Устройство для контроля хода программ

Союз Советскиз Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 010480 (21)2903184/18-24 (51)М. КЛ. с присоединением заявки йо(23) Приоритет 6 06 Р 11/28 Государствеииый комитет СССР по дедам изобретеиий и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 30. 12. 81(72) Автор изобретения . Ю.В.Трудов 11) Заявите 4) УСТРОЙС ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХОГРАММ статки этого уст том, что использ х команд двух ти Изобретение относится к вычисли тельной технике и может найти применение при создании устройств контроля мультипроцессорных и мультипрограммных вычислительных систем.Известно устройство для контроля хода программ, содержащее схемы сборки, счетчик, генератор, схему сравнения, регистри клапаны, осуществ - ляющее контроль хода программы путем проверки правильности порядка выполнения контрольных подпрограмм 1).Недостатками такого устройства являются необходимость дополнительного объема памяти для хранения контрольных подпрограмм и уменьшение эффективной производительности ЦВМ за счет периодического решения контрольных подпрограмм.Известно также устройство для 20 контроля хода программ, содержащее триггер, элемент И и счетчик, осу-. ществляющее контроль команд безусловных переходов и линейных участков посредством подсчета числа команд на участке и сравнение его с заранее заданным 2) .Недо ротоят в овциальны поЗь ное число команд на контролируемых участках приводит к значительным программным затратам для организации контроля хода программы, что при. водит к потере производительности ЦВМ и росту емкости памяти. Кроме того, такое устройство не позволяет осуществить контроль хода программ в ЦВМ, реализующей мультипрограмкный режим работы ЦВМ,Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля хо" да программ, осуществляющее временный контроль выполнения основных программ что не требует значительных дополни.тельных затрат времени, Основой устройства является счетчик, в который перед выполнением программы .заносится со стиранием старого значения по специальной команде дополнительный код максимально допустимого времени выполнения программы.Счетный вход счетчика подключен к генератору временных меток. Если выполнение программы не закончится в течение максимально допустимого вре" мени, тов счетчике возникает переполнение, сигнал которого являвтся сигналом ошибки в выполнении программы 3).Недостаток известного устройст ва состоит в том, что оно не позволяет осуществить контроль хода прог. рамм в мультипрограммном и мультипроцессорном режимах функционирования ЦВМ. Действительно, при реализации этих режимов необходимо осущестнлять прерывание выполняемых программ и, следовательно, запомнить оставшееся время выполнения прерываемой программы, а затем при нозобновлении ее ьыполнения - восстановить е-о. Изнестное устройство не позволяет это осуществить.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения запоминания и носстанов 15 ления кодов оставшегося времени выполнения прерванных программ.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля хода программ,содержащее первый 2 О счетчик и генератор импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика, а выход переполнения первого счетчика является управляющим выходом устройства, дополнительно введены К регистров, К входных блоков элементов И, К выходных блоков элементов И, второй счетчик, первый и второй дешифраторы, блок элементов ИЛИ, первыи и второй элементы ИЛИ, причем информационные входы устройства соединены с первым входом блока элементов ИЛИ, выходы которого соединены с информационными входами первого счетчика, информационные выходы первого счетчика соединены с входами К входных блоков. элементов И, выходы К входных блоков элементов И соединены с информационными входами соответствующих регистров, выход каждого ре- ф) гистра соединен с входом соответствующего выходного блока элементов И, выходы К выходных блоков элементов И соединены с вторым входом блока элементов ИЛИ, информационные выходы нторого счетчика соединены с входами первого и второго дешифрато ров, выходы которых через первый и второй элементы ИЛИ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами второго счетчика, каждый К-ый выход . первого и второго дешифраторон соединен соответственно с управляющими входами К-го входного блока элементов И и К-го выход,ного блока элементон И, первый и вто. 15 рой управляющие входы устройства сое динены соответственно с тактовыми входами первого и второго дешифраторов..На чертеже представлено устройст О во для контроля хода программ, Функциональная схема.Устройство содержит первый счетчик 1, суммирующий нход которого подключен к выходу генератора 2 импуль сов, а выход переполнения соединен с управляющим выходом устройства 3. Дополнительно устройство снабжено К регистров 4, К входных 5 и К выходных б блоков элементов И, вторым счетчиком 7, первым и вторым дешифраторами 8 и 9, блоком элементов ИЛИ 10 и двумя элементами ИЛИ 11 и 12.Каждый К-ый вход первого элемента ИЛИ 11 соединен с К-ым выходом первого дешифратора 8 и с управляющими входами К-го блока входных элементов И 5, управляющие входы выходных элементов И б К-го блока подключены к К-му выходу второго д.шифратора 9 и к К-му входу второго элемента ИЛИ 12, выход которого соединен с вычитающим входом 13 второго счетчика 7, суммирующий вход 14 которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ 11, а выходы соединены с информационными входами первого 8 и второго 9 дешифраторов, тактовые входы 15 и 16 которых подключены соответственно к первому 17 и ко второму 18 управляющим входам устройства, выходы всех К блоков ныходных элементон И б через блок элементов ИЛИ 10, вторые входы которых соединены с информационными входами 19 устройства, подключены к входам счетчика 1, выходы которого соединены с информационными входами блока входных элементов И 5.Устройство работает следующим образом.