Устройство для контроля времени выполнения программ

(088.8) ао делам нзабретеннй н еткрцтнй. Дата опубликования описания 15.05.82 С, И, Зварич, И. Л. Сигалов, В. А, Фараджеви В. А, фннкельштейнт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯПРОГРАММ Изобретение относится к вычислитель- .ной технике, а именно к устройствам дляконтроля времени выполнения программв цифровых вычислительных и управляюших системах реального времени и может быть использована в устройствах управления ходом выполнения программ вЭВМ,Известно устройство, содержашее счетчик времени, датчик синхроимпупьсов,таэлементы И, блок управления, блок прерывания и схемы анализа состояния, осуществляющие счет времени выполненияпрограммы и выдачу сигнала окончаниязаданного промежутка времени. Контрольъ 15работы времени выполнения программосуществляется счетчиком времени, Насчетчик времени заносится код времени,значение которого несколько превышаетдопустимое время выполнения програьтмьт,При отсутствии неисправности в вычислительной машине и программе счетчиквремени не допжен никогда переполняться. Если же прн выполнении какой-то программы появляется сбой, в результате которого происходит зацикливание программы и время выполнения ее превышает допустимый интервал, то сигнал переполнения счетчика времени поступаетв блок прерывания 11. Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройство для контроля времени выполнения программ; содержашее счетчик, вход и первый выход которого через вентили записи и вентили считывания соединены соответственно с первым входом и первым выходом устройства, блок управления, элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ, триггер и соответствуюшие связи между ними 21.Недостатком этих устройств является низкая достоверность контроля времени выполнения программы, которая обясняется тем, что контроль ведется только на одном уровне управления - пибо на первом уровне (уровне центрального дис 3 . 9283петчера НД ), либо на более низком уровне (уровне местных диспетчеров).При контроле на уровне Щ 1 (самыйвысокий уровень) на счетчик времени должен быть занесен отрезок времени, допустимый для работы всех программ от первого до последнего уровня, При этом, если время работы укаэанных программпревышает заданную величину, нельзяуказать, из-за чего и где произошло нарушение временных соотношений работыпрограмм,. приведших к неисправности,При контроле на низшем уровне насчетчик заносится допустимое время работы отдельной программы, Если при ееработе произошло нарушение временныхсоотношений, то нельзя установить весь.ход вычислительного процесса, как и вкакой последовательности была вызванаданная программа, так как возможен вызов одной и той же программы различными программами вышестоящего уровня,Последнее очень важно, так как нарушение временных соотношений при работеотдельных программ может происходитьне иэ-эа неисправностей этих программа из-за неисправности программ болеевысокого уровня, которые наверно формируют входные параметры для вызываемойпрограммы более низкого уровня.Наличие одного счетчика времени приконтроле на разных уровнях программытребует дополнительных существенных усложнений системы контроля, связанныхс необходимостью запоминания кодов вре 35мени при вызове вложенных программ ивосстановления этих кодов при возвращении из вызванных программ,Таким образом, эти устройства обладают низкими диагностическими возмож 40ностями и имеют узкую область применения.Е(ель изобретения - расширение диагностических возможностей и областиприменения устройства эа счет обеспече 45ния одновременного контроля времени выполнения программы на различных уровнях и получения маршрута движения по .общей программе с точностью до элемента математического обеспечения (МО) накаждом уровне управления.Поставленная цепь достигается тем,что в устройство для контроля временивыполнение программ, содержащее первыйсчетчик и блок управления, причем информационный вход счетчика является первым информационным входом устройства,управляющий вход первого счетчика соединен с первым выходом первой группы 60 4управляюши х выходов б пока управления,первый тактовый выход которого подключен, к счетному входу первого счетчика,тактовый и управляющий входы блока управления являются соответственно тактовым и.управляющим входами устройства.информационный вход блока управленияявляется вторым информационным входомустройства введены блок фиксации сбоев.