第六章 數(shù)字程控交換機(jī)軟件系統(tǒng)

第六章程控交換機(jī)的軟件系統(tǒng)考核內(nèi)容掌握:

1.軟件特點(diǎn)及組成2.程序級別的劃分3.任務(wù)調(diào)度程序分類

4.進(jìn)程調(diào)度機(jī)制﹡大型程控交換機(jī)的軟件設(shè)計(jì)工作需要

100-200人年(100人工作1~2年)。﹡交換機(jī)的基本目的:建立和釋放呼叫﹡軟件主要任務(wù):控制交換機(jī)運(yùn)行。呼叫處理、管理和維護(hù)、系統(tǒng)安全運(yùn)行和保護(hù)功能第一節(jié)軟件的特點(diǎn)及組成一.特點(diǎn)（對軟件系統(tǒng)的要求）﹡規(guī)模大﹡時(shí)實(shí)性(時(shí)實(shí)效率)程序按級別劃分，在一定時(shí)限內(nèi)要求處理機(jī)不失時(shí)機(jī)的對各種程序進(jìn)行處理，要求處理機(jī)有很強(qiáng)的業(yè)務(wù)處理能力和確保QoS﹡多重性(多道程序運(yùn)行)采用多重處理技術(shù)，將若干任務(wù)同時(shí)處理，反映出CPU處理軟件快的優(yōu)點(diǎn)。宏觀上:同時(shí)處理(并行處理)微觀上:分時(shí)處理﹡業(yè)務(wù)的不間斷性可靠性高:用可用度衡量可擴(kuò)充性:修改軟件適應(yīng)未來業(yè)務(wù)需要可維護(hù)性:實(shí)現(xiàn)了程序模塊化。每個(gè)模塊相互獨(dú)立，將功能分割成許多分功能和子功能。每一功能用一段程序?qū)崿F(xiàn)。由于程序結(jié)構(gòu)層次清楚，修改、調(diào)用、增加或刪除方便。雙備份:DSN,處理機(jī)，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)二.軟件組成運(yùn)行軟件支援軟件(一)運(yùn)行軟件(聯(lián)機(jī)軟件或在線軟件)*指存放在交換機(jī)處理系統(tǒng)中，交換機(jī)在運(yùn)行中直接使用的軟件。指日常操作處理所經(jīng)常運(yùn)行的程序。在交換機(jī)的內(nèi)存和外存中，數(shù)量龐大。交換系統(tǒng)呼叫處理、管理和維護(hù)等全部程序和數(shù)據(jù)的總稱。

*操作系統(tǒng)*數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)*應(yīng)用軟件系統(tǒng)呼叫處理程序管理程序維護(hù)程序應(yīng)用軟件系統(tǒng)呼叫處理程序管理程序維護(hù)程序操作系統(tǒng)中央處理機(jī)

處理機(jī)外圍設(shè)備

交換機(jī)外圍設(shè)備數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)行軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——操作系統(tǒng)對交換機(jī)(尤指處理機(jī))的硬件和軟件資源進(jìn)行管理和調(diào)度。并為其它軟件部分提供支持。接口:應(yīng)用軟件系統(tǒng)——交換機(jī)硬件(類似于計(jì)算機(jī)的O.S-OperatingSystem)——

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對軟件系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。實(shí)現(xiàn)各部分軟件對數(shù)據(jù)共享訪問及數(shù)據(jù)保護(hù)功能。﹡數(shù)據(jù):是程序執(zhí)行的環(huán)境和依據(jù)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù):呼叫過程中有許多數(shù)據(jù)需要暫存且不斷變化。半固定數(shù)據(jù):局?jǐn)?shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)?！獞?yīng)用軟件系統(tǒng)直接控制電話、交換維護(hù)和管理的程序。(1)呼叫處理程序控制交換機(jī)呼叫處理的程序。建立呼叫接續(xù)、對呼叫進(jìn)行監(jiān)視、釋放、計(jì)費(fèi)工作。交換狀態(tài)的管理交換資源管理交換業(yè)務(wù)管理交換負(fù)荷管理摘機(jī)掛機(jī)控制全過程(2)管理程序 對EXCH的運(yùn)行進(jìn)行管理和控制的程序。10有利于軟、硬件更新。20進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理。30確保QoS。 如:對話務(wù)量的觀察 監(jiān)視用戶通話業(yè)務(wù) 對業(yè)務(wù)的更變……(3)維護(hù)程序支持操作員對交換機(jī)的操作和維護(hù)工作的程序。對EXCH的故障進(jìn)行檢測、診斷、定位和恢復(fù)功能及例行測試。

