dekodierung ermittelt.
Der Prioritätsumschlüßler 1 adressiert nun mit der Unterbrechungsnummer UNR eines der Prioritätsregister
PR des Prioritätsregisterspeichers 5. Im Prioritätsregisterspeicher 5 wurde dazu vorher bei Inbetriebnahme
der Datenverarbeitungsanlage von der Verarbeitungseinheit über einen Sonderbefehl jeder
Unterbrechungsnummer UNR in den Prioritätsregistern PR eine bestimmte Prioritätsnummer zugeordnet.
Durch diese freie Zuordnung der Prioritätsnummern, d. h. also der Prioritäten, ist es demnach auch
möglich, verschiedenen Unterbrechungsnummern u. U. die gleiche Priorität, d. h. die gleiche Prioritätsnummer PNR zuzuweisen. Auch während des Laufs
der Datenverarbeitungsanlage können über den besagten Befehl jederzeit Prioritäten in den Prioritätsregistern
geändert werden. Dadurch ist es z. B. möglich, bei einer Prozeßrechenanlage bestimmte Programme
von Teilprozessen, die zur Zeit gerade nicht laufen, in ihrer Priorität zu ändern ohne die Anlage anzuhalten.
Die so ermittelte Prioritätsnummer PNR aus dem Prioritätsregisterspeicher S wird nun von dem Prioritätsumschlüßler
1 auf den Datenbus #2 zur Übersendung an die Prioritätssteuerung 2 abgesetzt. In den
"> Fällen, in denen der Verarbeitungseinheit 4 auf diese Weise die Prioritätsnummer PNR bereits bekannt ist,
kann dabei vorgesehen werden, daß von der Verarbeitungseinheit 4 direkt die Prioritätsnummer PNR
über den Datenbus Bl an den Prioritätsumschlüßler 1
κι zur Weiterleitung an den Datenbus Bl übermittelt
wird.
In der Prioritätssteuerung 2 ist in einem ersten Register 10 die laufende Priorität abgespeichert, d. h. die
Priorität der z. Z. in der Verarbeitungseinheit 4 lau-
Ii fenden Programmebene. In einem weiteren Register
11 wird nun von dem Datenbus BZ die neue Prioritätsnummer PNR übernommen und abgespeichert.
Zunächst prüft nun die Prioritätssteuerung 2, inwieweit die in dem Register 11 gespeicherte neue Priori-
:ii tätsnummer PNR eine Programmebene anspricht, die
überhaupt startfähig ist. Hierzu hat die Prioritätssteuerung 2 gemeinsam mit der Verarbeitungseinheit
4 über den Datenbus ßl Zugriff zu einem Ebenenzustandsspeicher
6 mit den jeder Prioritätsnum-
:> mer PNR zugeordneten Ebenenregistern 13.
In Fig. 2 ist der Ebenenzustandsspeicher 6 mit den Ebenenregistern ER1 bis ERn dargestellt. Jedes Ebenenregister,
das durch genau eine Prioritätsnummer PNR adressiert werden kann, weist dabei mindestens
κι 4 Zustandsbits auf, und zwar ein erstes Zustandsbit
RB zur Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft der Programmebene, ein zweites Zustandsbit RS zur
Kennzeichnungeines Startauftrages für die Ebene, ein drittes Zustandsbit RU zur Kennzeichnung, daß die
)-. Ebene unterbrochen wurde und ein viertes Zustandsbit
RA zur Kennzeichnung eines unterbrochenen Alarms in dieser Ebene. Das erste Zustandsbit RB
wird dabei insbesondere von der Verarbeitungseinheit 4 gesetzt, wenn entweder noch kein Programm
4(i an die Programmebene angeschlossen ist oder durch
die Verarbeitungseinheit erkannt wurde, daß notwendige Betriebsmittel für die entsprechende Programmebene
fehlen, z. B. eine Seite aus dem virtuellen Adreßraum und die Programmebene daher z. Z.
-, nicht startfähig ist. Das zweite Zustandsbit RS weist
darauf hin, daß für die Programmebene ein Startauftrag vorliegt. Der aufgerufenen Programmebene muß
bei einem gesetzten Zustandsbit RS bei Durchführung des Startauftrages der Anfangsstatus der Maschinen-
iii register 12 der Verarbeitungseinheit 4 zur Verfügung
gestellt werden.
