Устройство для контроля времени выполнения программ Советский патент 1982 года по МПК G06F11/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ Изобретение относится к вычислитепь- ной технике, а именно к устройствам для контроля времени выполнения программ в цифровых вычислительных и управляющих системах реального времени и может быть использована в устройствах уп равления ходом выполнениГя программ в ЭВМ. . Известно устройство, содержащее сче чик времени, датчик синхроимпульсов, элементы И, блок управления, блок прерывания и схемы анализа состояния, осуществляющие счет времени выполнения программы и выдачу сигнала окончания заданного промежутка времени. Контроль работы времени выполнения программ осуществляется счетчиком времени. На счетчик времени заносится код времени, значение которого несколько превыщает допустимое время выполнения программы При отсутствии неисправности в вычислительной машине и программе счетчик времени не должен никогда переполняться. Если же при выполнении какой-то

ПРОГРАММ программы появляется сбой, в результате которого происходит эаникпивание программы и время выполнения ее прювыщает допустимый интервал, то сигнал переполнения счетчика времени поступает в блок -прерывания 111. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля времени выполнения программ содержащее счётчик, 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,ИСКЛЮЧАКаЦЕЕ ИЛИ, НЕ, триггер и соответствующие связи между ними 2 3. Недостатком этих устройств является низкая достоверность контроля времени выполнения программы, которая обясня- ется тем, что контроль ведется только на одном уровне управления - пибо на первом уровне (уровне центрального диспетчера 11Д), mi6o на более низком уровне (уровне местных диспетчеров). При контроле на уровне ЦП. (самый высокий уровень) на счетчик времени до жен быть занесен отрезок времени, допу тимый дпя работы всех программ от первого до последнего уровня. При этом, ес ли - время работы указанных программ превышает заданную величину, нельзя указать, из-За чего и где произошло нарушение временных соотношений работы программ, приведших к неисправности. При 1 онтроле на низшем уровне на счетчик заносится допустимое время работы отдепьной программы. Если при ее работе произошло нарушение временных Соотношений, то нельзя установить весь, ход вычислительного процесса, как и в какой последовательности была вызвана данная программа, так как возможен вызов одной и той же программы различны ми программами вышестояшего уровня. Последнее очень важно, так как нарушение временных соотношений при работе отдельных программ может происходить не из-за неисправностей этих программ а из-за неисправности программ более высокого уровня, которые наверно форми руют входные параметры для вызываемой программы более низкого уровня. Наличие одного счетчика времени при контроле на разных уровнях программы требует дополнительных существенных ус ложнений системы контроля, связанных С необходимостью запоминания кодов вре мени при вызове вложенных программ и восстановления этих кодов при возвраше- НИИ из вызванных программ. Таким образом, эти устройства обладают низкими диагностическими возможностями и имеют узкую область применения. Цель изобретения - расширение диагностических возможностей и области применения устройства за счет обеспечения одновременного контроля времени вы полнения программы на различных уровнях и получения маршрута движения по . общей программе с точностью до элемента математического обеспечения (МО) на каждом уровне управления. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени выполнение программ, содержащее первый счетчик и блок управления,, причем инфор мапионный вход счетчика является первым информационным входом устройс1;ва, 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 введены блок фиксации сбоев. ti -регистров и п -1 счетчиков, при этом установочный выход блока фиксации сбоев является установочным выходом устройства и подключен ко второму управляющему входу блока управления, выходы счетчиков подключены к группе входов блока фиксации сбоев, информационные входы счетчиков, кроме первого объединены и подключены к первому информационному входу устройства, счетный и управляющей входы каждого сч8 тчика, кроме первого, подключены к соответствующим информационным и управляющим выходам первой группы информационных и управляющих выходов блока управления, информационные выходы регистров объединены и являются вторым информационным выходом устройства, информационные входы регистров объединены и являются третьим информационным входом устройства, каждый выход первой и второй группы выходов блока управления соединен соответственно с первым и втоым установочными входами соответствующего регистра. Кроме того, бпокуправления содержит дешифраторы, -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 элемента И подключен к первому выходу соответветствующего триггера, выходы элементов И образуют первую группу выходов блока ,. выходы первого дешифратора подключены к нулевым входам соответствующих триггеров и являются первой группой выходов блока, выходы первого дешифратора соединены с единичными входами соответствующих триггеров, единичные выходы которых подключены ко второму управляющему входу блока, выходы второго дешифратора подключены ко второй и третьей группам выходов блока. Блок фиксации сбоев содержМт п триггеров и элемент ИЛИ, выход которого является установочным выходом блока.

выходы триггеров являются группой информационных выходов бпока,единичные входы всех триггеров подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ и подключены к информационным входам блока, нулевые входы триггеров объединены и подключены к установочному входу блока.

Единичный вход каждого триггера соединен соответствующим входом группы входов блока И со входом элемента ИЛИ, выход которого является управляющим выходом блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства J. на фиг. 2 - точки установки команд ЗКД.И и БКДИ с указанием номера уровня управления (t-iv).

