Устройство для прерывания при отладке программ Советский патент 1982 года по МПК G06F9/48 G06F11/28 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к уст,ройствам для программного управления, и может быть использовано при разработке и отладке программ для ЭВМ. Известно устройство, предназначенное для отладки программ, содержащее блок управления, блок переключения, блоки приема и вывода информации, блок контроля и регистр дешифратора, триггер сбоя, триггер автоматического переключения, триггеры .возврата, четыре ряда клапанов и логические схемы И, или, НЕ, причем входные шины кода операции соединены с входами первых клапанов, вторые входы которых соединены через схему НЕ с выходом схемы ИЛИ и с входами четвертых клапанов, вторые входы четвертых клапанов соединены с первым выходом блока управления, выходы первых и четвертых клапанов соединены с входам регистра дешифратора, В1лход которого соединен с одним входом блока управления, второй выход блока управления соединен с входом установки в единицу первого триггера возврата г единичный выход этого триггера соединен с входом клапана, другой вход клапана подключен к третьему выходу блока упр вЛенин, а выход второго клапана соединен с входом установки в нуль первого триггера возврата и с входом установки в единицу второго триггера возврата, нулевой ВЫХОД первого триггера возврата соединен с входом третьего клапана, другой вход которого соединен с четвертым выходом блока

10 управления, а выход третьего клапана соединен с первым входом блрка контроля, первый выход которого соединен с входом установки в единицу триггера сбоя, вход установки в триггера сбоя соединен с пятым выхо15дом блока управления, единичный выход триггера сбоя соединен с вторым входом блока контроля, второй выход которого соединен с входом установки в единицу триггера автоматичес20кого переключения, вход установки в нуль триггера соединен с первым выходом лока переключения, второй выход которого соединен с входом установки в нуль второго триггера

25 возврата, единичный выход которого соединен с первым входом блока переключения и с первым входом схегш И, второй вход которой соединен с нулевым выходом триггера сбоя, а выход

30 схемы И соединен с первым входом

схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с единичным выходом триггера автоматического переключения и с вторыь входом блока переключения, третий вход блока переключения соединен с шестым выходом блока управления, а третий выход блока переключения соединен с другим входом блока управления, четвертый выход блока переключения соединен с блоком вывода.

Данное устройство предназначено для передачи управления программеотладчику после выполнения одной команды отлаживаемой программы путем аппаратного замещения в дешифраторе (операций кода следующей команды отлаживаемой пpoгpa 1мы на кол команды перехода к программе-отладчику С }Недостатком данного устройства является значительное количества оборудования и низкие функциональные возможности (переход к программеотладчику возможен только по каждой команде), низкое быстродействие и, как следствие, невозможность использовать ее для отладки программ в реальном масштабе времени,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для отладки программ путем останова вычислительного процесса.

Известное устройство содержит первую и вторую схемы сравнения, первый и второй регистры, регистр номера команды н регистр .операнда, первый и второй регистры,маски, задатчик части информации, участвующей в сравнении, элемент И/ счетчик выполнен-, ных сравнений и формирователь сигналов останова 2.

С помощью известного устройства можно вести отладку программ путем останова программы в определенных точках при определенных значениях операндов. Однако при этом требуется большое количество остановов,что приведет к существенному удлинению процесса отладки. Отлаживать же таким образом програмг№1, работающие в реальном масштабе времени, невозможно, так как основы приводят к потерям входной информации и к искажению обрабатываемых данных.

Кроме-того, известное устройство не дает возможности автоматизировать гфоцесс отладки, так как после останова вычислительного процесса требуется ручное вмешательство для считыв НИН интересующей инфЬрмации и повторный пуск ЭВМ.

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей устройства путем обеспечения отладки программ в режиме реального времени и автоматизации процесса отладки.