Ist dagegen das dritte Zustandsbit RU gesetzt, wurde die zugeordnete Programmebene bereits unterbrochen.
Demzufolge muß bei Wiederaufnahme der Programmebene der bei der Unterbrechung vorliegende
Inhalt der Maschinenregister 12 der Verarbeitungseinheit wieder hergestellt werden.
Mit dem vierten Zustandsbit RA wird auf die Tatsache hingewiesen, daß ein Alarm einerseits diese
to Programmebene unterbrochen hat, der aber auf dieser
Programmebenenpriorität !aufende Alarm seinerseits wiederum unterbrochen wurde. Demzufolge muß bei
Wiederaufnahme dieser Ebene also zunächst der Alarm abgearbeitet werden. Die Maschinenregister
bs 12 der Verarbeitungseinheit 4 müssen dementsprechend
wieder mit dem Inhalt versehen werden, den sie zum Zeitpunkt der Unterbrechung des Alarms gehabt
haben.
Zur Überwachung der Antwortfähigkeit der Datenverarbeitungsanlage empfiehlt es sich, in den Ebenenregistern
13 des Ebenenzustandsspeichers 6 zusätzlich ein Zählerbitfeld (ZF) vorzusehen, in dem alle
Startwünsche für die zugeordnete Programmebene bis "> zu deren Aktivierung gezählt werden. Beim Start der
Programmebene kann der Inhalt des Zählerbitfeldes (ZF) von der Verarbeitungseinheit 4 abgefragt werden.
Damit läßt sich z. B. überwachen, ob einzelne Programmebenen gegenüber anderen Programmebe- i<
> nen in unzulässiger Weise benachteiligt werden.
Erkennt nun die Prioritätssteuerung 2 in dem der neuen Prioritätsnummer PNR aus dem Register 11
zugeordneten Ebenenregister 13, daß die zugeordnete Programmebene durch das Bit RB nicht gesperrt ist, ι >
dann vergleicht sie zunächst die neue Prioritätsnummer PNR in dem Register 11 mit der Prioritätsnummer
der laufenden Priorität im Register 10. Stellt sie dabei fest, daß die neue Priorität geringer oder gleich
ist wie die alte Prioritätsnummer, vermerkt sie den -'«
Startwunsch der zugeordneten Programmebene durch Setzen des zweiten Zustandsbits RS im zugeordneten
Ebenenregister des Ebenenzustandsspeichers.
Programmunterbrechung >-,
Weist dagegen die im Register 11 der Prioritätssteuerung 2 enthaltende neue Prioritätsnummer PNR
auf eine höhere Priorität als die gerade laufende Priorität hin, so wird zwar ebenfalls im zugeordneten Ebenenregister
13 der Programmebene im Ebenenzu- «> Standsspeicher 6 das Bit RS zur Kennzeichnung des
Startwunsches gesetzt, gleichzeitig aber eine Statuswechselanforderung an die Statuswechselsteuerung 3
abgesetzt. Die Statuswechselanforderung SWA weist einen Aufbau nach Fig. 3 auf. Sie enthält 4 Bitfelder, r>
ein erstes Bitfeld ENRL mit der jeweiligen Prioritätsnummer der gerade laufenden Programmebene, ein
zweites Bitfeld SAS zur Steuerung der Ablage des Status der laufenden Programmebene durch die Statuswechselsteuerung
3, ein drittes Bitfeld ENRN mit -w der Prioritätsnummer der neuen Programmebene und
ein viertes Bitfeld SNS zur Steuerung der Übergabe des Status bzw. des Startstatus der neuen Programmebene
an die Verarbeitungseinheit 4 ebenfalls durch die Statuswechselsteuerung 3. -n
Nach dem Erhalt einer solchen Statuswechselanforderung
SWA setzt die Statuswechselsteuerung 3 einen Befehlsstop BS an die Verarbeitungseinheit 4
ab. Das in der Verarbeitungseinheit 4 laufende Programm wird daraufhin entweder nach dem nächsten ί»
Befehl oder an einer zulässigen Stelle unterbrochen und eine Befehlsstoprückmeldung BSR an die Statuswechselsteuerun^
3 übermittelt. Anhand der Daten aus der Statuswechselanforderung ist die Statuswechselsteuerung
3 nun in der Lage, auf einen durch die π Prioritätsnummer zu den jeder Programmebene einzelnzugeordneten