Устройство содержит п счетчиков 11-1 п и блок 2 управления, первый информационный вход третьего устройства соединен с информационными входами . счетчиков 1.1-1 г управляющие и счетные входы которых соединены соответственно с первой группой управляющих и тактовых выходов яблока 2 управления, информационный вход 3. Тактовый 4, установочный 5 и управляющий 6 входы устройства соединены соответственно с тактовым входом бпока 2 управления с установочным-входом блока 7 фиксации сбоев и с Вторым управляющим входом блока 2 управления.

Группа информационных входов бпока 2 управления соединена с информационными входами 8 устрвйства. -Устройство также содержит п -регистров 9.1-9. п первый и второй управляющие входы каждого регистра подключены к соответствующим выходам первой и второй управляющих групп выходов блока 2 управления.

Информационные входы 10 и выходь П регистров 9.1-9.П являются соответственно вторым информационным входом и выходом устройства. Выходы блока фиксации сбоев подключены к первому выходу устройства. Управляющий выход блока фиксации сбоев соединен с первым управляющим входом управления и с управляющим выходом 12 устройства.

В состав блока 2 управления входят первый 13 и второй- 14 дешифраторы, П элементов И 15.1-15.П и п триггеров 16.1 -16. п Информашюнные входы первого 13 и второго 14 дешифраторов соединены с группой 8 информационных входов блока. Первый управляющий вхэд блока управления соединен с единичным входом всех триггеров 16.1-16. п.

Второй управляющий вход блока соединен с управляющим входом первого и

второго дешифратора. Каждый выход первого дешифратора 13 соединен с нулевым входом соответствующего триггера 16.116.П ,и с соответствующим выходом первой управляющей группы выходов блок

Каждый выход второго дешифратора 14 соединен с соответствующим выходом второй группы управляющих выходов бпрка и с единичным входом соответствук щего триггера 16.1-16.П. Тактовый вход блока соединен с первыкл входами элементов И 15.1-15. п. Выход каждого триггера 16.1-16,п соединен со вторым входом соответствующего эпемеи та И 15.1-15.П. Выходы элементов И 15.1-15.П образуют группу тактовых выходов блока Блок 7 фиксации сбоев содержит п триггеров 17.1-17. п и элемент ИЛИ 18.,

Установочный вход блока соединен с нулевыми входами всех триггеров 17.117.П выходы которых образуют группу выходов блока. Единичный вход каждого триггера 17.1-17.П соединение соотве-гствующим входом группы входов группы И со входом элемента ИЛИ 18, выход которого является управляющим кыЛоаам блока..,

Устройство работает следующим образом.

Устройство для контроля времени выполнения программ реализует работу двух специальных кома«д, вводимых в систе- му команд ЭВМ, - Запуск контроля длительности использования (ЗКйИ) и Блокировка контроля длительности исполнения (БКДИ).

В состав операторов команд входят: номер уровня управления (контроля); иомер (имя) программы, выполняемой в данный момент на данном уровне; допустимый интервал, времени работы контролируемой программы на данном уровне (последнее только для команды запуска контроля длительности исполнения).