поставленная цель достигается тем что в устройство для прерыванияпри

отладке программ, содержащее первый и второй регистры, первый и второй узлы сравнения и первый элемент И, ВЫХОДЫ первого и второго регистров соединены соответственно с первыми входами первого и второго ут сравнения, выхрды которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента Н, первый информационнный вход устройства соединен с вторым входом первого узла сравнения, введены группа элементов ИЛИ, первый, второй и третий элементы ИЛИ, третий узел сравнения, управляющий регистр, третий регистр, первая, вторая и третья группы элементов И, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И и элемент НЕ, причем первый выход управляющего регистра соединен с вторым входами второго элемента И, первого элемента ИЛИ и первыми входами элементов И первой группы, второй выход управляющего регистра соединен с первыми входами третьего элемента И, с первыми входами элементов И второй группы с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий выход управляющего регистра соединен с первым входом четвертого элемента И, первыми входами элементов И третьей группы и с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, четвертый вход управляющего регистра соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, пятый выход управляющего регистра соединен с вторым входом седьмого элемента И, первым входом восьмого элемента И и входом элемента НЕ,выход которого соединен с первым входом дев-ятого элемента И, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего узла сравнения, выходы каждого элемента И первой, второй и третьей групп- соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы третьего регистра и выходы элементов ИЛИ группы соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов третьего узла сравнения,выход которой соединен с вторим входом пятого эле- . мента И, выход которого соединен с вторыми входами восьмого и девятого элементов И, выход девятого элемента il соединен с первым управляющим выходом устройства, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым управляющим выходом устройства,первый, второй. третий и четвертый управляющие входы устройства соединены соответственно с вторыми входами второго, третьего, четвертого и шестого элементов И, выход первого элемента П соединен с третьими входами пятого и шестого элементов И, первый инфор мационный вход устройства соединен с вторыми входами второго узла срав нения и элементов И второй группы, второй и третий информационные входы устройства соединены соответственно с вторыми входами элементов И первой и третьей групп. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит первый регисТр 1, первый узел 2 сравнения, второй узел 3 сравнения, первый эле мент И 4, второй регистр 5. Выходы первого 1 и второго 5 регистров сое динены соответственно с первыми вхо дами первого 2 и второго 3 узлов ср нейия, выходы которых соединены соо ветственно с первым и вторым входам первого элемента И 4. Первый информ ционный вход б устройства соединен с вторым входом первого узла 2 срав нения. Устройство содержит также управляющий регистр 7, третий ре- гистр 8, третий узел 9 сравнения, первый элемент ИЛИ 10, второй элемент ИЛИ-11, второй, третий и четве тьй элементы И 12-14, первую, втору и третью группу элементов И 15-17, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И 18-21, элементы НЕ 22, группу элементов ИЛИ 23, девятый эл мент И 24, третий элемент ИЛИ 25, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы 26-29, второй и т тий информационные входы 30 и 31, п вый и второй управляющие выходы 32 и 33. Кроме того, на чертеже показаны регистр 34 номера команды, регистр 3 адреса записи, регистр 36 номера центрального регистра, являющиеся частью центрального управления ЭВМ, которые не входят в состав предлагаемого устройства, а служат лишь для пояснения его работы, первый вы ход управляющего регистра 7 соедине с первыми входами второго элемента и 12, первого элемента И 4, первого элемента ИЛИ 10 и всех элементов И 15 первой группы. Второй выход управлякхцего регистра 7 соединен с первыг/1и входами третьего элемента И 13, всех элементов И 16 вто рой группы и с вторым входом первого элемента ИЛИ 10. Третий выход управляющего регист ра 7 соединен с первыми входами чет вертого элемента И 14, всех элементов И 17 третьей группы и с третьим входом первого элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И 18. Четвертый выход управляющего регистра 7 соединен с первым входом шестого элемента И 19, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И 20. Пятый выход управляющего регистра 7 соединен с вторьм входом седьмого элемента И 20, первым входом восьмого элемента И 21 и через элемент НЕ 22 с первым входом девятого элемента И 24. Выходы второго, третьего и четвертого элементов И 12, 13 и 14 соответственно соединены с входами второго элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с управляющим входом третьего узла 9 сравнения. Выходы казкдого элемента И 15,16-и 17 соответственно первой, второй и третьей группы соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ группы 23. Выходы третьего регистра 8 и выходы группы элементов ИЛИ 23 соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов третьего узла 9 сравнения, выход которой соединен с вторым входом пятого элемента И 18, выход которого соединен с вторыми входами восьмого и девятого элементов И 21 и 24. Выход 32 девятого элемента и 24 является первым управляющим выходом устройства. Выходы седьмого и восьмого элементов И 20 и 21 соединены соответствечно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ 25, выход 33 которого соединен с вторым управляющим выходом устройства. Первый, второй, третий и четвертый входы 26-29 устройства соединены соответственно с вторыми входами второго, третьего, четвертого и шестого элементов И 12, 13, 14 и 19. Выход первого элемента И 4 соединен с третьими входами пятого и шестого элементов И 18 и 19. Первый информационный вход 6 устройства соединен с вторыми входами первого и второго узлов 2 и 3 сравнения и элементов И 16 второй группы. Второй и третий информационны входы 30 и 31 устройства соединены соответственно с вторыми входами элементов И 15 и 17 первой и третьей групп. Регистры 1,5, 7 и 8 являются тyм6лepны Ф егистрами. Устройство может работать в одном из четырех режимов. В режиме 1 при записи в ячейку, адрес которой (содержимое регистра 35) совпадает с адресом, набранным на тумблерном регистре 8, устройство вырабатывает сигнал на выходе 33, который поступает в систему прерывания ЭВМ, программа которой подлежит отладке. В режиме 2 при совпадении адреса выполняемой команду: (содержимое регистра 34) с содержимым регистра 8