П -регистров и и -1 счетчиков, при этомустановочный выход блока фиксации сбоев является установочным выходом устройства и подключен ко второму управляющему входу блока управления, выходысчетчиков подключены к группе входовблока фиксации сбоев, информационныевходы счетчиков, кроме первого объединены и подключены к первому информационному входу устройства, счетный и управляющей входы каждого счетчика, кроме первого, подключены к соответствующим информационным и управляюшим выходам первой группы информационных иуправляющих выходов блока управления,информационные выходы регистров объединены и являются вторым информационным выходом устройства, информационные входы регистров объединены и являются третьим информационным входомустройства, каждый выход первой и второй группы выходов блока управлениясоединен соответственно с первым и втофрым установочными входами соответствующего регистра,Кроме того, блокуправления содержитдешифраторы, -элементов И, -триггеров, причем информационные входы дешифраторов объединены и подключены ко второму информационному входу блока, а управляющие входы - к управляющему входу блока, первые входы элемента И объединены и подключены к тактовому входу блока, второй вход каждого элементаИ подключен к первому выходу соответветствуюшего триггера, выходы элементов И образуют первую группу выходовблока,. выходы первого дешифратора подключены к нулевым входам соответствующих триггеров и являются первой группойвыходов блока, выходы первого дешифратора соединены с единичными входами соответствующих триггеров, единичные выходы которых подключены ко второму управляющему входу блока, выходы второгодешифратора подключены ко второй и третьей группам выходов блока.Блок фиксации сбоев содержмт и триггеров и элемент ИЛИ, выход которогоявляется установочным выходом блока,5 9283выходы . триггеров явпяются группой информационных выходов блока,единичныевходы всех триггеров подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ и подкпючены к информационным входам бпока,нулевые входы триггеров объединены иподкпючены к установочному входу блока.Единичный вход каждого триггера соединен соответствующим входом группывходов бпока И со входом элемента ИЛИ, 1 Овыход которого явпяется управляющимвыходом блока.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства;. на фиг. 2 - точки установкикоманд ЗКДИ и БКДИ с указанием номера уровня управпения (Е - 6),Устройство содержит и счетчиков 1- 1-1 и и блок 2 управления, первый информационный вход третьего устройствасоединен с информационными входами . 20счетчиков 1,1-1 ь управпяюшие и счетные входы которых соединены соответственно с первой группой управляюших итактовых выходов.бпока 2 управления,информационный. вход 3. Тактовый 4, 25установочный 5 и управпяюший 6 входыустройства соединены соответственно стактовым входом бпока 2 управпения сустановочным входом блока 7 фиксациисбоев и с вторым управляющим входом 30блока 2 управления.Группа информационных входов бпока2 управпения соединена с информационными входами 8 устрэйства. Устройствотакже содержит о -регистров 9.1-9. опервый и второй управпяюшие входы каждого регистра подкпючены к соответству ющим выходам первой и второй управляющих групп выходов блока 2 управления.Информационные входы 10 и выходы 40Т 1 регистров 9,1-9,п явпяются соответственно вторым информационным входоми выходом устройства, Выходы бпокафиксации сбоев подкпючены к первомувыходу устройства. Управляющий выход,блока фиксации сбоев соединен с первымуправляющим входом управления и с управпяюшим выходом 12 устройства,В состав бпока 2 управления входятпервый 13 и второй 14 дешифраторы,д эпементов И 15.1-15.п и и триггеров 16,1-16. и Информационныевходыпервого 13 и второго 14 дешифраторовсоединены с группой 8 информационныхвходов блока. Первый управляющий вхед55блока управления соединен с единичнымвходом всех триггеров 16,1-16, п.Второй управпяюший вход блока сое.динен с управляющим входом первого и 60 6второго дешифратора. Каждый выход первого дешифратора 13 соединен с нулевым входом соответствующего триггера 16,1- 16,о,и с соответствующим выходом первой управляющей группы выходов блока.Каждый выход второго дешифратора14 соединен с соответствующим выходом второй группы управпяюших выходов бирка и с единичным входом соответствующего триггера 16,1-16,п., Тактовый вход блока соединен с первыми входами эпементов И 15,1-15, н. Выход каждого триггера 16,1-16,п соединен совторым входом соответствующего эпемен Фта И 15.1-15.0. Выходы эпементов И15,1-15, и образуют группу тактовыхвыходов блока. Блок 7 фиксации сбоев содержит о триггеров 17,1-17, и и элемент ИЛИ 18.