Устройство для сбора данных о работе операционной системы

ср 1024934 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК оО 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИ вВь С М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 499566, кл.С 06 Р 9/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРМ 443391, кл. 6 06 Р,15/36, 1975(54)(57) уСТРОИСТВО ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ . О РАБОТЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕИЫ, содержащее входную группу элементов И, М счетчиков, выходную группу элементов И, узел включения времени, генераторы грубого и точного времени, коммутатор, й регистров текущих значе.ний, й блоков сравнения, й регистров имен программ, выход каждого 1-го (3=1,2й) регистра текущих значений соединен с первым входом 1-го блока сравнения, к второму входу которого подключен выход 1-го регистра имен программ; выход каждого 1-го блока сравнения соединен с соответствующим входом коммутатора, установочный вход устройства подключен к входу каждого 1-го элемента И входной группы, выходы которых соединены с соответствующими установочными входами -го счетчика, к управляющему входу -го счетчика подключен 1-й выход ер" вой группы выходов коммутатора,выход -го счетчика соединен с первым входом "го элемента И выхоДной группы, к второму входу которого подключен считывающий вход устройства, вторая группа .выходов коммутатора соединена с первыми входами узла включения времени, -й выход группы выходов которого подключен к синхровходу -. го счетчика, выход генератора грубого времени соединен с первым входом уз" ла включения времени, к второму выходу которого подклЮчен выход ге" нератора точного времени, а к третьему входу - вход разрешения устройст" ва, выходы элементов И выходной груп-. пы соединены с информационным выхо" дом устройства, о т л и ч а ю щ е е . с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит первую группу элементов запрета и Й вторых групп. элементов запрета, группу из йпервых элементов ИЛИ, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, М первых групп элементов задержки, й первых групп элементов И, й триггеров, вход- ф ной регистр, вторую группу элементов задержки, счетчик имен, причем, инфор" мационный вход устройства соединен с первым входом элементов запрета пер, вой группы, к второму входу. элементов Ф запрета первой группы подключен вход. запрета устройства, выходы элементов : запрета первой группы соединены с ин" формационным входом входного регист.ра, выход входного регистра подключен к входу элементов задержки второй группы и входу третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом входного регистра, выход третьего элемента ИЛИ подключен к единичному входу каждого 1"го = 1,2й) триггера и управляющему входу каждого -го регист. ра текущих значений, выход -го регистра имен программ соединен с входом -го первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элементов запрета 1"й второй группы, выходы элементов запрета 1-й второй1024934 группы соединены с входом 1-го ре- гистра имен программ, выход каждого -го блока сравнения подключен к нулевому входу 1-го триггера, 1-му входу второго элемента ИЛИ, выходы элементов задержки второй группы соединены с входами элементов задержки первой группы, информационным входом регистра текущих значений с номером1 и вторыми входами элементов запрета 1-й второй группы, выходы элементов задержки 1-й первой группы подключены к первым входам элементов И 1-й первой группы, вторые входы которых соединены с единичным выходом 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь"зовано в системах сбора статистических данных о работе программ операционной системы. 5Известно устройство для сбора ивыдачи данных о работе ЗВМ, содержащееблок согласования и коммутации, блокуправления, блок выделения типа события, регистр характеристики события, 10регистр типа события, шифратор типасобытия, шифратор характеристики события, запоминающий блок, блок сопряжения и отметчик времениустройство осуществляет сбор и накопление на магнитной ленте данных о рабо.