Устройство для контроля хода программ

1 124Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь.зовано для контроля хода программыспециализированной ЭВМ в АСУ, работа"ющих в реальном маСштабе времени,и является усовершенствованием устройства по авт. св. Р 892446,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства путем проверки выполненияциклических участков программ,На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для контроля ходапрограммы; на Фиг. 2 - структураспециальной команды.Устройство содержит счетчик 1,первый элемент И-НЕ 2, первый 3 ивторой 4 элементы И, элемент ИЛИ5, схему 6 сравнения, второй счетчик7, второй элемент И-НЕ 8, третий 9и четвертык 10 элементы 10, триггер11, пятый элемент И 12, входы разрешения 13, счета 14, сброса 15 первого счетчика, первую группу информационных выходов 16 устройства,вход 17 признака контроля устройства,вход 18 признака контроля перехода,вход 19 признака перехода, вход 20признака условия, выход 21 ошибки,вход 22 признака контроля, вход 23признака условного перехода вторуюгруппу информационных выходов 24,вход 25 устройства,Специальная команда (Фиг, 2) включает поле 26, в котором записывается код команды, одноразрядное поле27, в которое записывается " 1", еслинеобходимо контролировать правильность условного перехода на участокпрограммы, который начинается этойспециальной командой, поле 28, вкотором записывается значение признака условного перехода, поле 29 признака контроля цикла, в которое записывается "1", если необходимо контролировать правильность выполненияциклического участка программы, который начинается этой специальной командой, и "0", если правильность выполнения цикла не контролируется,поле 30, в которое записывается число команд, подлежащих выполнению научастке программы, ограниченном специальной командой и первой, встретив"шейся после нее, командой условногоперехода или командой останова,поле31, в которое записывается числоповторений циклического участка программы.101520 25 30 3540 44,55 полнению в программе без учета команды останова, в полях 28, 29 и 31 записаны "0".В этом случае устройство контроля хода программы работает следующимобразом,При выполнении специальной команды в устройстве управления ЦВМ проводят анализ кода специальной команды. Если в поле 27 специальной команды записан "0", на вход 18 устрой,ства не поступает единичный сигнал признака контроля перехода, элемент И 4 закрыт и анализ правильности выполнения условного перехода не проводят. На вход 15 устройства поступает сигнал, сбрасывающий счетчик 1 в нулевое состояние, На вход 13 устройства поступает управляющий сигнал занесения кода на счетчик, по которому прямой код числа команд, подлежащих выполнению, записанный в поле 30 специальной команды,преобразовывается в дополнительный и поступает на счетчик 1. В конце выполнения каждой команды, кроме команды условного перехода и останова на вход 14 устройства поступает сигнал, о которому содержимое счетчика 1 увеличивается на единицу.При выполнении команды останована входе 17 устройства Формируется единичный сигнал признака конца контроля, Если ход программы не нарушен, т.е. не пропущена ни одна команда и не выполнено ни одной линей команды, то все разряды счетчика 1 находятся в единичном состоянии, С выхода элемента И-НЕ 2 на вход элемента И 3 поступает нулевой сигнал и на его выходе не Формируется единичныйсигнал, Если при выполнении программы пропущена хотя бы одна команда,то к моменту выполнения команды останова не все разряды счетчика 1 находятся в единичном состоянии, на выходеэлемента И-НЕ 2 присутствует единичный сигнал. При выполнении командыостанова единичный сигнал, поступающий на вход 17 устройства, сформиру 2967 2Устройство работает следующим образом.Если в программе нет команд услов ных переходов, то заранее можно указать число команд, подлежащих выполнению. В этом случае в начале программы ставится специальная команда,в поле 27 которой записан "0", в поле 30 - число команд, подлежащих вы242967 4 з 1ет на выходе элемента И 3 единичныйсигнал, который поступает на входэлемента ИЛИ 5. На выходе последнегоформируется единичный сигнал, который поступает на выход 21 устройства и свидетельствует об ошибке входе программы. Если при выполнениипрограммы выполнена лишняя команда,то еще до выполнения команды останова на второй вход элемента ИЛИ 5 свыхода переноса из старшего разряда счетчика 1 поступает единичныйсигнал, на выходе 21 устройства формируется единичный сигнал.