Speicherplätzen eines Ebenenspeichers 8 zuzugreifen. Im Ebenenspeicher 8 sind entsprechend
zu den Maschinenregistern 12 der Verar^ beitungseinheit 4 für jede Programmebene eine feste t>o
Anzahl von Speicherplätzen vorgesehen, in denen der jeweilige Startstatus SST, Fortsetzungsstatus FST und
Alarmstatus AST der Maschinenregister 12 der Verarbeitungseinheit 4 abgelegt werden können. Insbesondere
der Startstatus SST der Maschinenregister 12 b5
wurde dabei zuvor bei der Zuordnung eines Programms an die Programmebene über Sonderbefehle
von der Verarbeitungseinheit 4 für jede Programmebene im Ebenenspeicher 8 abgelegt. Erst nach der
Zuordnung eines Programms an eine Programmebene wird das Zustandsbit RB für die Kennzeichnung
der Betriebsbereitschaft im zugeordneten Ebenenregister 13 des Ebenenzustandsspeichers 6 gesetzt. Die
Statuswechselsteuerung 3 tauscht nun nach dem Erhalt der Befehlsstoprückmeldung BSR von der Verarbeitungseinheit
4 den Inhalt der Maschinenregister 12 gegen den notwendigen neuen Inhalt der Maschinenregister
zum Start oder zur Fortsetzung des Programms mit der neuen Priorität aus. Entsprechend den
Anweisungen in der Statuswechselanforderung legt sie den der unterbrochenen Programmebene zugeordneten
Inhalt der Maschinenregister 12 im zugeordneten Speicherbereich FST des Ebenenspeichers
8 ab und holt aus dem der neuen Prioritätsnummer zugeordneten Speicherbereich SST des Ebenenspeichers
8 den notwendigen Inhalt der Maschinenregister. Sind die Maschinenregister 12 für den neuen
Startwunsch gefüllt, setzt die Statuswechselsteuerung 3 über den Bus ß2 einen Startbefehl an die Verarbeitungseinheit
4 ab und startet damit die neue Programmebene. Sodann wird von der Statuswechselsteuerung
3 eine Statuswechselrückmeldung S WR, die im wesentlichen den gleichen Aufbau aufweist wie
die Statuswechselanforderung, an die Prioritätssteuerung 2 abgesetzt.
Die Prioritätssteuerung 2 setzt daraufhin entsprechend zu den Informationen aus der Statuswechselrückmeldung
S WR die laufende Priorität in das dafür vorgesehene Prioritätslaufregister 10, löscht den Inhalt
des Registers 11, das jeweils für die neue Prioritätsnummer vorgesehen ist, löscht das Bit RS der nun
gestarteten Programmebene im zugeordneten Ebenenregister 13 des Ebenenzustandsspeichers 6 und
setzt das Zustandsbit RU zur Kennzeichnung der Unterbrechung der alten Programmebene in dessen zugeordnetem
Ebenenregister.
Bei Beendigung eines z. Z. laufenden Programms in der Bearbeitungseinheit 4 wird von der Verarbeitungseinheit
ein Endebefehl an die Prioritätssteuerung 2 abgesetzt, demzufolge im Ebenenzustandsspeicher
6 das einen Auftrag enthaltende Ebenenregister mit der höchsten Priorität ermittelt wird. Als
Auftrag kann entweder ein durch das Zustandsbit RU gekennzeichneter Fortsetzungswunsch eines unterbrochenen
Programms oder ein durch das Zustandsbit RS gekennzeichneter Startwunsch vorliegen. Sollten
beide Zustandsbits RU und RS für eine Programmebene gesetzt sein, wird zunächst der Fortsetzungswunsch bearbeitet. Daraufhin wird eine Statuswechselanforderung
S WA an die Statuswechselsteuerung 3 zur Einstellung des Inhalts der Maschinenregister 12
der Verarbeitungseinheit 4 eingeleitet. Der Inhalt des Bitfeldes SNS in der Statuswechselanforderung SWA
wird durch die Prioritätssteuerung 2 nach Maßgabe des Inhalts des Ebenenregisters 13 des Ebenenzustandsspeichers
6 bestimmt. Der weitere Ablauf erfolgt wie bereits oben beschrieben, jedoch erfolgt in
Abhängigkeit vom Bitfeld SAS der Statuswechselanforderung SWA keine Ablage eines Fortsetzungsstatus.