те ЗВМ на двух уровнях детализации:уровне устройств и уровне регистровкак для всех устройств ЭВИ; так и длотдельно взятых устройств либо различных их сочетаний Я ,Недостатками этого устройства являются большие затраты времени центрального процессора и емкости оперативной памяти на работу обслуживающей программы, а также необходимостьпоследующей обработки собранной инФормации.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство З 0для сбора статистических данных о работе программ ЭВМ, которое содержитблок регистрации, блок формированиявремени, коммутатор, блок анализа адресов и кодов операций. В состав блока регистрации входят входные эле 1-го триггера, выходы элементов И1-й первой группы (1 1,2Й) подключены к входам элементов задержки1-й первой группы ( 1=2,3Й), информационному входу 1-го (1=2,3Й)регистра текущих значений и вторымвходам элементов запрета-й второйгруппы (=2,3Й), выходы элементов И последней первой группы соединены с входом четвертого элемента ИЛИ,выход которого подключен к входу - .счетчика имен и входу второгоэлемента ИЛИ, выход счетчика именявляется выходом обращения устройства. 2менты Исчетчики и выходные элементы И. Блок формирования времени содержит схему включения времени и генераторы точного и грубого времени. Блок анализа адресов и кодов операций включает входные элементы И, регистры текущих значений, схемы сравнения и регистры заданных значений 2.Недостатком известного устройства является невозможность осуществления автоматического сбора данных об использовании программ операционной системы обращение к которым носит вероятностный характер и определяется .входным потоком заданий, проходящих через вычислительную систему.Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства за счет обеспечения сбора данных о работе программ оперативной системы, вызов которых определяется входным потоком заданий пользователей.Цель достигается тем, что в устройство сбора данных о работе операционной системы, содержащее входную группу элементов И, Й счетчиков, выходную группу элементов И, узел включения времени, генераторы грубого и точного времени, коммутатор, Й регистров текущих значений, Й блоков сравнения, Й регистров имен программ, выход каждого 1-го (1=1,2Й) регистра текущих значений соединен с первым входом ) -го блока сравнения, к второму входу которого подключен выход 1-го регистра имен программ,подключены к входам элементов задержсоединены с входом четвертого, элемента ИЛИ, выход которого подключен квходу счетчика имен и входу второго ляется выходом обращения устройства. На фиг. 1 представлена функцио Устройство содержит (фиг. 1) вход" ной регистр 1, первую группу элементов 2 запрета, второй 3 и третий 4 элементы ИЛИ, выходные группы элементов И 5, вторую группу элементов б запрета, первые элементы ИЛИ 8, входные груйпы элементов И 9, счетчики 10 первые группы элементов 11 задержки, регистры 12 текущих значений, блоки.13 сравнения, регистры 14 имен программ, первые группы элементов И 15, триггеры 16, коммутатор 17, узел 18. включения времени, четвертый элемент ИЛИ 19, счетчик 20 имен, генератор 21 грубого времени, генератор 22 точного времени, информационный вход 23 устный вход 25, считывающий вход 26,вход 27 разрешения, информационныевыходы 28 и выход 29 обращений устляет собой двухпозиционный многополюсный переключатель и содержит переключающие контакты 30, контакты 31 3 1024934 4выход каждого-го блока сравнения ,го 1-го блока сравнения подключен ксоединен с соответствующим входом нулевому входу -го триггера, -мукоммутатора, установочный .вход уст- входу второго элемента ИЛИ, выходым 5роиства подключен к входу каждого элементов задержки второй группы сое).