DE3619660C2 - - Google Patents

Description

Ein Steuerverfahren für ein Mehrrechnersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US 43 66 479 bekannt. Dort enthält jeder Rechner ein bestimmtes Programm. Die zu bearbeitenden Daten werden über einen gemeinsamen Übertragungsweg gesendet und von demjenigen Rechner bearbeitet, der zur Verfügung steht und das erforderliche Programm enthält.

In einem solchen System wird es immer wieder vorkommen, daß Daten vorübergehend nicht bearbeitet werden können, weil alle das dazu erforderliche Programm aufweisenden Rechner belegt sind, während andere Rechner zwar frei sind, aber ein anderes Programm enthalten. Derartige Situationen werden insbesondere dann auftreten, wenn einzelne Rechner zur Fehlerbeseitigung oder Wartung von dem System abgeschaltet werden oder der gesamte Arbeitsanfall steigt.

Bei einem anderen Mehrrechnersystem, wie es aus IEEE, Vol. 16, Nr. 3, März 1983, Seiten 23 bis 32, beschrieben ist, enthält jeder Rechner die auszuführenden Programme oder ein vorbestimmter spezieller Rechner überträgt die Programme beispielsweise durch Fernladung auf einen anderen Rechner, der sie ausführt. Bei einem solchen System ist nicht immer sichergestellt, daß jeder Rechner das Programm, das er benötigt, rechtzeitig erhält. Es ist daher nicht möglich, den Auslastungszustand der einzelnen Rechner, das Auftreten von Fehlern sowie das Zu- und Abschalten von Rechnern flexibel zu beherrschen. Ein Operationsmodus, bei dem ein bestimmter Rechner alle Programme eines großen Systems steuert, läßt sich nur schwer verwirklichen.

Aus "Datamation", Februar 1975, Seiten 44 bis 46, ist ein weiteres Mehrrechnersystem bekannt, bei dem ebenfalls nicht nur Daten, sondern auch Programme über eine gemeinsame Ringleitung ausgetauscht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Flexibilität eines Mehrrechnersystems zu erhöhen und dessen Ausnutzungsgrad zu optimieren, wobei jedoch Kollisionen zwischen den von einzelnen Rechnern zu bearbeitenden Programmen vermieden werden sollen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Danach enthalten die über den gemeinsamen Übertragungsweg übertragenen Nachrichten sowohl Daten als auch Programme, und durch Bildung einer Programmkette aus den Programminhaltscodes und Rechnerkennungen sämtlicher angeschlossener Rechner werden Kollisionen zwischen den verschiedenen Programmen vermieden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Programmnachrichtenformat,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Mehrrechnersytems,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines einzelnen Rechners des Systems nach Fig. 2,

Fig. 4 ein Programmkettenformat,

Fig. 5 in einer schematischen Darstellung die Bildung einer Programmkette und

Fig. 6 ein Datennachrichtenformat.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Gesamtaufbaus eines Mehr­ rechnersystems zur Verwndung bei der vorliegenden Erfindung. Rechner 10, 20, . . ., n0 sind über eine Übertragungsleitung 1 miteinander verbunden, um Daten und Programme auszusenden oder zu empfangen. Jeder Rechner enthält einen Prozessor und einen Speicher zum Speichern von Daten und Programmen und ist mit Terminalgeräten 11, 21, . . ., n1 verbunden.

Der Aufbau jedes Rechners, beispielsweise des Rechners 10, ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Prozessor 100 ist mit der Übertragungsleitung 1 bei der Schnittstelle 101 und mit dem Terminalgerät 11 über eine Schnittstelle 102 verbunden. Der Prozessor 100 ist gleichfalls mit einem Eingangspuffer 103, einem Ausgangspuffer 104, einem Programmspeicher 105, einem Datenspeicher 106, einer Inhaltscodetabelle 107 und einer Speicherverwaltungstabelle 108 verbunden. Die Codes sind vorher in der Inhaltscodetabelle 107 über geeignete Verfahren, beispielsweise manuell durch den Operator über das Terminalgerät 11 oder über einen Steuercomputer, eingegeben. Die Codes geben den Inhalt (d. h. den zu verarbeitenden Gegenstand, den Zweck, das Format usw. beispielsweise die Berechnung der Verzögerung in Zugfahrplänen oder die Berechnung einer speziellen Funktion) der verschiedenen Programme wieder, die durch den Rechner ausführbar sind. Die Speicherverwaltungstabelle 108 hält Informationen, die den leeren Zustand des Programmspeichers 105, dessen Inhalt durch den Prozessor 100 auf die Speicherung von Programmen im Programmspeicher 105 ansprechend fortgeschrieben wird, die Lösung von alten Programmen, Abwandlungen der Programme und ähnliches wiedergeben.