(二)支援軟件(脫機(jī)軟件)為特殊場合的需要而配備的程序。提供兩個(gè)重要功能:1.軟件開發(fā)、生產(chǎn)的工具與環(huán)境2.先進(jìn)的軟件維護(hù)工具與環(huán)境a.軟件開發(fā)支援系統(tǒng)用來建立源文件和建立用機(jī)器語言的目標(biāo)文件。源文件的生成程序、編譯程序、連接編輯程序、測試程序等。例:(1)源文件的生成程序用高級語言或匯編語言編成的源程序翻譯成機(jī)器語言的目標(biāo)程序。(2)編譯程序或稱匯編程序(語言翻譯程序)，用于對局程序進(jìn)行修改和擴(kuò)充。(3)連接編輯程序把生成的各種程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行合理編輯，并連接在一起，形成一個(gè)便于執(zhí)行的一套軟件。(4)安裝測試程序局文件生成以后，利用安裝測試程序?qū)粨Q系統(tǒng)進(jìn)行全面測試，模擬各種呼叫狀態(tài)，檢查軟件的正確性。b.應(yīng)用工程支援系統(tǒng) 交換網(wǎng)規(guī)則程序、話局工程設(shè)計(jì)程序、裝機(jī)工程設(shè)計(jì)程序、安裝測試程序等。c.軟件加工支援系統(tǒng) 局?jǐn)?shù)據(jù)生成程序、用戶數(shù)據(jù)生成程序、交換機(jī)程序的組合等。

d.交換局管理支援系統(tǒng) 資料的收集和分析、交換局資料的變更、資料的編輯等。以上軟件是EXCH必備的，不同EXCH名稱分類不同三.數(shù)據(jù)程序與數(shù)據(jù)分開，編制程序時(shí)，不應(yīng)直接出現(xiàn)數(shù)據(jù)(用參數(shù)代替)。配以不同的數(shù)據(jù)，程序可以通用分為三類:a.系統(tǒng)數(shù)據(jù) 僅與EXCH系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。(通用性強(qiáng)，不論交換設(shè)備裝在何種話局，系統(tǒng)數(shù)據(jù)不變)

b.局?jǐn)?shù)據(jù)反映局內(nèi)各種設(shè)備的狀態(tài)和特征的數(shù)據(jù)。與各局的設(shè)備情況及安裝條件有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如:各種話路設(shè)備的配置局間環(huán)境的參數(shù)(局向數(shù)，每局中繼器)接用戶交換機(jī)編號方式、特服情況、復(fù)原方式交換機(jī)類別、接非話終端種類和數(shù)量計(jì)費(fèi)方式、路由計(jì)劃、新業(yè)務(wù)情況……c.用戶數(shù)據(jù) 反映用戶特征的數(shù)據(jù)。例如:

用戶類別、話機(jī)類別、服務(wù)級別、新業(yè)務(wù)、用戶計(jì)費(fèi)類別、用戶費(fèi)率等級、各種號碼(用戶電話簿號、用戶設(shè)備號、時(shí)隙號、局號、密碼)等第二節(jié)程序設(shè)計(jì)語言語言匯編語言高級語言*CCITT在70年代初，推薦三種語言作為研制程控交換設(shè)備的國際標(biāo)準(zhǔn)*三種語言:SDL、CHILL、MML*三種語言SDL(SpecificationandDescriptionLanguage)CHILL(CCITTHigh-LevelLanguage)MML(Man-MachineLanguage)SDL—功能規(guī)格和描述語言(圖像語言)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期階段包括:系統(tǒng)功能描述、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)狀態(tài)面狀態(tài)號1.狀態(tài)2.輸入3.輸出4.判別5.任務(wù)