Ob es sich dabei um den Wiederstart eines bereits unterbrochenen Programms oder um den Neustart eines
Programms handelt, kann wiederum aus der Statuswechselanforderung 5HM nachFig. 3 entnommen
werden. Aus dem Bitfeld SNS geht dabei hervor, ob der Startstatus für ein neu zu startendes Programm
oder ob der Fortsetzungsstatus FST für ein bereits
unterbrochenes Programm aus dem Ebenenspeicher 8 entnommen und an die Maschinenregister 12 übergeben
werden muß.
Alarmunterbrechung
Alarme, wie z. B. Spannungsausfall oder Paritätsfehler im Hauptspeicher, Ausschalten der Datenverarbeitungsanlage
oder Rückmeldefehler vom Speicher werden als Systemalarme auf besonders hoher
Priorität abgearbeitet. Grundsätzlich werden die Systemalarme genauso wie jede andere Unterbrechungsanforderung
behandelt, nur mit dem Unterschied, daß ihnen eine geeignet hohe Priorität, d. h.
eine besonders kleine Prioritätsnummer PNR zugewiesen wird.
Demgegenüber gibt es aber eine Vielzahl von ebenenspezifischen Alarmen, die sich aus dem Programmablauf
heraus ergeben. Dazu gehören etwa Aufrufe an das Betriebssystem durch Befehl oder
arithmetische Alarme, d. h., daß ein Fehler von der arithmetischen Einheit erkannt wurde, weiter Alarme,
die einen nicht dekodierbaren Befehlsoperationskode anzeigen oder Alarme bei Adressierungsfehlern. Solche
ebenenspezifischen Alarme sind für sämtliche Programmebenen identisch. Darüber hinaus empfiehlt
es sich, solche Alarme auf der Ebene des durch den Alarm zu unterbrechenden Programms abzuarbeiten,
um prioritätshöheren Programmebenen die Möglichkeit einer Unterbrechung auch des Alarmes
zu geben. Die Verarbeitungseinheit 4 hat gemeinsam mit der Statuswechselsteuerung 3 Zugriff zu einem
Alarmspeicher 7, in dem der jeweilige Startstatus für einen bestimmten Alarm in Abhängigkeit von dessen
Alarmnummer in einem zugeordneten Speicherbereich abgespeichert ist. Der Startstatus für die Alarme
wird bei der Inbetriebnahme durch Verarbeitungseinheit 4 im Alarmspeicher AS angelegt.
Wird von der Verarbeitungseinheit 4 ein ebenenspezifischer Alarm erkannt, so wird die Alarmnummer
über den Bus ßl der Prioritätssteuerung 2 übergeben.
Es wird eine Statuswechselanforderung an die Statuswechselsteuerung 3 abgegeben, aus der die Statuswechselsteuerung
entnehmen kann, daß ein durch die Alarmnummer gekennzeichneter Alarmstart der Verarbeitungseinheit 4,d. h. also eine Unterbrechung
des laufenden Programms, gewünscht wird. Die Programmunterbrechung der Verarbeitungseinheit 4 erfolgt
im wesentlichen, wie bereits oben beschrieben, nur mit dem Unterschied, daß nach Ablage des Fortsetzungsstatus
FST der Maschinenregister 12 der Verarbeitungseinheit 4 im Ebenenspeicher 8 der neue
Status aus dem Alarmspeicher 7 entsprechend zur Alarmnummer entnommen wird. Die Prioritätssteuerung
2 setzt nun im Ebenenzustandsspeicher 6 in den der laufenden Ebene zugeordneten Ebenenregister
das Bit RU zur Kennzeichnung einer Unterbrechung dieser Programmebene. Weiterhin wird im Register
10 der Prioritätssteuerung 2 ein zusätzliches Bit AK zur Kennzeichnung eines laufenden Alarmprogramms
auf der gleichen Programmebene gesetzt. Anschließend wird die Arbeit durch die Verarbeitungseinheit
mit dem Programm des Alarms fortgesetzt. Bei einem nachfolgenden Unterbrechungswunsch mit entsprechend
höherer Priorität als der mit dem Alarm beaufschlagten Programmebene, wird der Status der Maschinenregister
12 der Veiarbeitungseinheit 4 in für die Alarme vorgesehenen Speicherplätzen AST für
jede Programmebene im Ebenenspeicher 8 abgelegt. Weiterhin wird im zugeordneten Ebenenregister 13
des Ebenenzustandsspeichers 6 das Zustandsbit RA zur Kennzeichnung eines unterbrochenen Alarmprogramms