Es sei angenommen, daß ein neues Programm im Programmspeicher 105 des Rechners 10 gespeichert wurde. Dieses Programm kann ein Programm, das vom Operator unter Verwendung des Terminalgerätes entwickelt wurde, ein Programm, das an einem anderen Arbeitsplatz entwickelt und in den Rechner 10 geladen wurde, oder ein Programm in Form eines eingebauten Festspeichers ROM sein. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß ein Programminhaltscode und ein Steuercode, die später beschrieben werden, erzeugt und dem Programm beigefügt werden müssen. Auf eine Anforderung vom Operator zu einem geeigneten Zeitpunkt, auf eine Übertragungsanforderung des Programms von einem anderen Rechner oder auf eine Laufanforderung des Programms überträgt der Prozessor 100 eine Kopie des Programms zum Ausgangspuffer 104 und über die Schnittstelle 101 zu einem vorbestimmten Nachrichtenabgabezeitpunkt auf die Übertragungsleitung 1.

Das abzugebende Programm wird zu einer Programmnachricht 200 mit dem in Fig. 1 dargestellten Format aufbereitet. Die Pro­ grammnachricht 200 besteht aus dem Programm 208 selbst und einem charakeristischen Code 209, der die Charakteristik wiedergibt, die zur Verwaltung des Programms notwendig ist. Der charakteristische Code 209 besteht aus einem Programm­ inhaltscode 201 und einem Steuercode 202. Der Pro­ gramminhaltscode 201 entspricht dem Inhalt der Inhalts­ codetabelle 107, die bei jedem Rechner vorgesehen ist, und gibt den Inhalt des Programms, beispielsweise die Tatsache wieder, daß das Programm 208 dazu dient, eine Verzögerung im Fahrplan von Zügen für das Zuglaufmanagement zu berechnen. Der Steuercode 202 besteht aus einer Programmlänge 203, die die Programmlänge angibt, einem Eingangsinhaltscode 204, der den Inhalt (beispielsweise die Ankunftszeit der Züge) der Eingangsdaten wiedergibt und eine der Bedingungen zum Ablauf des Programms bildet, einen Ausgangsinhaltscode 205, der den Inhalt (beispielsweise die Verzögerungszeit, den Zuglaufbefehl) der Daten wiedergibt, die als Folge der Ausführung des Programms erhalten werden, einem Cooperationscode 206, der angibt, welche Art von Cooperation (beispielsweise Synchronisation in der Ausführung, Anpassung an empfangene Daten, die von verschiedenen Rechnern ausgegeben werden) mit anderen Programmen, die durch andere Rechner auszuführen sind, verwirklicht werden soll, und Simulationsdaten 207, die aus Simulationseingangsdaten und Simulationsausgangsdaten bestehen, die bei einer Simulation erhalten werden. Die Simulationsdaten 207 können als Teil des Programms 208 enthalten sein.

Während die Programmnachricht über die Übertragungsleitung 1 geht, nimmt jeder der restlichen Rechner diese Nachricht über die Schnittstelle 101 in den Eingangspuffer 103 auf. Jeder Prozessor 100 überprüft den Programminhaltscode 201 der empfangenen Programmnachricht durch einen Bezug auf die Inhalts­ codierungstabelle und beurteilt, ob der Inhalt des Programms verfügbar ist. Darüber hinaus vergleicht der Prozessor 100 den Programmlängencode 203 mit dem Inhalt der Speicher­ verwaltungstabelle 108, um zu beurteilen, ob der Programmspeicher 105 einen zum Speichern des Programms ausreichenden Platz hat. Wenn auf der Grundlage der obigen beiden Beurteilungen entschieden wird, daß das Programm zu speichern ist, wird das Programm vom Eingangspuffer 103 auf den Programmspeicher 105 übertragen und an dem leeren Bereich dieses Speichers abgespeichert, der durch die Speicherverwaltungstabelle 108 angegeben wird, die zum gleichen Zeitpunkt fortgeschrieben wird, um einen neuen Platz des Speichers anzugeben. Wenn anderer­ seits eine der beiden Beurteilungen negativ ist, wird der Inhalt des Eingangspuffers sofort gelöscht.

