Устройство для сбора и регистрации данных о работе информационно-вычислительной системы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 080581 (21) 3288821/18-24 (511 М. Ктт 3 Союз СоаетскнхСоцналнстнческнхРеслублнк В,С Об Г15/36 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 3011.82лелорусскол ссР(71) Заявител нститут технической кибернетики(54) УСТРОЙСТВО ДЗИ СБОРА И РЕГИСТРАЦИИ ДАННЫХ О РАБОТЕ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОИ СИСТЕМЫО Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сбора данных, характеризующих функционирование программных и аппаратных средств вычислительных систем (ВС) с последующим применением этих данных для повышения эффективности использования отдельных ЭВМ и устройств системы, при моделировании вновь разрабатываемых устройств и систем, при выборе алгоритмов диспетчеризации вычислительного процесса, при определении требований программ на системные ресурсы, при построении моделей рабочей1 нагрузки ВС и при определении накладных расходов операционной системы.Известна система визуального контроля эа работой вычислительной машины 2 содержащая пульт управления, входной буферный блок, адресный узел, оперативную память, блок индикации и телевизионный монитор (1 ).Однако она не позволяет определять времена обращения и загрузку различных внешних устройств ЭВМ.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сбора и регистрации данных о работе узлов ЭВМ, содержащее блок приема сигналов, блок регистрации временной диаграммы, блок управления и блок вывода данных 2 ).Существенными недостатками этого устройства являются малое число одновременно регистрируемых событий (до б), невозможность проведения непрерывной регистрации во всех режимах (в связи с прекращением сбора информации на время вывода собранных данных на перфоленту), ограниченное время непрерывной регистрации временной диаграммы, определяемое периодом прохохщения сорока импульсов опроса с момента начала регистрации, большая избыточность регистрируемой информации, большой расход внешнего носителя, вызванные регистрацией большого количества одинаковых значений временной диаграммы при неизменном состоянии исследуемой ЬС, невозможность получения информации об использовании ресурсов ВС конкретными программными модулями, что необходимо для обеспечения определения эффективности системы при выполнении программы.Цель изобретения - расширение Функ" циональных возможностей и повышение эффективности работы устройства за счет увеличения количества режимовработы при обеспечении непрерывной регистрации информации об использовании ресурсов ВС в привязке к обрабатываемым в системе программным модулям и при значительном сокращении объемов выводимых данных. 5Поставленная, цель достигается тем, что в устройство для сбора и регистрации данных о работе информационновычислительной системы, содержащее блок вывода данных, узел регистрации 1 О временной диаграммы, первый блок управления и блок приема сигналрв, первый выход которого соединен с, первым входом узла регистрации временной диаграммы, управляющий вход которого соединен с выходом управления регистрацией первого блока управления, вход сигнала завершения записи и выход управления записью которого соединены соответственно с первым входом и первым выходом блока вывода данных, введены второй блок управления, блок буферной памяти и блок коммутации, причем первый выход второго блока управления соединены с вторым входом узла регистрации временной диаграммы, первый выход которого соединен с входом изменения состояния временной диаграммы первого блока управления, вход кода операции и выход смены кода программы которого соединены соответственно с вторым выходом и первым входом второго блока управления,. второй и третий входы которого соединены соответственно 35 с вторым и третьим выходами блока приема, первый и второй выходы кото" рого соеДинены соответственно с первым и вторым выходами блока коммутации, третий вход которого соединен 40 с выходом управления регистрацией параметров первого блока управления, вход конца записи и выход управления записью в блок памяти которого соединены соответственно с первым 45 выходом и первым входом блока памяти, второй и третий вхоДы которого соединены соответственно с вторым выходом узла регистрации временной диаграммы и выходом блока коммутации, второй выход блока памяти соединен с вторым входом блока вывода данных, группа входов блока приема событий соединена с группой информационных входов устройства.