Устройство для контроля хода программы

(51) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 0 ПИСДНИЕ ИЗОБРЕтениЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВПРОГРАММЫ ОНТРОЛЯ ХО тно являе арова ыт СССР 1984 ит одом ля контрол(57) Изобретение тельной технике, ствованием изоб У 1211735, и може в цифровых вычисл тся к вычисли ся усовершеня по а с. использовано ых машинах ыполнения1328819 программы. Целью изобретения являетсяповышение быстродействия. Устройство содержит счетчик 1, генератор 2 импульсов, группу 3 элементов И, дешифратор 4, блок 5 памяти, триггер 6 записи, формирователь 7 импульсов, элемент 8 задержки, элемент И 9, элемент ИЛИ 10, триггер 11 маски, блок Изобретение относится к вычислительной технике, может использоваться в цифровых вычислительных машинах (ЦАМ) для контроля за ходом выполнения программ и является усовершенст вованием устройства по авт.св. И 1211735,Цель изобретения - повышение быстродействия центрального процессора ЦВМ за счет уменьшения непроизводительных затрат машинного времени при аппаратной блокировке выдачи сигнала "Сбой" во время записи по определенным адресам.Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство выявляет все несанкционированные повторные обращения к ячейкам памяти в режиме "Запись" во всем адресном йространстве ЦВМ, кроме областей памяти.ЦАМ, обращения к которым необходимы только в режиме "Запись". На чертеже изображена структурная схема устройства для контроля хода 2 б программы.Устройство содержит счетчик 1, ге- нератор 2 импульсов, группу элементов И 3 дешифратор 4, блок 5 памяти триггер 6 записи, формирователь 7 импульсов, элемент 8 задержки, элемент И 9, элемент ИЛИ 10, триггер 11 маски, блок 12 постоянной памяти и мультиплексор 13, шины данных 14, адреса 15, управляющие линии "Строб адреса" 16 и "Запись"/"Чте ние" 17.Группы адресных входов блока 5 памяти, дешифратора 4, блок 12 и группа управляющих входов мультиплексора 13 соединены с адресной шиной 15,Группа информационных входов счетчика 1, информационный вход триггера 12 постоянной памяти, мультиплексор 13. Устройство выявляет все несанкционированные повторные обращения к ячейкам памяти в режиме "Запись" во всем адресном пространстве ЦВМ, кроме областей памяти ЦВМ, обращения к которым необходимы только в режиме "За 1 ил. 11 маски и выходы группы элементов И 3 соединены с шиной 14 данных.Управляющие входы дешифратора 4 соединены соответственно с линией "Строб адреса" 16 и с линией "Запись"/ "Чтение" 17, выходы дешифратора соединены соответственно с управляющими входами группы элементов И 3, с управляющим входом счетчика 1, счетный вход которого подключен к выходу генератора 2 импульсов и с синхронизирующим входом триггера 11 маски.Группа информационных выходов счетчика 1 соединена с первыми входами группы элементов И 3.Первый вход элемента И 9 и информационный вход блока 5 памяти соединены с линией "Запись"/"Чтение" 17, управ - ляющий вход "Запись"/"Чтение" блока 5 памяти подключен к инверсному выходу триггера 6 записи, С-вход которого соединен с линией "Строб адреса" 16, на Р-вход которого подано постоянное напряжение, прямой выход триггера 6 записи подключен через элемент 8 задержки к его К-входу и через формирователь 7 импульсов к управляющему входу "Выборка кристалла" блока 5 памяти, выход которого соединен с вторым входом элемента И 9, третий вход которого подключен к выходу триггера 11 маски, выход элемента И 9 и выход переполнения счетчика 1 подключены к входам элемента ИЛИ 10, выход которого является выходом устройства, управляющий вход "Выбор кристалла" блока 12 подключен к линии "Строб адреса" 16, группа информационных выходов блока 12 соединена с группой информационных входов мультиплексора 13, выход которого подключен к четвертому входу элемента И 9.Устройство работает следующим образом,В начале работы ЦВМ в программеустановки устройства контроля в исходное состояние обнуляется содержимоеблока памяти 5 простым перебираниемвсех адресов ЦВМ в режиме Чтение".В блоке 12 прошита следующая информация: по всем адресам ЦВМ, позволяющим производить обращения как по 10записи, так и по чтению, находитсялогическая "1", по тем адресам ЦВМ,обращения к которым необходимы про- .грамме только по записи, находитсялогический "О". 15Во время работы программ пользователя возможны случайные повторныезаписи информации в ячейки памяти,приводящие к затиранию информации,записанной в предыдущих актах записи.20Устройство контроля проверяет приобращении к ячейке в режиме записи,считывалась ли информация, хранимаяв данный момент в этой ячейке, завесь период ее хранения, Если считывание не производилось и в блоке 12по адресу этой ячейки находится логическая " 1", то устройством выдаетсясигнал ошибки. Если по адресу ячейкив блоке 12 записан логический "О", 30то выдача сигнала ошибки заблокирована, так как по этому адресу требуютсяобращения только в режиме "Запись" ичтение по этому адресу может не проводиться. 