Wenn das neue Programm im Programmspeicher 105 gespeichert ist, prüft der Prozessor 100 anschließend das Programm derart, daß das Programm unter Verwendung der Simulationseingangsdaten in den Simulationsdaten 207 ausgeführt wird und die erhaltenen Daten mit den Ausgangsdaten in den Simulationsdaten 207 verglichen werden. Wenn die erhaltenen Daten mit den Ausgangsdaten nicht identisch sind, wird das Programm als fehlerhaft beurteilt und vom Programmspeicher gelöscht. Eine Nachricht dazu wird an die Übertragungsleitung 1 abgegeben oder am Terminalgerät 11 angezeigt, und der vorhergehende Inhalt der Speicherverwaltungstabelle 108 wird wiederhergestellt. Wenn die Daten jedoch identisch sind, wird das Programm als fehlerfrei beurteilt, und es beginnt der folgende Programmablauf.

Auf eine Beurteilung hin, daß das Programm fehlerfrei ist, wird eine Programmkette 300 gebildet, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, um zu überprüfen, ob das Programm anderen, in den übrigen Rechnern gespeicherten Programmen widerspricht. An­ schließend sammelt der Prozessor 100 des Rechners 10, der ein neues fehlerfreies Programm von einem anderen Rechner gespeichert hat, die Programminhaltscodes 201 und die Cooperationscodes 206 der Programme l₁ bis m₁ im Programm­ speicher 105, um eine Reihe von Programmunterbereichen 305 bis 306 zu bilden, die aus einem Programminhaltscode 308 und einem Cooperationscode 309 bestehen. Eine Rechneridentifizierungsnummer 307 wird der Reihe von Programmunterbereichen angefügt, um einen Bereich 302 für den Rechner 10 zu bilden. Am oberen Ende des Bereiches 302 für den Rechner 10 wird ein Programmkettencode 301, der eine Programmkette angibt, zur Abgabe an die Übertragungsleitung 1 angefügt.

Der Rechner 20 nimmt die Programmkette vom Rechner 10 auf und bildet einen Bereich 303 für den Rechner 20 in ähnlicher Weise, wie es oben beschrieben wurde, auf der Grundlage der Programminhaltscodes und der Cooperationscodes der Programme, die in seinem Programmspeicher 105 gespeichert sind. Der Bereich 303 des Rechners 20 wird dem Bereich für den Rechner 10 zur Abgabe an die Übertragungsleitung 1 zugefügt. Fig. 5 zeigt schematisch den oben beschriebenen Arbeitsvorgang. Die anderen Rechner führen eine ähnliche Bereichsbildung durch und fügen die Bereiche 302 bis 304 zu, um dadurch eine Programm­ kette 300 fertigzustellen. Der Rechner, der die Programmkette zuerst liefert, empfängt die vollständige Programmkette 300 und vergleicht den Programminhaltscode 308 und den Cooperationscode 309 des neu gespeicherten Programms mit denen anderer Programme, um zu prüfen, ob die zu verwendenden Cooperationsinhalte der Programme einander nicht widersprechen. Wenn sie einander widersprechen, ist die Ausführung dieses Programms gesperrt, und wird eine ent­ sprechende Nachricht zur Übertragungsleitung 1 oder zum Ter­ minalgerät 11 abgegeben. Wenn sie einander nicht widersprechen, hat das Programm einen ausführbaren Status.

Das ausführbare Programm wird ausgeführt, wenn die von dem Eingangsinhaltscode 204 des Programms angegebenen Daten vorliegen. Die Daten können vorher im Datenspeicher 106 ge­ speichert sein oder können später von der Übertragungsleitung 1 kommen und im Speicher 106 gespeichert werden. Die Daten werden im Format einer Datennachricht 400 übertragen, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Die Datennachricht besteht aus den Daten 402 selbst und einem Dateninhaltscode 401, der den Inhalt der Daten wiedergibt. Der Dateninhaltscode wird mit dem Eingangsinhaltscode 204 des Programms verglichen, und das Programm wird dann ausgeführt, wenn Übereinstimmung dazwischen sichergestellt ist.

Das ausgeführte Programm erzeugt am Ende seines Ablaufes Aus­ gangsdaten sowie einen bestimmten Ausgangsinhaltscode, der die Ausgangsdaten wiedergibt. Der Ausgangsinhaltscode wird mit dem Ausgangsinhaltscode 205 des Programms verglichen. Wenn der erzeugte Ausgangsinhaltscode in dem bestimmten Ausgangsinhaltscode 205 enthalten ist, wird beurteilt, daß das Programm fehlerfrei ausgeführt wurde, und die Ausgangsdaten werden im Datenspeicher 106 gespeichert oder gegebenenfalls über den Ausgangspuffer 104 und die Schnittstelle 101 zur Eingabe in andere Rechner abgegeben. Wenn andererseits der erzeugte Ausgangsinhaltscode in dem vorbestimmten Ausgangsinhaltscode 205 nicht enthalten ist, dann wird beurteilt, daß das Programm fehlerhaft ist, und es wird eine diesbezügliche Nachricht zum Terminalgerät 11 oder auf die Übertragungsleitung 1 abgegeben.