auf dieser Programmebene gesetzt. Dadurch wird es möglich, beim Wiederstart der Programmebene
infolge des gesetzten Zustandsbits RA im Ebenenregister 13 des Ebenenspeichers 6 ein unterbrochenes
Aiarmprogramm zu erkennen und den Alarm-Fortsetzungsstatus AST der Maschinenregister
12 aus dem Ebenenspeicher 8 über die zugeordnete Prioritätsnummer PNR aufzunehmen. Anschließend
wird das zugeordnete Zustandsbit RA im Ebenenregister 13 durch die Prioritätssteuerung 2 gelöscht
und die Prioritätsnummer PNR mit dem Bit AK zur Kennzeichnung eines laufenden Alarmprogramms
im Register 10 erneut abgelegt. Dadurch wird erreicht, daß die ebenenspezifischen Alarme auf der
gleichen Priorität, d. h. mit der gleichen Prioritätsnummer PNR abgearbeitet werden, wie das Programm,
in dem dieser Alarm entstanden ist. Dadurch ergibt sich z. B. die Möglichkeit, daß Anwenderprogramme
höherer Dringlichkeit diese Programmebenen auch bei bestehendem Alarm unterbrechen können.
Das Ende des Alarmprogramms wird durch einen speziellen Befehl von der Verarbeitungseinheit erkannt
und der Prioritätssteuerung 2 über den Bus ßl mitgeteilt. Daraufhin wird von der Prioritätssteuerung
2 das Bit AK im Register 10 ebenfalls gelöscht. Der weitere Ablauf erfolgt wie beim Erreichen eines
o. a. beliebigen Programmendes in einer Programmebene.
Verfahre nsausf uhr ung
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung in dem erfindungsgemäßen
Verfahren kann sowohl hardwaremäßig als auch firmwaremäßig oder rein softwaremäßig
ausgeführt werden. Es bietet sich z. B. an, die verschiedenen Speicher mit dem Hauptspeicher zusammenzufassen.
Dementsprechend könnten also der Prioritätsregisterspeicher 5, der Ebenenzustandsspeicher
6, der Alarmspeicher 7 und der Ebenenspeicher 8 im Hauptspeicher angelegt werden. Der Prioritätsumschlüßler
1, die Prioritätssteuerung 2 sowie die Statuswechselsteuerung 3 könnten dagegen entweder
durch ein Mikroprogramm oder durch einzelne Prozessoren ausgeführt werden. Besonders bei der rein
softwaremäßigen Lösung, bei der die gesamte anfallende Steuerung über ein Mikroprogramm durchgeführt
wird, und sämtliche Speicher im Hauptspeicher angelegt sind, ergibt sich eine außerordentlich preiswerte
Lösung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (15)
1. Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung
einer Datenverarbeitungsanlage, wobei "· Unterbrechungsanforderungen über einen Prioritätsumschlüßler
einem von vielen in einem Prioritätsregisterspeicher enthaltenen Prioritätsregistern
zugeführt werden und durch den Inhalt der Prioritätsregister eine bestimmte Rangordnung i<
> der Unterbrechungsanforderungen für eine Prioritätssteuerung festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
a) den Anwenderprogrammen und dem Betriebssystem Unterbrechungsnummern ι ">
(UNR) direkt zugeordnet sind, die dem Prioritätsumschlüßler
(1) direkt über einen ersten Datenbus (51) von der Verarbeitungseinheit
(4) zugeführt werden, während den auf Unterbrechungsleitungen (IR) ankommenden -1»
Unterbrechungsanforderungen der peripheren Einheiten erst durch interne Kodierung
im Prioritätsumschlüßler (1) Unterbrechungsnummern (UNR) zugeordnet werden,
b) die jeweilige Unterbrechungsnummer -'"> (UNR) zur Adressierung eines Prioritätsregisters
(PR) des Prioritätsregisterspeichers
(5) verwendet wird, das eine Prioritätsnummer (PNR) enthält, die über einen zweiten
Datenbus (B2) zur Prioritätssteuerung (2) «> übertragen wird, wobei die Prioritätsstcuerung
(2) sich bei der Prioritätsvergabe ausschließlich nach der Prioritätsnummer (PNR) richtet, und
c) der Inhalt des Prioritätsregisterspeichers (5) r>