Узел регистрации временной диаграм-, мы содержит три блока элементов И, схему сравнения, коммутатор, счетчик и два регистра, причем информационные входы и выходы первого регистра соответственно соединены с выходом первого, первым входом второго блока элементов И и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго регистра, вход сброса которого соединен с вы ходом третьего блока элементов И, первый вход которого соединен с выходомпереполнения счетчика, счетный входи информационный выходы которогосоответственно соединены с выходомсхемы сравнения и первым входом коммутатора, второй вход которого соединенс выходом второго регистра, информационный вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, второй вход которого и вторые входыпервого и третьего блоков элементовИ, информационный вход счетчика, третий вход коммутатора соединены суправляющим входом узла, выход схемысравнения соединен с первым выходомузла, второй вход первого блркаэлементов И соединен с первым входомузла, четвертый вход коммутатора сое,динен с вторым входом узла, выходкоммутатора соединен с вторым выходомузла,Кроме того, второй блок управлениясодержит дешифратор, два блока элементов И, регистр и схему сравнения,выход которбй соединен с первым входом первого блока элементов И, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом второго блокаэлементов И, выход которого соединенс входом регистра, выход которогосоединен с первым выходом блока,первый вход схемы сравнения и второйвыход дешифратора соединены соответственно с первым входом и вторым выходом блока, вторые входы первогоблока элементов И, схемы сравненияи второго блока элементов И соединены соответственно с вторым и третьимвходами блока.Первый блок управления содержитгенератор импульсов два делителячастоты, два коммутатора и пультуправления, причем выход генератораимпульсов. соединен с входом делителячастоты, выход которого соединен спервым входом первого коммутатора,второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходомпульта управления и с входом формирователя последовательности, выходкоторого соединен с первым входомвторого коммутатора, второй вход которого соединен с вторым выходомпульта управления, третий вход второго коммутатора соединен с входомкода операции блока, выход сменыкода программы которого соединен спервым выходом второго коммутатора,четвертый вход которого соединенс входом изменения состояния временной диаграммы блока, выход управления регистрацией которого соединенс вторым выходом второго коммутатора,третий выход которого соединен с выходом управления регистрацией параметров блока, вход конца записи кото 97815530 45 рого соединен с пятым входом нторогокоммутатора, четвертый выход которого соединен с выходом управлениязаписью в блок памяти блока, входсигнала завершения записи которогосоединен с шестым входом второго 5коммутатора, пятый выход которогосоединен с выходом управления записью блока.На фиг.1 представлена блок-схемаустройства для сбора и регистрацииданных о работе информационно-вычислительной системы;на фиг.2 - блоксхема регистрации временной диаграммы; на фиг.3 - блок-схема первогоблока управления; на фиг.4 - блоксхема второго блока управления,Устройство для сбора и регистрацииданных о работе информационно-вычислительной системы (фиг.1) содержитблок 1 приема, второй блок 2 управления, первый блок 3 управления, блок 204 регистрации временной диаграммы,блок 5 вывода данных, блок 6 буферной памяти, коммутатор 7.Блок регистрации. временной диаграммы (фиг.2), содержит счетчик 8, 25блоки 9 и 10 элементов И, регистр11, блок 12 элементов И, регистр13, коммутатор 14, схему 15 сравнения.Первый блок управления (фиг;3)содержит генератор 16 импульсов,делитель 17 частоты, коммутатор 18,делитель 19 частоты, пульт 20 управления, коммутатор 21.Второй блок управления (фиг. 4) 35содержит дешифратор 22, блок 23 элементов И, регистр 24, схему 25 сравнения, блок 26 элементов И.Съем информации о работе устройства и блоков системы производится 40при помощи специальных нысокоомныхэондон, подключаемых к определенным точкам электронных схем (выходам триггеров, регистров, дешифраторон и т.д,), состояния которыххарактеризуют занятость устройстви блоков или идентифицируют наступление определенных событий н системе, Выходы зондов подключаютсяк блоку 1 приема событий.Устройство позволяет производитьсбор и регистрацию данных о работеинформационно-вычислительной системы в привязке к обрабатываемым в системе программным модулям и/или кзаданным временным интервалам. Этапривязка осуществляется с помощьюблока 2.Блок 1 приема представляет собойблок усилителей. Привязка собираемойстатистики к обрабатываемому программному модулю осуществляется программой семантической привязки (ПСП),реализованной по методу перехватаПСП, заменяет н операционной системе Фиктивную учетную программу, по лучающую упранление при инициации и завершении выполнения каждого модуля в системеВозможны следующие основные режимы работы устройства: режим регистрации временной диаграммы работы системы, режим формирования интегральных отчетов о работе устройств, узлов и блоков исследуемой ВС, режим регистрации накладных расходов ОС, режим трассировки кодов команд.Режим временной диаграммы (ВД) .