CHILL—CCITT高級語言可直接用來編寫程序，用于軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)編程階段。包括:軟件設(shè)計(jì)、程序編制、軟件檢查MML—人機(jī)通信語言主要用于交換機(jī)的操作、維護(hù)、安裝及測試。包括:軟件調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)針對EXCH生存周期不同階段而產(chǎn)生，要求有兩種語言的轉(zhuǎn)換和連接(SDL—CHILL)SDLCHILLMMLSDL和CHILL三種語言的不同使用階段示意圖系統(tǒng)功能說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)程序編制軟件檢查運(yùn)行和維護(hù)軟件維護(hù)

第三節(jié)程序的執(zhí)行管理 由于EXCH對各種交換處理都有嚴(yán)格的時(shí)限要求，因而按照這個(gè)時(shí)限要求為處理機(jī)工作安排出合理的執(zhí)行計(jì)劃，這就需要程序的執(zhí)行和管理。什么叫程序的執(zhí)行管理？*實(shí)際上是對處理機(jī)工作時(shí)間進(jìn)行管理和分配，是一種任務(wù)調(diào)度。當(dāng)許多并發(fā)的處理要求等待同一處理機(jī)處理時(shí)，應(yīng)該將處理資源分配給哪一項(xiàng)要求。*處理機(jī)要周期性根據(jù)程序輕重緩急確定級別任務(wù)調(diào)度分類:實(shí)時(shí)性強(qiáng)—處理機(jī)必須立即響應(yīng)實(shí)時(shí)性差—可稍遲緩一.程序的執(zhí)行級別*根據(jù)實(shí)時(shí)性，給任務(wù)劃分不同級別。 故障級:反映一些緊急任務(wù)。 時(shí)鐘級(周期級):反映EXCH在運(yùn)行中經(jīng)常執(zhí)行的任務(wù)。 基本級:沒有固定執(zhí)行周期，插空處理。*故障級高于時(shí)鐘級*根據(jù)故障大小故障級FH—故障具有全局性，緊急處理。如:主電源掉電，在主告警盤上發(fā)出聲光告警FM—較重要故障。如:中央處理系統(tǒng)(計(jì)費(fèi)、話務(wù)統(tǒng)計(jì))FL—一般故障。如:話路子系統(tǒng)或I/O系統(tǒng)出現(xiàn)故障(打印機(jī)、顯示器、鍵盤)根據(jù)實(shí)時(shí)性時(shí)鐘級H—執(zhí)行周期實(shí)時(shí)要求很嚴(yán)格。如:撥號脈沖掃描程序8ms~10ms啟動(dòng)一次L—執(zhí)行周期實(shí)時(shí)要求不太嚴(yán)格。如:用戶摘/掛機(jī)掃描程序

100ms~200ms啟動(dòng)一次*根據(jù)重要性及影響面大小基本級BQ1—BQ2—BQ3沒有固定執(zhí)行周期，有任務(wù)就執(zhí)行，程序級別最低。二.

程序啟動(dòng)方式1.故障級采用故障中斷啟動(dòng)(由硬件進(jìn)行故障識別)*FH－>FM－>FL2.時(shí)鐘級*采用時(shí)鐘中斷(如:F-1504ms S12405ms)由時(shí)鐘計(jì)數(shù)電路向處理機(jī)發(fā)定時(shí)中斷請求。*H－>L－>B等待下次中斷*每次中斷時(shí)只執(zhí)行各級任務(wù)中的一小部分(因?yàn)楦鞒绦驎r(shí)限要求不同)。H級中斷中斷L級L級FLFHFL故障級任務(wù)啟動(dòng)舉例

時(shí)鐘中斷故障級周期級基本級暫停8ms

各級任務(wù)執(zhí)行舉例8ms8ms3.基本級B*由隊(duì)列啟動(dòng)，先到先服務(wù)的原則FIFO*各級程序啟動(dòng)由任務(wù)調(diào)度程序來管理*任務(wù)調(diào)度程序分類:

H級調(diào)度程序

L級調(diào)度程序

B級調(diào)度程序*H、L級調(diào)度程序采用時(shí)間表法安排每次所執(zhí)行的任務(wù)*B級調(diào)度程序采用隊(duì)列法安排每次所執(zhí)行的任務(wù)