-го элемента И входной группы, вы- динены с входами элементов задержкиходы которых соединены с соответст- первой группы, информационным входомвующими установочнымивходами )-го регистра текущих значений с номеромсчетчика, к управляющему входу-го 11 и вторыми входами элементов10счетчика подключен -й выход первой запрета )-й второй группы, выходыгруппы выходов коммутатора, выход элементов задержки -й первой гРуппы)-го счетчика. соединен с первым вхо- подключены к первым входам элементовдом -го элемента И выходной группы, И 1-й первой группы, вторые входы кок второму входу которого подключен . торых соединены с единичным выходомч ч15считывающии вход устроиства, вторая -го триггера, выходы элементов Игруппа выходов коммутатора соединена 1-й первой группы Ц=1,2Й)с первыми входами узла включениявремени, 1-й выход группы выходов ки )-й первой группы (1=2,3, ,Й)которого подключен к синхровходу )"го информационному входу 1-го Ц=2 320счетчика, выход генератора грубого ,Й) регистра текущих значений ивремени соединен .с первым входом вторым входам элементов запрета 1-йузла включения времени, к второму второй группы (1=2,3Й), выходывходу которого подключен выход гене- элементов И последней первой группыратора точного времени, а к третьемувходу - вход разрешения устройства,25выходы элементов И выходной группысоединены с информационным выходом элемента ИЛИ, выход счетчика имен явустройства, введены первая группаэлементов запрета и Й вторых группэлементов запрета, группа из М пер- З 0 нальная схема предлагаемогО устройст"вых элементов ИЛИ, второй, третий, ва; на фиг. 2 - функциональная схемачетвертый элементы ИЛИ, Й первых коммутатора; на фиг. 3 - схема узлагрупп элементов задержки, М первых включения времени.групп элементов И, М триггеров, входной регистр, вторая группа элементов 35задержки, счетчик имен, причем информационный вход устройства соединенс первым входом элементов запрета первой группы, к второму входу элементовзапрета первой группы подключен вход 40 задержки, вторую группу элементов 7запрета устройства, выходы элементовзапрета первой группы соединены синформационным входом входного регистра, выход входного регистра подключен квходу элементовзадержки второй группы и входу третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИсоединен с управляющим входом входного регистра, выхЬд третьего элемента ИЛИ подключен к единичному вход, 50каждого 1-го Ц=1,2,М) триггераи управляющему входу каждого )-го ройства, вход 24 запроса, установочрегистра текущих значений, выход 1-горегистра имен программ соединен свходом )-го первого элемента ИЛИ,выход которого подключен к первому ройства.входу элементов запрета -й второй Коммутатор 17 (фиг. 2) представгруппы, выходы элементов запрета 1-йвторой группы соединены с входом-горегистра имен программ, выход каждо934 6Вцход 1-го счетчика 10 подключен кпервому входу -й группы элементов 5,к второму входу которой подключенвход 26,Группа выходов коммутатора 17 подключена к первым входам узла 18, 1-йвыход группы выходов которого под-ключен к третьему входу-го счетчика 10. Выход генератора 21 подключен к первому входу узла 18, к второму входу которого подключен выходгенератора 22, а к третьему входу -вход 27 устройства. Выходы группэлементов 9 являются информационными ка 20 - выходом 29 обращений.Элементъ коммутатора 17 соединены следующим образом. Входы коммутатора подключены к контактам 30. Контакты 31 подключены к второй группе выходов коммутатора, а каждый 1-й (1,2й) контакт 32 подключен к-му выходу первой группы выходов коммутатора.Элементы узла включения времени соединены следующим образом, Каждый 1-й вход первых входов узла подключен к единичному входу 1-го триггера 33К нулевому входу каждого 1-го триггера 33 подключен вход 27 разрешения. Единичный выход-го триггера 33 подключен к первому входу-го элемента 34, к второму входу каждого элеиента 34 подключен контакт 35.Первый вход узла 8 подключен к контакту 36, а второй - к контакту 37Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 14,Входы обнуления не показаны. Признаки анализа всех программ ОС равны иногоразрядные коды имен программ ОС Если одноразрядный признак анализа программ ОС, поступающий из ЭВИ на второй вход первой группы элементов 2, имеет единичное знаЧение (данные об обращении к этой программе солиза программы ОС имеет нулевое значение (данные о программе собиратьнужно), код имени программы с выхода первой группы элементов 2 поступает в регистр 1. Код имени программыс выхода регистра 1 поступает на входэлемента 4, в результате чего на вы 5 1024первой позиции и контакты. 