на. выходе 33 вырабатывается управляющий сигнал.

Режим 3 отличается от режима 1 только тем, что сравнивается не содержимое регистра 35, а содержимое регистра 36 и сигнал прерывания вырабатывается не при записи в ячейку/ а при записи в регистр общего назначения, номер которого находится в регистре 36. В режиме 4 устройство вырабатывает сигнал на выходе 33 при выполнении команды перехода .

Работа: устройство во всех режимах отладки начинается с установки на регистрах 1 и 5 рычала и конца зоны отладки (.первый и последний адрес программы или комплекта программ, подлежащих отладке).

При работе ЭВМ на регистре 34 номера команд присутствует номер выполняемой команды,.который через первый информационный вход 6 устройства поступает на вторые входы первого и второго узлов 2 и 3 сравнения На выходе первого узла 2 сравнения присутствует положительный потенциал только в случае, если номер команды будет больше номера, набранного на первом регистре 1, а на выходе второго узла 3 сравнения присутствует сигнал положительно.й полярности только в том случае, если номер команды будет меньше номера, набранного на регистре 5. о

Таким образом, обеспечивается работа устройства .в зоне программ, подлежащих отдадкё. Вне этой зоны работа устройства блокируется нулевым потенциалом с выхода элемента И 4, который поступает на входы элементов И 18 и 19, нулевой потенциал с выхода этих элементов блокирует элементы И 21, 24 и 20. При этом на первом 32 и:втором 33 управляющих выходах устройств.а присутствует нулевой потенциал, который не оказывает никакого влияния на работу процессора, программа которого подлежит отладке .

Работа устройства в режиме 1 про24одит следующим образом.

Оператор, производящий отладку программ, -устанавливает на регистре 7 управления режим 1 и режим отладка и при этом на первом и выходах регистра 7 появляются единичные потенциалы. При выполнении программы, подлежащей отладке, адреса выполняемых команд находятся между граничащими устройствами на регистрах 1и5, следовательно, на выходе первого -элемента И4 будет разрешаюищй положительнЕлй потенциал.

Каждая команда записи в ОЗУ ЭВМ сопровохшаетоя управляющим потенциалом, который поступает из процессора через первый управляЕощий вход26

устройства на второй вход элемента И 12, на первый вход которого поступает положительный потенциал с первого выхода управляющего регистра 7. С выхода второго элемента .1112 5 положительный потенциал через второй элемент ИЛИ 11 поступает на управляющий вход третьего узла 9 сравнения и тем разрешается сравнение информации, набранный на третьем

0 регистре 8, с содержимыгд регистра 35 адреса записи, входящего в состав процессора ЭВМ. Содержимое регистра 35 адреса записи через первую группу элементов И 15 и элементов ИЛИ 23 поступит на второй-информационный вход третьего узла 9 сравнения. При совпадении содержимого третьего регистра 8 с содержимым регистра 35 адреса записи на выхрде

0 узла 9 сравнения будет выработан

положительный потенциал, который поступает на второй вход пятого элемента И 18, на первый и третий входы которого поступают разрешающие потенциалы с выхода первого элемента ИЛИ 10 и перв.ого элемента И 4. Положительный потенциал с выхода пятого элемента И 18 через восьмой элемент И 21 и третий элемент ИЛИ 25 поступает на второй управляющий выход 33 устройства, который соединен с регистром прерывания ЭВМ. По этому сигналу ЭВМ, программы которой подлежит отладке, прерывает -свою работу и осуществляет вызов вклини5 Бающейся ( авторазрывной программы, которая в зависимости от отладочного задания программистапроизводит зараннее определенные им действия.