35Повторная запись в ячейку без считывания может возникнуть при зацикливании, когда на участке программ, накотором происходит зацикливание, естьхотя бы одна команда записи в какуюлибо ячейку памяти и отсутствует команда чтения из этой же ячейки, тогдапри каждом прохождении цикла в этуячейку проводится запись без считывания, при сбоях, нарушающих ход выпол кения программ, в результате чего могут не выполняться некоторые командысчитывания в каких-либо ячейках памя-ти, тогда при обращении к этим ячейкам в режиме записи выдается сигнал 50ошибки. При отладке программы повторная запись возникает при неправильнойадресации к ячейкам памяти, вызваннойошибками в программе.55При обращении к любой ячейке памяти ЦВМ в блок 5 памяти записывается в каком режиме (записи или чтения) происходит обмен информацией. Блок5 памяти хранит И бит информации, где И - количество ячеек памяти в ЦВМ. Каждой ячейке памяти соответствует один бит информации блока 5 памяти. Бит = О, если последнее обращение к данной ячейке было в режиме чтения, 1, если проводят запись. При обращении к какой-либо ячейке памяти ЦВМ устанавливает адрес на магистрали, сигнал на линии 16 "Выдача адреса подтверждает выдачу адреса на магистрали и устанавливает триггер 6 в единичное состояние, На входе "Чтение"/"Запись" блока 5 памяти устанавливается уровень логический "О" режим "Чтение" ).Из положительного фронта на выходе триггера 6 формирователь импульсов вырабатывает сигнал "Выбор кристалла" для блока 5 памяти. Происходит считывание бита, соответствующего ячейке, к которой обращается ЦВМ. При этом возможны следующие случаи. ЦВМ обращается по данному адресу в режиме "Чтение", тоГда логический нО" на ли - нии 17 "Запись"/"Чтение" блокирует сигнал на выходе элемента И 9 независимо от считанного содержимого бита блока 5 памяти.В другом случае при обращении к данной ячейке в режиме "Запись" сигнал ошибки с выхода элемента И формируется в зависимости от того, в каком режиме (" Запись" или "Чтение" ) было предыдущее обращение по данному адресу и какая информация записана в блок 12 по данному адресу. Наличие на выходе мультиплексора 13 логического "О" заблокирует выдачу сигнала "Сбой" независимо от уровня сигнала, сформированного на выходе блока 5 памяти.Блок 12 постоянной памяти хранит М бит информации, где И - количество ячеек в адресном пространстве ЦВМ. Каждой ячейке соответствует один бит информации блока 12.1, если по данному адресу Бит = необходимы обращения по записи и по чтению, О, если необходимы обращения только по записи. Наличие мультиплексора 13 на выходе блока 12 позволяет сократить объем блока постоянной памяти в 1 раз, где 1 - количество информационных выходов блока 12. Так как промышленностью выпускаются блоки постоянной памяти1328819 Составитель СигаловРедактор Н, Гунько Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко Заказ 3489/51 Тираж 672ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 с 1 Ф 1, то без мультиплексора на выходе пришлось бы использовать блок памяти объемом Бх 1 бит, при этомЪх(1-1) бит блока постоянной памятибыли бы не задействованы,На управляющие входы мультиплексо"ра 13 заводится М младших разрядовадреса, где М = 1 о 8 1, Остальныеадресные разряды (без М младших) за-,ведены на адресные входы блока 12.Через время ь, определенное элементом 8 задержки, триггер 6 перекидывается обратно в нулевое состояние.На входе "Запись"/"Чтение" блока 15памяти устанавливается логическая "1"(режим Запись").Из отрицательного фронта на выходетриггера 6 формирователь 7 формируетследующий импульс "Выборка кристалла"и в соответствующий бит блока 5 памяти записывается "0", если обращениепо данному адресу было в режиме "Чтение", или "1", если в режиме "Запись"Сигнал "Сбой", выдаваемый устройством, может быть программно замаскирован триггером 11 маски. Для этоготриггер 11 маски имеет свой фиксированный адрес на магистрали ЦВМ, обнаружив этот адрес на магистрали, дешифратор 4 стробирует триггер 11 маски, записывая в него "О" или "1" с.шины 14 данных, с которой один разрядзаведен на вход триггера 11.Если при зацикливании не происходит повторная запись без считывания,тогда зацикливание выявляют следующим образом.Перед началом выполнения программыв счетчик 1 с шины 14 данных по сигналу с дешифратора 4 заносится дополнительный код максимально допустимого времени выполнения программ. Импульсы с генератора 2 временных меток поступают на счетный вход счетчика 1, уве личивают его содержимое. При переполнении счетчика сигнал с выхода переполнения поступает на выход устройства, сигнализируя об ошибке,10 В мультипрограммном режиме в случае прерывания выполняемой программытекущее значение времени ее выполнения считывается со счетчика 1 черезгруппу элементов И 3 и сохраняется 15 в стеке ЦВМ. После повторной постановки прерванной программы на счет,в счетчике 1 восстанавливается текущее состояние времени выполнения программы из стека ЦВМ, тем самым обес печивается правильное функционирование счетчика 1 в мультипрограммномрежиме работы ЦВМ. ф о р м у л а изобретения25 Устройство для контроля хода программы по авт.св Р 1211735, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в уст 30 ройство введены блок постоянной памяти и мультиплексор, причем адресныйвход устройства соединен с адреснымвходом блока постоянной памяти и управляющими входами мультиплексора,35 вход строба адреса устройства соединен с входом обращения блока постоянной памяти, выход которого соединенс информационным входом мультиплексора, выход мультиплексора соединен с40 четвертым входом элемента И,