32 второйпозиции.Узел 18 включения времени (фиг,3)содержит триггеры 33 включения времени, элементы И 34, переключающийконтакт 35, контакты 36 первой позиции и контакты 37 второй позиции,Элементы устройства соединены следующим образом, К первому входу регистра 1 подключен выход первой груп- фпы элементов 2. С первым входом группы элементов 2 соединен информационный вход 23 устройства, с вторым входом - вход 24. Выход регистра 1 подключен к входу группы элементов 6 и 1 р выходами устройства, а выход сцетчивходу элемента 4. К второму входу регистра 1 подключен выход элемента 3.Выход элемента 4 подключен к единичному входу каждого -го (=1,2. . .йгде й - количество имен программ,фиксируемых одновременно в устройстве) триггера 16 и первому входу каждого )-го регистра 12. Выход каждого1-го регистра 12.подключен к.первомувходу-го блока 13, к второму входу гзкоторого подключен выход 1-го регистра 14, Выход 1-го регистра 14подключен одновременно к входу 1-гоэлемента 8, выход которого подключен к первому входу 1-й группы эле- ментов 7,.выход которой подключен квходу 1-го регистра 14,Выход каждого 1-го блока 13 подключен к нулевому входу 1-го триггера 16, входу элемента 3 и входу ком 35мутатора 17. Выход группы элементов6 подключен к 1-й (1 = 1) группе элементов 11, 1-го (1 = 1) регистра 12 ивторому входу 1-й ( = 1) группы элеиентов 7 Выход каждой 1-й группы 4 в счетчики 6 и счетчик 20 обнулены.элементов 11 подключен к первому входу -й группы элементов 15, второмувходу которой подключен единичный вы- нулю. По входу 23 на первые входыход-го триггера 16. Выход каждой групп элементов 2 поступают из ЭРИ.1-й (1=1,2й.) группы элементов15 подключен к входу 1-й (1=23й) группы элементов 11, второму входу 1-го ц =2,3й) регистра 12и второму входу 1-й (1=2,3й)группы элементов 7 Выход последней50группы элементов 15 подключен к вхо- бирать не нужно), код имени програмду элемента 19, выход которого под- мы ОС теряется, Если же признак анаключен к входу счетчика 20 и входуэлемента 3. Установочный вход 25 подключен к входу каждой 1-й группыэлементов 9, выход которой подключенк первому входу -го счетчика 10, квторому входу которого подключен 1-йвыход группы выходов коммутатора 17./ 102 ходе этого элемента появляется единичный сигнал. Этим сигналом производится установка в единичное состояние триггера 16, подготавливающих к5 работе группы элементов 15, и обнуление регистров 12, Задержанный на группе элементов 6 код имени программы (время задержки выбирается так, что перед приемом кода имени программы обеспечивается обнуление регистров 12) поступает на-й регистр 12 и второй вход 1-й группы элементов 7, На первый вход 1-й15 группы элементов 7 поступает нулевой сигнал с выхода-го элемента 8 (поскольку регистр 14 находится в нулевом состоянии), разрешающий прием кода имени программы через 1-ю20 группу элементов 7 в регистр 14. После приема кода имени программы в 1-е регистры 12 и 14 1-й блок 13 выдает .единичный сигнал на-й вход коммутатора 17, нулевой вход-го триггера 16 и вход элемента 3 для об 25 нуления регистра 1 Триггер 16, устанавливаясь в нулевое состояние, запрещает продвижение кода имени программы через 1-ю группу элементов 15 ф, Через коммутатор 17, установленный во З 0 вторую позицию (цчастотный режим" ), единичные сигналы с выходов блоков 13 и соответствующие контакты 30 и 32 поступают на первую группу выходов коммутатора. Сигнал с 1-го выхода пер вой группы коммутатора 17 заносит в 1-й счетчик 10 единицу.При дальнейшем поступлении кодов новых имен программ ОС, не зафиксированных в регистрах 14, они последова тельно занимают свободные регистры 14, что обеспечивается установкой триггеров 16 в единичное состояние. Если все регистры заняты, а во входной регистр 1 поступает. код имени 45 программы, не равный кодам имен программ, хранящихся в регистрах 14, этот код, пройдя последовательно через й групп элементов 11 и групп элементов 15, поступает на вход элемен та 19, На выходе этого элемента появляется единичный сигнал, который уве личивает содержимое счетчика 20 и обнуляет через элемент 3 регистр 1. Таким образом, в счетчике 20 оказы" вается зафиксированным количество обращений к программам, для хранения имен которых не хватило регистров 14,Если на вход регистра 1,поступает код имени программы, уже имеющийся на одном из регистров 14, например с номером 3 (1 с бсй), этот код не записывается в другой свободный регистр 14, а только проходит сравнение с кодом на-м блоке 13 и единичный сигнал с выхода 8 -го блока 13 поступает на 1 -й вход коммутатора 17. Сигнал с 1 -го выхода первой группы выходов коммутатора увеличивает значение1-го счетчика 10 на единицу,В .