Перед началом работы устройства пользователь должен подсоединить зонды к определенным точкам исследуемой ВС, идентифицирующим изменение состояний интересующих его блоков, узлов или устройств систеьы, включить питание устройства и произвести его начальную установку путем задания требуемого режима и проведения общего сброса с пульта 20 уп": равления блока 3 управления устройства.Кроме того, с пульта 20 управления блока 3 управления устройства задается требуемая частоты выборки, определяющая интервал времени заполнения счетчика 8 блока 4,. сигнал переполнения счетчика 8 при работе устройстна в привязке к заданным временным интервалам и Фиксирующая момент истечения этого временного интервала.При работе устройства в режимах ВД разделение данных по временным интервалам производится на этапе обработки зарегистрированной информации.При подготовке работы устройства в привязке к обрабатываемым в системе программным модулям оператору исследуемой ВС необходимо загрузить в буфер ПСП имена программных модулей, подлежащих регистрации, или сообщить ПСП о необходимости регистрации всей последовательности обрабатываемых системой модулей. При этом ПСП либо присваивает последовательности указанных оператором модулей соответствующие циФровые коды-идентификаторы (от единицы до двухсот пятидесяти пяти), либо осуществляет присваивание цифровых кодов-идентификаторов в процессе регистрации данных в соответствии с последовательностью обрабатываемых в системе модулей, исключая при этом присваивание разных идентификаторов модулям с одинаковыми именами. В последнем случае перечень имен обработанных модулей получается путем распечатки таблицы ПСП,Устройство работает следующим образом.С пульта 20 управления блока 3 управления разрешается работа такто" ного генератора 16, сигналы с которого через делитель 17 частоты и коммутатор 18 поступают на делитель 19.24 блока 2 через коммутатор 21, формирующий заданный в блоке 3 управления Формат записи, в блок б. После этого блок 3 управления организует сброс регистра 13 и счетчика 8, копирование содержимого регистра 11 через блок 12 в регистр 13 добавление единнцы в счетчик 8 и Сброс регистра 11, После этого БРВД готов к приему следующего кода временной диаграммы.В случае переполнения счетчика 8 блок 3 управления вычитает единицу иэ счетчика 8, копирует содержимое регистра 13, счетчика 8 и регистра 24 через коммутатор 14 в блок б, сбрасывает счетчик 8 и добавляет в него единицу, При смене обрабатывае мого модуля после получения сигнала дешифратора 22 блока 2 блок 3 управления по первому сигналу блока 4 организует вне зависимости от сигнала схемы 15 сравнения, запись содержимого регистра 13, счетчика 8 и регистра 24 в блок б, сброс регистров 45 55, 60 65 Делитель 19 подает последовательностьсигналов на коммутатор 21 который коммутирует требуемые управляющие сиг-. налы исходя из заданного режима работы устройства.Во всех режимах работы устройства 5выдача управляющих сигналов с коммутатора 21 начинает производиться либо непосредственно после нажатия кнопки "Пуск" на пульте его в случае регистрации данных к привязке к вре менным интервалам или заданному ко. личеству команд, либо после получения сигнала о начале обработки требуемого программного модуля с дешифратора 22 блока 2 устройства в случае регистрации данных в привязке к имени обрабатываемого модуля.В режиме "Временная диаграмма" основным Функциональным блоком устройства является блок регистрации временной диаграммы (БРВД) 4, который работает следующим образом.По сигналам выборки, поступающим с заданной частотой из блока 3 управления, происходит копирование через блок 10 элементов и БРВД на вход регистра 11 информации о состоянии в момент опроса исследуемых блоков и узлов ВС, поступающей от зондов устройства через блок 1 приема. Состояние регистра 11 сравнивается с содержанием регистра 13 на схеме 15 срав" нения блока 4, В случае совпадения кодов в указанных регистрах производится добавление единицы в счетчик 8 и сброс регистра 11, что подготав ливает регистр 11 к приему нового кода временной диаграммы по следующему сигналу выборки. В случае несовйадения кодов в регистрах 11 и 13 обеспечивается запись содержимого регистра 13, счетчика 8 и регистра 13, 24 и счетчика 8, копированиесодержимого регистра 11 в регистр 13,добавление единицы в счетчик 8 исброс регистра 11,Остальные блоки устройства в режиме ВД работают следующим образом.Блок 2 получает через блок 1 приемана вход схемы 25 сравнения последовательность выполняемых в системе кодов операций, служащей для выявлениятрех, следующих друг эа другом, определенных в блоке 3 кодов операций,вероятность появления которых ( трехкоманд ) в такой последовательностипри выполнении в системе программравна нулю.Применение изобретения позволяетрасширить функциональные возможностиустройства за счет воэможности непрерывной регистрации во всех режимах.