Jeder Rechner empfängt ein neues Programm, ein korrigiertes Programm, ein verbessertes Programm oder ein geändertes Programm nacheinander über die Übertragungsleitung 1 oder das Terminalgerät 11. Dazu ist ein bekanntes Programmentwicklungs­ system für jeden Rechner für Austausch, Erweiterung, Umwandlung, Aufbereitung, Löschung von Programmen und ähnlichem vorgesehen. Die Speicherverwaltungstabelle 108 wird fort­ geschrieben, wenn es während derartiger Arbeitsvorgänge notwendig ist. Immer wenn derartige Arbeitsvorgänge ausgeführt werden, wird das Programm weiterhin auf Fehler und auf Kompatibilität mit anderen Programmen überprüft.

Wenn eine Nachricht, die angibt, daß das empfangene Programm fehlerhaft ist oder einen Cooperationswiderspruch ergibt, auf die Übertragungsleitung 1 abgegeben wird, analysiert der das Programm erzeugende Rechner die Nachricht, um den Programmfehler zu bestätigen. In Abhängigkeit vom Inhalt der Nachricht, beispielsweise einem Fehler, überträgt der das Programm erzeugende Rechner das Programm erneut oder zeigt die notwendige Angabe an dem Terminalgerät an, um eine Korrektur oder eine Neuentwicklung des Programms zu erzwingen.

Statt separat den Eingangspuffer 103 und den Ausgangspuffer 104 vorzusehen, kann auch ein einziger Puffer für die Eingabe und Ausgabe vorgesehen sein. Der Programmspeicher 105 und der Datenspeicher 106 können weiterhin verschiedene Bereiche in einem einzigen Speicher verwenden.

Die Programme sind nicht bestimmten Rechnern fest zugeordnet, sondern werden zwischen den Rechnern erforderlichenfalls übertragen und an den Bestimmungsorten geprüft und ausgeführt. Es ist folglich nicht nur die Gesamtverarbeitungsleistung des Systems verbessert, sondern es wird auch eine leichte Transparenz zwischen den Rechnern zur Benutzung von Programmen zwischen den Rechnern erreicht. Eine verbesserte Kompatibilität und Flexibilität des Systems erlaubt weiterhin ein leichtes Zuschalten, Abschalten oder Austauschen von Rechnern, was die Fähigkeit merklich verbessert, mit anomalen Situationen des Systems fertigzuwerden. Die Programm­ verwaltung wird weiterhin vereinfacht, und die Produktivität ist verbessert.

Claims (2)

1. Steuerverfahren für ein Mehrrechnersystem, bei dem mehrere Rechner (10, 20, . . ., n0) über einen Übertragungsweg (1) untereinander verbunden sind und jeder Rechner einen Prozessor (100) und einen Speicher (105, 106) zur Speicherung von Programm und Daten aufweist, wobei
ein erster Rechner eine Nachricht (200) zusammen mit einem charakteristischen Code (209), der ein den Inhalt der Nachricht angebenden Inhaltscode (201) umfaßt, über den Über­ tragungsweg (1) sendet und
mindestens ein zweiter Rechner anhand eines Vergleichs zwischen dem übertragenen Inhaltscode (201) und einem vorher in ihm gespeicherten Code entscheidet, ob er die übertragene Nachricht (200) annimmt, und bei positiver Entscheidung die Nachricht (200) verarbeitet, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Nachricht (200) ein Programm (208) übertragen wird,
daß der Programmspeicher (105) des zweiten Rechners über den Übertragungsweg (1) mit diesem Programm (208) fehlerfrei geladen wird,
daß der zweite Rechner zur Initiierung einer Programmkette (300) einen Programmkettencode (301) über den Übertragungsweg (1) sendet,
daß die weiteren Rechner bei Erfassen des Programmkettencodes (301) an diesen Programmkettencode (301) ihre Rechner- Kennungen (307) sowie einen den Inhalt der in ihnen vorhandenen Programme angebenden Programminhaltscode (308) anfügen,
daß der zweite Rechner die so gebildete Programmkette (300) empfängt und aufgrund derselben ermittelt, ob sein Programm anderen Programmen widerspricht, und
daß dann das Programm aus dem Programmspeicher (105) in dem zweiten Rechner abgearbeitet wird, wenn die dazu erforderlichen Daten im Datenspeicher des zweiten Rechners gespeichert sind.

2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmkette (300) Kooperationscodes (309) der jeweiligen Programme enthält, die für die besagte Ermittlung von Widersprüchen geprüft werden.