Если в программе имеются командыусловного перехода, то заранее можноуказать число команд, выполняемыхна участках программы от начала программ 1 до первой команды условногоперехода между командами условногоперехода и от последней ветви программы команды Условного перехода докоманды останова, Для организацииконтроля хода программы, первой после каждого разветвления программы,должна выполняться специальная команда, В этом случае при выполненииспециальной команды как проверяетсяправильность выполнения условногоперехода, так и задается число команд, подлежащих выполнениЮ на участке программы, до следующей командыусловного перехода или останова.Привыполнении команды условного перехода на вход 17 признака конца контроля поступает единичный сигнал,как и.при выполнении команды останова,При выполнении специальной команды участка программы, куда происходит передача управления по командеусловного перехода, при выполнениикоторой осуществляется контроль прайильности перехода, устройство контроля хода программы работает следующим образом.На вход 18 устройства поступаетединичный сигнал, который открываетэлемент И 4, На второй вход элемента И 4 поступает сигнал с выхода схемы б сравнения, на вход 19 которойпоступает сигнал признака условногоперехода, сформированный в машине, ана вход 20 поступает сигнал одноразрядного признака с того разряда регистра команд машины, в котором привыполнении специальной команды хранится значение одноразрядного кода,записанного в поле 28. Если условный переход осуществлен правильно, тона входы 19 и 20 устройства поступают одинаковые сигналы, с выхода схемы 6 на второй вход элемента И 4 поступает нулевой сигнал. Если условныйпереход осуществлен неправильно,навходы 19 и 20 устройства поступаютразные сигналы и с выхода схемы 6 навторой вход элемента И 4 поступаетединичный сигнал. С выхода. элемента И 4 единичный сигнал поступает натретий вход элемента ИЛИ 5 и формирует на выходе 21 устройства единичный сигнал, свидетельствующий обошибке в ходе программы. Если в программе имеются циклические участка, то заранее можно указать число повторений цикла. В этомслучае перед циклическим участкомстановится специальная команда, вполе 29 которой записана "1", в поле 31 - число повторений цикла вдополнительном коде, Первой командойциклического участка становится специальная команда, в поле 27 которойзаписан "0", в поле 30 - число команд, подлежащих выполнению в циклическом участке без учета командыусловного перехода, в полях 28,29 иЭО31 записаны "0". Первой командойучастка программы, на который происходит передача управления послевыхода из цикла, становится специальная команда, в поле 27 которой записана "1", в поле 28 записаноэталонное значение сигнала условногоперехода (уэ = 1), а в остальных полях (29-31) записаны "0".В этом случае устройство контроляхода программы работает следующим40образом,При начальных установках циклав устройстве управления ЦВМ проводится анализ кода специальной команды.Если в поле 29 специальной команды45 записана "1" то на вход 22 устройствапоступает единичный сигнал признакаконтроля цикла, который устанавливает в единичное состояние триггер 11и обнуляет все разряды счетчика ,50 на который после этого заноситсякод из поля 31 специальной команды.При очередном выполнении циклическогоучастка ("тела цикла ) в устройстве.управления ЦВМ проводится анализ специальной команды. Так как в поле 27записан "0", на вход 18 устройстване поступает единичный сигнал признака контроля перехода, элемент И 4закрыт и анализ правильности усповного перехода не проводится. На вход, 15 устройства поступает сигнал, сбра" сывающий счетчик 1 в нулевое состояние. На вход 13 устройства поступает управляющий сигнал занесения кода на счетчик, па которому прямой код числа команд, подлежащих выполнению в циклическом участке, записанный в поле 30 специальной команды, преобразуется в дополнительный и поступает на счетчик 1. В конце выполнения каждой команды, кроме команды условного перехода, на вход 14 устройства посту 15 пает сигнал, па которому содержимое счетчика 1 увеличивается на единицу,При выполнении команды условного перехода в начале цикла. на входе 23 устройства Формируется единичный сигнал условного перехода Ы , который поступает на входы первого 3 и третьего 9 элементов И.Если ход вы полнения циклического участка не нарушен, т,е. не пропущена ни одна команда и не выполнена ни одной лиш-. ней команды, все разряды счетчика 1 находятся в единичном состоянии, С выхода элемента И-НЕ 2 на вход элемента И 3 поступает нулевой сигнал и на его выходе не Формируется единичный сигнал.