Установочный вход блока соединен с нулевыми входами всех триггеров 17,117, в выходы которых образуют группу выходов блока. Единичный вход каждоготриггера 17.1-17,п соединен с соответствующим входом группы входов группыИ со входом элемента ИЛИ 18, выхоакоторого является управляющим выходомблока.Устройство работает сцедуюшим образом.Устройство для контроля времени выапопнения программ реапизует работу двухспециальных команд, вводимых в систему команд ЭВМ, - Запуск контропя дпительности испопьзования (ЗКДИ)" и Бпокировка контроля длительности исполнения (БКВИ)".В состав операторов команд входят:номер уровня управления (контропя); номер (имя) программы, выпопняемой вданный момент на данном уровне; допустимый интервал, времени работы контролируемой программы на данном уровне(последнее только для команды запускаконтроля дпитепьности исполнения).При контроле времени работы программы соответствующего уровня команда"Запуск" контроля длительности исполнения ставится в вызывающей программе непосредственно перед обращением к вызываемой программе.Команда Блокировка контроля длительности исполнения ставится в точке возврата к вызывающей программе, Она исполняется, когда по окончанию работы вызываемой программы совершен ее возврат к вызывающей программе.Назначение команды ,ЗКНИ" - запустить контропь. дпитепьности работы про7 928360 8 10 20 30 40 45 граммы на задаваемом уровне управления в соответствии с задаваемой допустимой длительностью работы.Назначение команды "БКДИ" - заблокировать (прекратить) контроль программы на задаваемом уровне управления,Содержание контроля сводится к определению длитепьности работы контропируемой программы и сравнению ее с заданной допустимой длитепьностью ее работы,Если интервал времени между исполнением соответствующих команд ЗКДИ иВКДИ не превышает величины допустимого интервала времени работы данной программы 0 Од,то это свидетельствует об 15 удовлетворении требования по длитепьности работы. Если по истечении времениЬд 0 п не осуществлен выход на командуБКДИ, то это свидетельствует о нарушении .укаэанного требования. В этом случае система контроля вырабатывает соответствующий сигнап с указанием номера (имени) программы и номера уровня управпения, на котором про-. изошло нарушение требования. На выходы 8 блока 2 управления поступает группа разрядов операндов команд Запуск" ( Блокировка" ) контроля) длитепьности исполнения, а на управляющий вход 6 в , управпяющий сигнал "Запуск или "Блокировка", который опрашивает либо дешифратор 13 (еспи установ-лена команда "Запуск" контроля длительности, исполнения), либо дешифратор 14,Сигнал с выхода дешифртора 13 произ. водит занесение допустимого интервала времени работы контролируемой программы со входа 3 устройства на соответствующий счетчик 1,1-1,в, а с информационного входа 10 устройства на соответствующей регистр 9,1-9, и происходит занесение номера (имени программы, которая будет выполняться на соответствующем уровне),Кроме того, этот же сигнал с выхода дешифратора 13 производит установку соответствующего триггера 16,1-16,11 в положение, когда на втором входе соответствуюшего эпемента И 15.1-15, 11 установпен потенциап, разрешающий прохожде 50 ние сигнала с тактового входа 4 устройства меток времени, на счетный вход соответствующего счетчика 1,1-1,П. Сигнап "Метки времени" с тактового входа 4 устройства поступает на счетные вхо 55 ды счетчиков трех уровней, контроль которых разрешен (соответствующие триггеры 16,1-16,11 установлены в состояние контроль), Метки времени поступают на входы счетчиков до тех пор, пока непоявится команда "Блокировка контролядлительности с тем же кодом номерауровня, либо пока не произойдет перепопнение одного из запушенных счетчиковк1,1-1,1, р. По команде Впокировкаконтроля длительности исполнения соответствующий выход дешифратора 14 заблокирует поступпение меток времени на соответствующий счетчик и общий регистрвремени (имени) программы данного уровня,Если же до прихода команды "Блокировка" контропя длитеeьности происходит переполнение счетчика, что свидетепьствует об окончании допустимого временного интервала Мдщ,то сигнал Переполнение счетчИка" будет запомнен насоответствующем триггере 17,1-17, иблока 7 фиксации сбоев. Все,триггера17,1-17,п блока 7 по начальному пуску устанавливаются в нулевое состояниепо установочному входу 5 устройства.Сигнал "Переполнение счетчика кроме1установки в единицу соответствуюшеготриггера 17,1-17.т 1 поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 18, Свыхода элемента ИЛИ 18 он поступаетна выход 12 устройства и на первый управляющий вход блока 2 управления, который осуществляет установку в единицу всех триггеров 16,1-16,п и тем са 4 мым вызывает блокировку счетчиков 1.1 -1.