При контроле времени работы программы соответствующего уровня команда Запуск контроля длительности исполнения ставится в вызывающей програ мме . 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 ,ЗКДИ - запустить контроль длительности работы граммы на задаваемом уровне управпе1ШЯ в соответствии с задаваемой допустимой длительностью работы. Назначение команды БКДИ -т заблокироватъ (прекратить) контроль программы на задаваемом уровне управления. Содержание контроля сводится к определению длительности работы контролируемой программы и сравнению ее с заданной допустимой длительностью ее работы, Если интервал времени между исполнением соответствующих команд и БКДИ не превышает величины допустимого интервала времени работы Данной программ1 1 ,то это свидетельствует об удовлетворении требования по длительноети работы. Если по истечении времени не осуществлен выход на команду БКДИ, то это свидетельствует о нарушении указанного требования. В этом случае система контроля вырабатывает соответствующий сигнал с указанием номера (имени) программы и номера уровня управления, на котором произошло нарушение требования. На выходы 8 блока 2 управления поступает группа разрядов операндов команд Запуск (Блокировка) контроля) длительности исполнения, а на управляющий вход 6 - управляющий сигнал Запуск или Блокировка, который опрашивает либо дешифратор 13 (если установи лена команда Запуск контроля дтштельности исполнения), либо дешифратор 14, Сигнал. с выхода Дешифратора 13 произ водит занесение допустимого интервала времени работы контролируемой программы со входа 3 устройства на соответствующий счетчик 1.1-1.П, а с информационного входа 1О устройства на соответствующей регистр 9.1-9. п происходит занесение номера (имени программы, которая будет выполняться на соответствующем уровне). Кроме того, этот же сигнал с выхода дешифратора 13 производит установку соответствующего триггера 16.1-16.1 в положение, когда на втором входе соотве ствуюшего элемента И 15.1-15. п установлен потенциал, разрешающий прохождение сигнала с тактового входа 4 устройства меток времени, на счетный вход соответствуюшего счетчика 1.1-l.n. Сигнал Метки времени с тактовогр входа 4 устройства поступает на счетные входы счетчиков трех уровней, контроль ко торых разрешен (соответствующие геры 16.1-1в.п установлены в состоя,.ние контроль). Метки времени поступают 08 , на входы счетшков до тех пор, пока не появится команда Блокировка контроля длительности с тем же кодом номера уровня, либо пока не произойдет переполнение одного из запущенных счетчиков 1,1-1.1. П- По команде Блокировка контроля длительности исполнения соответствующий вызсод дешифратора 14 заблокирует поступление меток времени на соответствующий счетчик и общий регистр времени (имени) программы данного уровня. Если же до прихода команды Блокировка контроля длительности происхо переполнение счетчика, что свидетельствует об окончании допустимого временного интервала сигнал Переполнение счетчика будет запомнен на соответствующем триггере 17.1-17. п блока 7 фиксации сбоев. Все„триггера 17.1-17.п блока- 7 по начальному пуску устанавливаются в нулевое состояние по установочному входу 5 устройства. Сигнал Переполнение счетчика кроме установки в единицу соответствующего триггера 17.1-17.Я поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 18. С выхода элемента ИЛИ 18 он поступает на выход 12 устройства и на первый управляющий вход блока 2 управления, который осуществляет установку в единицу всех триггеров 16.1-16.П и тем самым вызывает блокировку счетчиков 1.1l.n, всех уровней. Выход 12 устройства связан со схемой прерывания. По сигналу на выходе 12 устройства прекращается выполнение рабочей программы и вызывается программа анализа -сбоя, которая осуществляет анализ причин, приведших к неверной работе одной из программ, включаемой на определенном уровне управления. При этом регистры 9.1-9.П по выходу 11 программно доступны, блок 7 фиксации сбоев по информационным выходам также программно доступен. Счетчик 1.1-l.n программно доступны, их выхоаы на фиг. 2 не показаны. Предлагаемое устройство является универсальным средством для проведения отдаточных и настроечных работ, связанных с распределением ресурсов производительности ЭВМ между компонентами математического обеспечения. Оно обеспечивает также фиксацию факта зиникливания программы с локализацией места неисправности. Получаемый лри зацикливании программы сигнал используется для принятия мер по восстановлению вычиспительного процесса. Помимо контрогш длительности работы устройство обеспечивает также контроль управления на уровне эле ментов математического обеспечения. Пре лагаемое устройство дает возможность установить маршрут движения по обшей программе с точностью до эпемента МО на каждом . уровне управления. Ф о р мула изобретения U ,. . . 1. Устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее первый счетчик и блок управления, причем инфор мационный 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 подкл}очен к счетному входу первого счетчика, тактовый и управляющий входы блока управления являются соответственно такто- вым и управляющим входами устройства, информационный вход блока управления является вторым информационным входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения диагностических возможностей и области применения за счет обеспечения одновременного контроля времени выполнения программы на различных уровнях управления, устрой ство содержит блок фиксации сбоев, п регистров и п -1 счетчиков, при этом установочный выхр41 блока фиксации сбоев является установочным выходом устройства и подключен ко второму управляющему входу блока управления, выходы счетчиков подключены к группе входов блока фиксации сбоев, информационные входы счетчиков, кроме первого, объединены и подключены к первому информационному входу устройства, счетный и управляющий входь: каждого счетчика, кроме первого, подключены к соответствующим информационным и управляющим выходам первой группы информационных и управляющих выходов блока управления, информационные выходы регистров объеди нены и являются вторым информационным выходом устройства, информационные вхо ды регистров объединены и яышются третьим информационным входом устройства, каждый выход первой и второй группы выходов блока управления соединен соответственно с первым и установочными входами соответствующего регистра. 2.Устройство поп. 1, отличающее с я тем, что блок управления содержит дещифраторы, п элементов И и п триггерюв, причем информаоионные входы дещифраторов объедин ены и подключены ко второму информационному входу блока, а управляющие входы - к управляющему входу блока, первые входы эпе-,. мента И объединены и подкшочены к тактовому входу блока, второй вход каждого элемента И подкшочен к первому выходу соответствующего триггера, выходы элементов И образуют пербую группу выходов блока, выходы первого дешифратора подключены к нулевым вхоДам соответствующих триггеров и являются первой группой, выходов блока, выходы второго дешифратора соединены с едицрчными входами соответствующих триггеров, единичные выходы которых подключены ко второму управляющему входу блока выходы второго дешифратора подключены ко второй и третьей группам выходов блока. 3.Устройство поп. 1,отличаю щ е е с я тем, что, блок фиксации сбоев содержит rj триггеров и элемент ИЛИ, 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 входы триггеров объединены и подключены к установочному входу блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дроздов Е. А. и Пятибратов Основы построения и функционирования вычислительных систем, М.,ХЭнергия,1973. 2.Авторское свипетельство СССР № 439813, кл. Q Об F 11/ОО, 1972 (прототип).