При каждом исполнении программы в четчик 1 программно заносится через информационные входы 19 устройства и 5 лок элементов ИЛИ 10 дополнительный код максимального времени выполнения программы. В процессе выполнения программы на суммирующий вход счетчика 1 поступают временные импульсы от генератора 2 импульсов временные метки. Если время ныполнения програм мы превосходит максимально допустимое, то в счетчике 1 формируется сигнал переполнения, который через управляющий выход 3 устройства поступает в систему прерывания. При нормальном ходе программы переполнения счетчика 1 не происходит. Однако и при нормальном ходе программы при мультипрограммном режиме работы возможно прерывание данной программы эа счет необходимости выполнения программ более высокого приоритета. При этом естественно возникает необходимость запоминания и восстанов- . ления оставшегося времени выполнения прерванныхпрограмм. Количество программ, которое может одновременно находиться в режиме прерывания, принято называть глубиной прерыванияеСигналы прерывания поступают через первый управляющий вход 17 на гактовый вход первого дешифратора 8,Входы первого 8 и второго 9 дешифраторов соединены с выходами нторого счетчика 7 числа прерынаний. При поступлении первого сигнала прерывания единичный сигнал будет сформирован на первом выходе первого дешифратора 8, который поступает на управляющие входы первого входного блока элементов И 5 и осуществляет прием кода с первого счетчика 1 в первый регистр 4. Одновременно этотже сигнал через первый элемент ИЛИ 11 поступает на суммирующий вход 14 второго счетчика 7 и увеличивает содержимое на единицу. Вследствие этого при поступлении второго сигнала прерывания через первый управляющий 15 нход 17 единичный сигнал будет сформирован на втором выходе первого дешифратора 8, который осуществляет запись содержимого первого счетчика 1 во второй регистр 4. После этого на О чинается выполнение программы более высокого приоритета, при этом в счетчик 1 через информационные входы 19 устройства и блок элементов ИЛИ 10 снова заносится дополнительный код 25 максимал:но допустимого времени выполнения программы. При поступлении последующих сигналов прерываний работа схемы устройства аналогична описанной выше.При поступлении К-го сигнала прерывания содержимое счетчика будет переписано в К-ый регистр 4.При возвращении в обработке прерванных программ первым должно восстанавливаться оставшееся время выпол З 5 нения программы с более высоким приоритетом, а это значит, что первым должно восстанавливаться времяпоследней прерванной программы. При поступлении через второй управляющий 4 О вход 18 устройства перного сигнала восстанонления на тактовый вход второго дешифратора 9 единичный сигнал будет сформирован на выходе дешифратора в соответствии с содержимым 45 второго счетчика. Так, если последняч запись содержимого счетчика 7 осуществлена была в К-ый регистр 4, то при поступлении первого сигнала восстановления единичный сигнал будет сформирован на К-ом выходе второго дешифратора, который поступа - ет на управляющие входы К-го выходного блока элементов И б и осуществляет перепись содержимого К-го регистра в счетчик 1. одновременно 55 этот же сигнал через второй элемент ИЛИ 12 поступает на вычитающий вход 13 второго счетчика 7, уменьшая его содержимое на единицу. Вследствие этого, при поступлении второго сиг- ц) нала восстановления через второй управляющий вход 18, единичный сигнал будет сформирован на К)-м выходе второго дешифратора 9, который поступает на управляющие входы (К). го входного блока элементов И Ь, регистра 4 и осуществляют перепись содержимого (К)-го регистра 4 в счетчик 1. Однонременно этот же сигнал через второй элемент ИЛИ 12 поступает на вычитающий вход второго счетчика 7, уменьшая его содержимое на единицу.Работа схемы при восстановлении оставшегося времени выполнения других программ с более низким приоритетом осуществляется аналогично.Предлагаемое устройство обеспечивает запоминание и восстановление кода оставшегося времени выполнения программ, а это значит, что оно можут быть использовано при реализации мультипрограммных и мультипроцессорных режимов функционирования ЦВМ и вычислительных систем, обеспечивая запоминание и восстановление оставшегося времени ныполнения К прерванных программ,формул изобретенияУстройство для контроля хода программ, содержащее первый счетчик и генератор импульсов, выход которого соединен с суммирующим входом первого счетчика, а выход переполнения перво" го счетчика является управляющим выходом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения запоминания и восстановления кодов оставшегося времени вы-, полнения прерванных программ, в устройство введены К регистров, К входных блоков элементов И, К выходных блоков элементов И, второй счетчик, перный и второй дешифраторы, блок элементов ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ, причем информационные входы устройства соединены с первым входом блока элементов ИЛИ, выходы которого. соединены с информационными входами первого счетчика, информационные выходы первого счетчика соединены с входами К входных блоков элементов И, выходы К входных блоков элементов И соединены с информационными входами соответствующих регистров, выход каждого регистра соединен с входом соответствующего выходного блока элементов И, выходы К выходных ,блоков элементов И соединены со вторым входом блока элементов ИЛИ, ин формационные выходы второго счетчика соединены со входами первого и второго дешифраторов, выходы которых через первый и второй элементы ИЛИ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами второго счетчи" ка, кажДый К-ый выход первого и вто" рого дешифраторон соединен соответственно с управляющими входами К-го входного блока элелентон И и К-го выходного блока элементов И, первый894713 игал Составитель И.С оведактор Е.Дичинская Техред А,Ач Корректор, Г. Назаров Тираж 748 вНИИПИ Государственног по делам иэобретени 113035, Москва, Ж"35, РаушЗаказ 11490 78 лнал НПП ффПатент, г. ужгород, ул. Проектная,и второй управляющие входы устройства соединены соответственно с тактовыми входами первого и второго дешифраторов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Клямко З.И. Схемный и тестовый контроль автоматических цифровых вычислительных машин. М., ффСоветское радиоф, 1963, с. 86"87, рис. 14,2, Там же, с. 58-59, рис. 63. Там же, с, 91"92, рис. 8.4 (прототип) . Подписноекомитета СС и открытийакая наб., д