Устройство для контроля хода программ Советский патент 1981 года по МПК G06F11/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХОДА Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при создании устройств контроля мультипроцессорных и мультипрограммных вычислительных систем. Известно устройство для контроля хода программ, содержащее схемы сбор ки, счетчик, генератор,.схему сравнения, регистри клапаны, осуществляющее контроль хода программы путем проверки правильности порядка выполнения контрольных подпрограмм 1. Недостатками такого устройства яв ляются необходимость дополнительного объема памяти для хранения контроль ных подпрограмм и уменьшение эффективной производительности ЦВМ за сче периодического решения контрольных подпрограмм. Известно также устройство для контроля хода программ, содержащее триггер, элемент И и счетчик, осуг ществляющее контроль команд безуслов ных переходов и линейных участков посредством подсчета числа команд на участке и сравнение его с заранее заданным 2. Недостатки этого устройства состоят в том, что использование специальных команд двух типов и постоян ПРОГРАММ ное число команд на контролируемых участках приводит к значительным, программным затратам для организации контроля хода программы, что приводит к потере производительности ЦВМ и росту емкости памяти. Кроме того, такое устройство не позволяет осуществить контроль хода программ в ЦВМ, реализующей мультипрограммный режим работы ЦВМ. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля хода программ, осуществляющее вре «енный контроль выполнения основных программ что не требует значительных дополнительных затрат времени. Основой устройства является счет-чик, 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 времени, то в счетчике возникает переполнение, СИГНсШ которого ЯВЛЯ1ВТСЯ сигнсшом ошибки в выполнении программы 3 .

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не позволяет осуществить контроль хода программ в мультипрограммном и мультипроцессорном режимах функционирования ЦВМ. Действительно, при реализации этих режимов необходимо осуй1ествлять прерывание выполняемых программ и, следовательно, запомнить оставшееся время выполнения прерываемой программы, а затем при возобновлении ее выполнения - восстановить . Известное устройство не позволяет это осуществить.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения запоминания и восстановления кодов оставшегося времени выполнения прерванных программ.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля хода программ,содержащее первый счетчик и генератор импульсов, 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, 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 с вторым входом блока элементов ИЛИ, информационные выходы второго 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 дешифраторов соединен соответственно с управляющими входами К-го входного блока элементов И и К-го выход;ного блока элементов И, первый и вт|рой управляющие входы устройства содинены соответственно с тактовыми входами первого и второго дешифраторов.

.На чертеже представлено устройство для контроля хода Программ, функциональная схема.

Устройство содержит первый счетчик 1, суммирующий вход которого поключен к выходу генератора 2 импульсов, а выход переполнения соединен с управляющим выходом устройства 3. Дополнительно устройство снабжено К регистров 4, К входных 5 и К выходных 6 блоков элементов И, вторым счетчиком 7, первым и вторьам дешифраторами 8 и 9, блоком элементов ИЛИ 1 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 выходных элементов 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 Ьчетчик 1 программно заносится через 11нформационные входы 19 устройства и 5лок 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 выполнения программы 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 за счет необходимости выполнения программ более высокого приоритета. При этом естественно возникает необходимость запоминания и восстановления оставшегося времени выполнения прерванных программ. Количество программ, которое может одновремен|НО находиться в режиме прерывания, принято называть глубиной прерывания.

Сигнёшы прерывания поступают через первый управляющий вход 17 на тактовый вход первого дешифратора 8. Входы первого 8 и второго 9 дешифра торов соединены с выходами второго счетчика 7 числа прерываний. При по ступлении первого сигнала прерывания единичный сигнал будет сформиро ван 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 этот же сигнал через первый элемент ИЛИ поступает на суммирующий вход 14 вт рого счетчика 7 и увеличивает содер жимое на единицу. Вследствие этого при поступлении второго сигнала пре рывания через первый управляющий вход 17 единичный сигнал будет сфор мирован на втором выходе первого дешифратора 8, который осуществляет запись содержимого первого счетчика во второй регистр 4. После этого на чинается выполнение программы более высокого приоритета, при этом в сче чик 1 через информационные входы 1 устройства и блок элементов ИЛИ 10 снова заносится дополнительный код максималг.но допустимого времени выполнения программы. При поступлении последующих сигналов прерываний работа схемы устройства аналогична описанной выше. При поступлении К-го сигнала пре рывания содержимое счетчика будет переписано в К-ый регистр 4. При возвращении в обработке прерванных программ первым должно восстанавливаться оставшееся время вып нения программы с более высоким при оритетом, а это значит, что первым должно восстанавливаться время последней прерванной програ1.4мы. При поступлении через второй управляющи вход 18 устройства первого сигнала восстановления на тактовый вход вто рого дешифратора 9 единичный сигнал будет сформирован на выходе дешифра тора в соответствии с содержимым второго счетчика, так, если последняя 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 поступает на управляющие входы К-го выходного блока элементов И 6 и осуществляет перепись содержимого К-го регистра в счетчик 1. Одновременно 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 сигнала восстановления через второй управляющий вход 18, единичный сигнал будет сформирован на (К-1)-м выходе второго дешифратора 9, который поступает на управляющие входы (K-IJго входного блока элементов И Ь, регистра 4 и осуществляют перепись содержимого {К-1)-го регистра 4 в счетчик 1. Одновременно 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 выполнения К прерванных программ. Формула изобретения Устройство длл контроля хода программ, содержащее первый счетчик и генератор импульсов, выход которого соединен с сумглирующим входом первого счетчика, а выход переполнения первого счетчика является управляющим выходом устройства, отличающееся 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, первый 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 втоым входом блока элементов ИЛИ, информационные выходы второго счетчика соединены со входами первого и второо дешифраторов, выходы которых чеез первый и второй элементы ИЛИ соеинены соответственно с суммирующим вычитающим входами второго счетчиа, каждый К-ый выход первого и втоого дешифраторов соединен соответтвенно с управляющими входами К-го входного блока элементов И и К-го выходного блока элементов И, первый

и второй управляющие входы устройства соединены соответственно с тактовыми входами первого и второго дешифраторов .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Клямко Э.И. Схемный и тестовый контроль автоматических цифровых вычислительных машин. М., Советское радио , 1963, с. 86-87, рис. 14.

2.Там же, с. 58-59, рис. 6.

5 3. Там же, с. 91-92, рис. 8.4 (прототип) .