mittels eines besonderen Maschinenbefehls änderbar ist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Verarbeitungseinheit (4) an den Prioritätsumschlüßler (1) gege- ι»
bene Unterbrechungsnummer bereits die Prioritätsnummer (PNR) ist.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung
(2) und die Verarbeitungseinheit (4) Zugriff r> zu einem Ebenenzustandsspeicher (6) haben, in
dem in je einem jeder Prioritätsnummer (PNR) zugeordneten Ebenenregister (13) der aktuelle
Zustand jeweils der der Prioritätsnummer (PNR) entsprechenden Programmebene abgespeichert .n
ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Zustand einer
Programmebene im Ebenenregister (13) des Ebenenzustandsspeichers (6) in Form eines ersten Zu- v>
Standsbits RB zur Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft der Ebene, eines zweiten Zustandsbits
RS zur Kennzeichnung eines Startauftrags für die Ebene, eines dritten Zustandsbits RU zur Kennzeichnung,
daß die Ebene unterbrochen wurde, mi und eines vierten Zustandsbits RA zur Kennzeichnung
eines unterbrochenen Alarms in dieser Ebene abgespeichert ist.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung (2) i,r>
über ein Prioritätslaufregister (10) mit der darin gespeicherten Prioritätsnummer (PNR) der jeweils
zur Zeit aktiven Programmebene verfügt und beim Empfang einer Prioritätsnummer (PNR)
diese Prioritätsnummer mit dem Inhalt des Prioritätslaufregisters (PLR) vergleicht und, soweit eine
geringere oder gleiche Priorität gegenüber der gerade laufenden Priorität erkannt wird, den Unterbrechungswunsch
in Form des zweiten Zustandsbits RS im zugeordneten Ebenenregister (13) des
Ebenenzustandsspeichers (6) abspeichert, und daß sie bei einer höheren Priorität der Prioritätsnummer (PNR) zusätzlich eine Statuswechselanforderung
(SWA) an eine Statuswechselsteuerung (3) zur Unterbrechung des laufenden und zum
Start eines Programms mit der neuen Priorität abgibt.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung (2)
nur dann eine Statuswechselanforderung (SWA) ausgibt, wenn von der Verarbeitungseinheit (4)
oder vom Anwendungsprogramm im Ebenenregister (13) der neuen Prioritätsnummer (PNR) das
erste Zustandsbits RB zur Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft der zugeordneten Programmebene
gesetzt ist.
7. Verfahren nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Statuswechselanforderung
(SWA) aus mindestens vier Bitfeldern besteht, einem ersten Bitfeld (ENRL) mit Prioritätsnummer
(PNR) der laufenden Ebene, einem zweiten Bitfeld (SAS) zur Steuerung der Ablage
des Status der laufenden Programmebene durch die Statuswechselsteuerung (3), einem dritten Bitfeld
(ENRN) mit der Prioritätsnummer (PNR) der neuen Programmebene und einem vierten Bitfeld
(SNS) zur Steuerung der Übergabe des Status und des Startstatus der neuen Programmebene an
die Verarbeitungseinheit (4) durch die Statuswechselsteuerung (3).
8. Verfahren nach Patentanspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prioritätssteuerung
(2) nach Erhalt einer Statuswechselrückmeldung (SWR) von der Statuswechselsteuerung (3)
die neue Prioritätsnummer (PNR) im Prioritätslaufregister (10) ablegt, im zugeordneten Ebenenregister
(13) das zweite Zustandsbit RS löscht und im Ebenenregister (13) der alten Prioritätsnummer
das dritte Zustandsbit RU zur Kennzeichnung der Unterbrechung der Programmebene setzt.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Statuswechselrückmeldung
(SWR) von der Statuswechselsteuerung (3) die gleichen Bitfelder enthält wie die Statuswechselanforderung
(SWA) mit den entsprechenden Informationen der unterbrochenen Programmebene.