п, всех уровней,Выход 12 устройства связан со схемой прерывания. По сигналу на выходе12 устройства прекращается выпопнениерабочей программы и вызывается программа анапиза сбоя, которая осуществляет анапиз причин, приведших к невернойработе одной из программ, включаемойна определенном уровне управления, Приэтом регистры 9,1-9.п по выходу 11программно доступны, блок 7 фиксациисбоев по информационным выходам такжепрограммно доступен. Счетчик 1.1-1, и -программно доступны, их выходы нафиг. 2 не показаны,Предлагаемое устройство является универсальным средством для проведения отдаточных и настроечных работ, связанных. с распределением ресурсов производительоности ЭВМ между компонентами математического обеспечения, Оно обеспечивает также фиксацию факта эицикливания программы с локализацией места неисправности. Получаемый при зацикливании программы сигнал испопьзуется для принятия мер по восстановлению вычиспитель15 9 9283 ного процесса. Помимо контроля длительности работы устройство обеспечивает также контроль управления на уровне элементов математического обеспечения. Предлагаемое устройство дает возможность установить маршрут движения по обшей программе с точностью до элемента МО на каждом, уровне управления.7формула изобретенияу101. Устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее первый счетчик и блок управления, причем информационный вход счетчика является пер вым информационным входом устройства, управляющий вход первого счетчика соединен с первым выходом первой группы управляющих выходов блока управления, первый тактовый выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, тактовый и управляющий входы блока управления являются соответственно тактовым и управляющим входами устройства, информационный вход блока управления является вторым информационным входом устройства, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения диагностических возможностей и области применения за счет обеспечения одновременного контроля времени выполнения программы на различных уровнях управления, устройство содержит блок фиксации сбоев, и регистров и и -1 счетчиков, при этом установочный выхср блока фиксации сбоев является установочным выходом устрой 35 ства и подключен ко второму управляющему входу блока управления, выходы счетчиков подключены к группевходов блока фиксации сбоев, информационные входы счетчиков, кроме первого, объеди 40 иены и подключены к первому информационному входу устройства, счетный и управляющий входы каждого счетчика, кроме первого, подключены к соответствующим информационным и управляющим вы. 45 ходам первой группы информационных и управляющих выходов блока управления, информационные выходы регистров объединены и являются вторым информационным1 выходом устройства, информационные вхо 60 10ды регистров объединены и являются третьим информационным входом устройства,каждый выход первой и второй группывыходов блока управления соединен соответственно с первым и вторым установочными входами соответствующего регистра.2. Устройство по и. 1 о т л и ч аю ш е е с я тем, что блок управлениясодержит дешифраторы, и элементов Ии и триггеров, причем информационныевходы дешифраторов объединены и подключены ко второму информационному входу блока, а управляющие входы - к управляющему входу блока, первые входы элемента И объединены и подключены к тактовому входу блока, второй вход каждогоэлемента И подключен к первому выходусоответствующего триггера, выходы элементов И образуют первую группу выходов блока, выходы первого дешифратораподключены к нулевым входам соответствующих триггеров и являются первойгруппой, выходов блока, выходы второгодешифратора соединены с единичнымивходами соответствующих триггеров, единичные выходы которых подключены коОвторому управляющему входу блока, выходы второго дешифратора подключеныко второй и третьей группам выходовблока.3. Устройство по п. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, блок фиксЬциисбоев содержит т триггеров и элементИЛИ, выход которого является установочным выходом блока, выходы триггеров. являются группой информационных выходов блока, единичные входы всех триггеров подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ и подключены к информационным входам блока, нулевые входытриггеров объединены и подключены кустановочному входу блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дроздов Е, А, и Пятибратов Основы построения и функционирования вычислительных систем, М.,"Х" Энергия,1973.2. Авторское свипетельство СССРЗаказ 3 242/62 ирвж 72 Подписное илиал ППП Патент, , Ужгород,ул.Проектная,4