Если при выполнении циклическогоучастка программы пропущена хотя бы одна команда, то на выходе элемента И-НЕ 2 сформируется единичный сигнал, З 5 каторыи сформирует на выходе элемента И 3 также единичный сигнал, кото-, рый поступает на вход элемента ИЛИ 5. На выходе элемента ИЛИ 5 Формируется единичный сигнал, который посту- О пает на выход 21 устройства и свидетельствует об ошибке в ходе программы, Если при выполнении программы выполнена лишняя команда, то еще доДвыполнения команды перехода в начале цикла на второй вход элемента ИЛИ 5 с выхода переноса из старшего разряда счетчика 1 поступает единичный сигнал на выходе 21 устройства Формируется единичный сигнал ошибки. Единичный сигнал условного переходаЯ с входа 23 поступает на вход элемента И 9, который открыт разрешающим потенциалам. с выхода триггера11. На выходе элемента И 9 Фармиру- Ы ется сигнал, поступающий на счетный вход счетчика 7, па которому его содержимое увеличивается на единицу. При выходе из цикла по команде условного перехода в устройстве управления ЦВМ проводят анализ специальной команды, выполняемой первой после выхода из цикла, Б полях 27 и 28 даннои специальной команды записаны "1", которые в виде единичных сигналов поступают с входов 18 и 20 устройства на первый и второй входы элемейта И 12, открытые по первому входу потенциалом с выхода триггера 11. Элемент И 12 срабатывает и выдает на выходе сигнал, устанавливающий в "0" триггер 11 и поступающий на вход элемента И 10. Еспи хад программы"не нарушен, т,е, цикл выполнен заданное число раз, то все разряды счетчика 7 находятся в единичном состоянии. С выхода элемента И-НЕ 8 на вход элемента И 10 поступает нулевой сигнал и на его выходе не Формируется единичный сигнал, Если цикл вьпгалцяется число раэ меньше заданного, то при выходе из цикла не все разряды счетчика 7 находятся в единичном состоянии, на выходе элемента И-НЕ 8 присутствует единичный сигнал, который сформирует на выходе элемента И 10 также единичный сигнал, который поступает на вход элемента ИЛИ 5. На выходе элемента ИЛИ. 5 Формируется единичный сигнал, который поступает на выход 21 устройства и свидетельствует об ошибке в ходе программы. Если программа зациклилась, то на второй вход элемента ИЛИ 5 с выхода переноса из старшего разряда счетчика 7 поступает единичный .сигнал и на выходе 21 устройства формируется единичныи сигнал. Предлагаемое устройство способно контролировать ход программы и при наличии прерываний. При отработке прерываний содержимое основных регистров машины запоминается в памяти, С выходов 16 и 24 устройства контроля хода программы, соединенных с вьгхадами единичных разрядов соответственно счетчиков 1 и 7, коды, находящиеся на счетчиках, поступают и запоминаются в соответствующих ячей" ках памяти машины. При возвращении к прерванной программе необходимо восстановить на счетчиках 1 и 7 инфор" мацик, которая находится в момент прихода сигнала прерывания, Это делается путем вычисления специальной ко1242967 оставитель И.Сафроноваехред М.Ходанич Корректор Т. Колб тор Н.Гунько аказ 307 4 Тираж 671 Государствен елам изобрете Москва, ЖПодписноеого комитета СССРий и открытийМосква, Ж, Ра НИИПИ 11303 шская наб., д. Проектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор манды, в полях 30 и 31 которой записаны коды, записанные в память. Формула изобретения Устройство для контроля хода программ по авт. св. 9 892446, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем проверки выполнения циклических участков программ, в него введены второй счетчик, второй элемент И-НЕ, третий, четвертый и пятый элементы И и триггер, причем вход триггера объединен с установочным входом второго счетчика и подключен к входу признака контроля цикла устройства, прямой выход триггера соединен с первыми входами третьего и пятого элементов И, второй вход третьего элемента И объединен с первым входом первого элемента И и подключен к входу призна ка повторения цикла устройства, выходтретьего элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, группаинформационных входов которого является группой информационных входовустройства, информационные выходывторого счетчика соединены с соответствующими входами второго элемента 1 О И-НЕ и образуют группу информационныхвыходов устройства, выход второгоэлемента И-НЕ соединен с первым вхо. дом четвертого элемента И, второйвход которого объединен с нулевым 15 входом триггера и подключен к выходу пятого элемента И, второй и третий входы которого подключены соответственно к входам признака условияи признака контроля перехода устройства, выход переполнения счетчикаи выход четвертого элемента И соединены с вторым и четвертымвходами элемента ИЛИ соответственно,