Формула изобретения1, Устройство для сбора и регистрации данных о работе информационновычислительной системы, содержащее блок вывода данных, узел регистрации временной диаграммы, первый блок управления, блбк приема, первый выход которого соединен с первым информационным входом узла регистрации временной диаграммы, управляющий вход которого соединен с выходом управле-. ния регистрацией первого блока управления, вход сигнала завершения записи и выход управления записью которого соединены соответственно с первым входом и первым выходом блока вывода данных, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет непрерывной регистрации данных во всех режимах, в него введены второй блок управления, блок буферной памяти и блок коммутации, причем первый выход второго блока управления соеди" нен с вторым входом узла регистрации временной диаграммы, первый выход которого соединен с входом изменения состояния временной диаграммы первого блока управления, вход кода операции и выход смены кода программы которого соединены соответственно с вторым выходом и первым входом первого блока управления, второй и третий входы которого соединены соответственно свторым и третьими выходами блока приема, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока коммутации, третий вход которого соединен с выходом управления регистрацией параметров первого блока управления, вход конца записи и выход управления записью в блок памяти которого соединены соответственно с первым выходом и входом блока памяти, второйи третий входы которого соединены соответственно с вторым выходом узларегистрации временной диаграммы и выходом блока коммутации, второй выход .блока памяти соединен с вторым входом блока вывода данных, группа входов блока приема событий соединена с группой информационных входов устройства.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел регистрации временной диаграммы содержит три блока элементов И, схемусравнения, коммутатор, счетчик, дварегистра, причем информационные входы и выходы первого регистра соответственвенно. соединены с выхдом первого, первым входом второго блока элементов И и первым входом схемы сравнения, второй вход которого соединенс выходом второго регистра, входсброса которого соединен с выходом третьего блока элементов И, первыйвход которого соединен с выходом переполнения счетчика, счетный входи информационный выходы которогосоответственно соединены с выходомсхемы сравнения и первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго регистра,информационный вход которого соединен с выходом второго блока элементов И, второй вход которого и вторыевходы первого и третьего блоков элементов И, информационный вход счетчика и третий вход коммутатора соединены с управляющим входом узла, выход схемы сравнения соединен с первым выходом узла, четвертый вход коммутатора соединен с вторым входом узла, выход коммутатора соединен с вторым выходом узла.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в нем второй блок управления содержит дешифратор, два блока элементов И, регистр и схему сравнения, выход которойсоединен с первым входом первогоблока элементов И, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом второго блока элементов И, выход которого соединен с входом регистра, выход которого соединен1 О 15 20 25 30 35 40 45 с первым выходом блока, первый .входсхемы сравнения и второй выход дешифратора соединены соответственнос первым входом и вторым выходомблока, вторые входы первого блокаэлементов И, схемы сравнения и второго блока элементов И соединены соответственно с вторым и третьим вхо-дами блока. 4. Устройство по и1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что первый блок управления содержит генератор импульсов, два делителя частоты, два коммутатора и пульт управления, причем выход генератора импульсов соединен с входом первого делителя частоты, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом пульта управления и с входом" второго делителя частоты, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с вторым выходом пульта управления, третий вход второго коммутатора соединен с входом кода операции блока, выход смены кода программы которого соединен с первым выходом второго коммутатора, четвертый вход которого соединен с входом изменения состояния временной диаграммы блока, выход управления регистрацией которого соединен с вторым выходом второго коммутатора, третий выход которо" го соединен с выходом управления регистрацией параметров блока, вход. конца записи которого соединен с пятым входом второго коммутатора, четвертый выход которого соединен с выходом управления записью в блок памяти блока, вход сигнала завершения записи которого соединен с шестью входом второго коммутатора, пя- тый выходкоторого соединен с выходом управления записью блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США 9 3829841,кл. 340.172.5, опублик. 1974. 2Авторское свидетельство СССР Р 545990, кл, С Об Р 15/Эб, 1975