10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Statuswechselsteuerung
(3) gemeinsam mit der Verarbeitungseinheit (4) der Datenverarbeitungsanlage Zugriff über die Prioritätsnummer (PNR) zu
den jeder Programmebene einzeln zugeordneten Speicherplätzen eines Ebenenspeichers (8) mit
dem jeweils notwendigen programmspezifischen Startstatus (SST), Fortsetzungsstatus (FST) oder
Alarmstatus (AST) der Maschinenregister (12) der Verarbeitungseinheit (4) hat.
11. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Statuswechselsteuerung (3) infolge einer Statuswechselanforde-
rung (S WA) von der Prioritätssteuerung (2) einen
Befehlsstop (BS) an die Verarbeitungseinheit (4) abgibt, und daß, nachdem dadurch das laufende
Programm in der Verarbeitungseinheit unterbrochen wurde, von der Verarbeitungseinheit (4) eine
Befehlsstoprückmeldung (BSiI) an die Statuswechselsteuerung
(3) abgegeben wird, demzufolge die Statuswechselsteuerung den der unterbrochenen
Programmebene zugeordneten alten Status der Maschinenregister (12) der Verarbeitungseinheit
(<*) gegen den erforderlichen neuen Status der zu startenden Programmebene aus dem Ebenenspeicher
(8) austauscht und die Verarbeitungseinheit (4) erreut startet.
12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der der unterbrochenen Ebene zugeordnete Fortsetzungsstatus (FST)
der Maschinenregister (12) von der Statuswechselsteuerung (3) im Ebenenspeicher (8) abgespeichert
wird.
13. Verfahren nach einem der Patentansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Abarbeitung von allen Programmebenen gemeinsamen Alarmen die Statuswechselsteuerung (3)
gemeinsam mit der Verarbeitungseinheit (4) der Datenverarbeitungsanlage über eine Alarmnummer
(ANR) Zugriff zu dem in einem Alarmspeicher (7) abgespeicherten für jeden Alarm notwendigen
Alarmstartstatus der Maschinenregister (12) der Verarbeitungseinheit (4) hat.
14. Verfahren nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarme jeweils mit
der Priorität der durch den jeweiligen Alarm unterbrochenen Programmebene abgearbeitet werden,
wobei eine entsprechende Statuswechselanforderung (SWA) direkt von der Verarbeitungseinheit (4) an die Statuswechselsteuerung (3)
abgegeben wird.
15. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in jedem Ebenenregister (13) des Ebenenzustandsspeichers (6) in einem Zäh-
!crbitfeld (ZF) sämtliche Startaufträge bis zur Aktivierung der zugeordneten Programmebene
gezählt werden.
Jl)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762645593 DE2645593B2 (de) | 1976-10-07 | 1976-10-07 | Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung einer Datenverarbeitungsanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762645593 DE2645593B2 (de) | 1976-10-07 | 1976-10-07 | Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung einer Datenverarbeitungsanlage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2645593A1 DE2645593A1 (de) | 1978-04-13 |
DE2645593B2 true DE2645593B2 (de) | 1980-05-29 |
Family
ID=5990057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762645593 Withdrawn DE2645593B2 (de) | 1976-10-07 | 1976-10-07 | Verfahren zur prioritätsgesteuerten Unterbrechung einer Datenverarbeitungsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2645593B2 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2445989B1 (fr) * | 1979-01-02 | 1987-06-26 | Honeywell Inf Systems | Dispositif de determination de priorite et d'interruption d'un systeme de traitement de donnees |
US4286322A (en) * | 1979-07-03 | 1981-08-25 | International Business Machines Corporation | Task handling apparatus |
FR2474200B1 (fr) * | 1980-01-22 | 1986-05-16 | Bull Sa | Procede et dispositif d'arbitrage des conflits d'acces entre une requete asynchrone et un programme en section critique |
-
1976
- 1976-10-07 DE DE19762645593 patent/DE2645593B2/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2645593A1 (de) | 1978-04-13 |
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