第四節(jié)時(shí)間表(時(shí)間表法任務(wù)調(diào)度)*EXCH處理程序有各種不同的執(zhí)行周期，采用時(shí)間表是一種簡便而又有效的控制方法。*許多國家采用這種方法作為不同程序周期的控制方法。 美國BellESS 日本F-150

上海貝爾S-1240*由EPROM中一段空間構(gòu)成

一.時(shí)間表基本概念1.橫向:代表所管理的程序種類，每一位代表一種程序。總位數(shù)為處理機(jī)字長。縱向:代表時(shí)鐘中斷周期，每一行代表一定的時(shí)間單位。2.某行、某位填“1”代表程序執(zhí)行某行、某位填“0”代表程序不執(zhí)行3.總行數(shù)決定所管理程序的最大執(zhí)行周期。例如:時(shí)間中斷周期8ms，時(shí)間表有20行，最大執(zhí)行周期為

8ms/行x20行=160ms8ms1011765432101111111111110101010101011000000000001000000000001023456789二.具體時(shí)間表程序執(zhí)行控制示例組成:時(shí)間計(jì)數(shù)器HTMR 有效位(屏蔽表或活動(dòng)位)HACT 時(shí)間表HTBL 轉(zhuǎn)移表HJUMP1.時(shí)間計(jì)數(shù)器(HTMR)作用*也稱時(shí)間表指示字或指針*初值為0，每來一次時(shí)鐘中斷加1，(讀取一個(gè)單元內(nèi)容)直到最后一行，自動(dòng)回零。*計(jì)數(shù)器讀出數(shù)據(jù)作為時(shí)間表地址碼，對時(shí)間表單元地址計(jì)數(shù)。2.屏蔽表(HACT)作用*也稱活動(dòng)位或有效位*表示某一程序是否處于可執(zhí)行狀態(tài)，在程序運(yùn)行過程中靈活設(shè)置，提供附加控制。如:暫停某項(xiàng)程序(測試)或關(guān)閉某項(xiàng)群掃描。*某一程序執(zhí)行條件:

時(shí)間表對應(yīng)位^活動(dòng)位=1時(shí)間表對應(yīng)位=屏蔽表對應(yīng)位3.時(shí)間表(HTBL)作用*時(shí)間表共12行(T0~T11)時(shí)鐘中斷8ms

最大執(zhí)行周期12x8ms=96ms*程序種類16種(0~15)處理機(jī)字長為16位4.轉(zhuǎn)移表(HJUMP)作用*又稱轉(zhuǎn)移表入口地址或任務(wù)地址表、功能程序入口地址表*用來提供各種程序的起始地址*轉(zhuǎn)移表行數(shù)=時(shí)間表位數(shù)(每單元字長)*從時(shí)間表中判明某位為“1”時(shí)，以位數(shù)為指針找到轉(zhuǎn)移表，從轉(zhuǎn)移表中得到程序的起始地址。HACTHTMRHTBL0110000001111111時(shí)間計(jì)數(shù)器清零T00T1152101521T1115210HJUMP4位時(shí)間計(jì)數(shù)器8ms11T2撥號脈沖掃描程序PB代碼掃描程序位間隔掃描程序第五節(jié)隊(duì)列(隊(duì)列法的任務(wù)調(diào)度)一.組成:大多數(shù)基本級都采用隊(duì)列法進(jìn)行調(diào)度。由一張張任務(wù)表鏈接而成，采用先進(jìn)先出原則操作FIFO。取出口HP編入口TP

T1任務(wù)表a2a1

T2任務(wù)表a3a2

Tn任務(wù)表0anan-1a1anB級調(diào)度程序的作用:安排三種隊(duì)列和每種隊(duì)列中任務(wù)的執(zhí)行順序。BQ1有任務(wù)?BQ2有任務(wù)?BQ3有任務(wù)?停機(jī)BQ1任務(wù)表BQ2任務(wù)表BQ3任務(wù)表YNYNYNB級調(diào)度程序B級調(diào)度程序二.任務(wù)表具體內(nèi)容任務(wù)表為處理登記表，由其它程序提出來。例如:輸入程序中摘機(jī)識別發(fā)現(xiàn)了某用戶摘機(jī)時(shí)，將所