случае необходимости измерениявремени прохождения какой-либо частипрограммы коммутатор 17 переключаетсяв первую позицию ("временной режим")В этом случае единичные сигналы с выходов блоков 13 через контакты 30и 31 поступают на выход второй группы коммутатора. При возникновенииединичного сигнала на 1-м выходе второй группы коммутатора 17 1-й триггер 33 узла 18 устанавливается в единичное состояние. В результате этого подготавливается к работе 1-й элемент 34. В зависимости от положения переключателя (первая позиция - "грубо" или вторая позиция - "точно") через контакты 35 и 36 или 35 и 37 и-й элемент 34 на вход 1-го счетчика 10 проходят сигналы грубого или точноговремени, Время выполнения программопределяется путем подсчета в счетчиках 10 .меток времени, вырабатываемыхгенератором грубого времени либо генератором точного времени (например, секундные метки вырабатывает генератор грубого времени, а микросекундные - генератор точного времени).Поскольку времена выполнения программ отличаются, а разрядность счетциков 10 фиксирована, наличие в составе устройства генераторов как грубого, так и точного времени позволяет определять времена выполнения программ, различающихся по временам реализации. После окончания выполнения, программ по сигналу, поступающему по входу 27, производитсяустановка триггеров 33 в нулевое состояние. В результате, в счетчиках10 фиксируется значение времени выполнения программ, Через группы элементов 9 производится занесение с входа 25 кодов счетчиков. Эти коды поступают из ЭВМ и представляют собой количество обращений к конкретным программам ОС при выполнении на ЭВМ предшествующего потока заданий. Необходимость такого занесения кодов возникает при сбореобобщенных данных в работе программ ОС при прохождении через,ЗВМ различных потоков заданий за фиксированноевремя, Выдача данных. из устройства осуществляется через .группы элементов 5 по сигналу, поступающему на вход 26. После сбора данных об обращенйи к й программам ОС целесообразно запретить дальнейший сбор данных о программах, сделав с помощью спе"1 О циальной вспомогательной программы признаки анализа этих программ ОС равными единице. Тем самым будет обеспечен сбор данных уже одругих программах ОС, к которым будет иметь место обращение из потока заданий пользователей и признаки анализа которых равны нулю. Если же необходимо получить данные относительно конкретных программ ОС, после начального об О нуления регистров 14 в них необходимо занести соответствующие имена программ ОС.Устройство для сбора данных о работе ОС позволяет сократить время, не обходимое для получения данных об использовании программ ОС. Действительно, пусть.ОС включает в свой состав М программ, а совокупность заданий пользователей, выполняемых на ЭВМ за время Т, использует п(п 4 М) программ. Предположим, что в известном и предлагаемом устройствах содержится й(ЙЮ М) регистров для одновременного запоминания имен программ, которые вызываются из заданий пользователей. Тогда для исследования всех программ ОС с применением известного устройства необходимо время Т 1, равное=МЛ ТПрименение предлагаемого устройства обеспечивает исследование ОС эа время ТфТ+- фТи ий йгде .Ту " время работы вспомогательнойпрограммы изменения значенийпризнаков анализа. Так как в современных ЭВМ п сс й, при значении И = 1487 ТЭ составляет порядка 1 Яс, пренебрежимо мало по сравнению с временем Т, составляющим 12-24 ч, выигрыш во времени равенЪРТи М ТМ) %Т и Т+Т и При указанных соотношениях М и и выигрыш во времени составляет 2,83-3,1 раза.