0 Аналогично работает устройство и в других режимах.

В режиме 2 устройство вырабатывает сигнал прерывания при совпадении номера команды, выбранного на

5 третьем регистре 8, с номером на регистре 34 номера команды. Включение каждой команды сопровождается управляющим сигналом, поступающим на ЭВМ, в состав которого входит предQ лагаемое устройство, на вход 27 Этот управляющий сигнал пройдет через элемент И 13 и элемент ИЛИ 23 на опрос третьего узла 9 сравнения.

В режиме 3 устройство вырабатыC вает сигнал прерывания при записи информации в один из регистров общего назначения ЭВМ, номер которого совпадает с номером -набранного на третьем регистре 8. Работа устройства в режиме 3 отличается от режиме 1 тем, что при записи в регистр общего назначения ЭВМ вырабатывается управляющий сигнал на входе 28, который через элемент И 14 и элемент ИЛИ 11 поступает на опрос

5 схемы сравнения, на второй вход которой с регистра 36 через вход 31, группу элементов И. 17 и группу элементов ИЛИ 23 поступает номер регистра общего назначения.

В режиме 4 устройство должно выработать сигнал прерывания при исполнении команды перехода. Работа устройства в этом режиме происходит следующим образом

На четвертом и пятом выходах управляющего регистра 7 устанавливаются положительные потенциалы. С выхода первого элемента И 4 на первый вход элемента И 19 поступает положительный потенциал, так как отладка происходит в определенных границах, заданных на регистрах 1 и 5. При выполнении команды перехода на второй вход элемента ИЛИ 10 с дешифратора команд ЭВМ через четвертый управляющий вход 29 устройства поступает положительный потенциал. Выходной положительный сигнал через седьмой элемент И 20 и элемент ИЛИ 25 поступает в приоритетную систему ЭВМ. Если на пятом выходе управляющего регистра 7 установлен нулевой потенциал, то на выходе элемента НЕ 22 появится единичный потенциал, который поступит на вход элемента И 24. Если при ЭТО1М на выходе управляющего регистра 7 установлен один из режимов 1, 2 или 3, то появление положительного потенциала на выходе элемента И 18 приводит к появлению сигнала на выходе элемента И 2 и на управляющем выходе 32 устройства. Сигнал с управляющего выхода 32 устройства поступит в управление ЭВМ и вызовет ее останов.

Устройство представляет собой эффективное и оперативное средство, обеспечивающее прерывание отлаживаемой программы при записи в определенную ячейку памяти, при выполнении команд перехода, при выполнении команд адрес которой заранее указан, при записи в один из регистров общего назначения, номер которого указан заранее.

Тем самым, предлагаемое устройство обеспечивает значительное повышение эффективности проведения отладки программ, сокращая в итоге длителность .отладки и увеличивая производительность труда програ1 1мистов.

В качестве базового объекта взята ЭВМ ЕС-1060, в которой отладка программ производится с использованием спецрегистров, входящих в состав ЭВМ, и запись управлянядей информации на них производится с использованием спецкоманд, входящих в отлаживаемую программу. Для отладки требуется перетрансляция программ , подлежащих отладке, с целью постановки ( для отладки и исключения после)отладки операторов, обеспечивающих отладку, что значительно удлиняет и усложняет процесс отладки.

Опытным путем установлено, что трудоемкость разработки программ с использованием предлагаемого устройства уменьшается на 10%.

Формула изобретения

Устройство для прерывания при отладке программ, содержащее первый и второй регистры, первый и второй узлы сравнения и первый элемент И, выходы первого и второго регистров соединены соответственно с первыми входами первого и второго узлов сравнения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, первый информационный вход устройства соединен с вторым входом первого узла сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения отладки программ с режиме реального времени, в него введены группа элементов ИЛИ, первый, второй и третий элементы ИЛИ, третий узел сравнения, управляющий регистр, третий регистр, первая, вторая и третья группы элементов И, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И и элемент НЕ, причем первый выход управляющего регистра соединен с первыми входами второго элемента И, первого элемента ИЛИ и первыми входами элементов И первой группы, второй выход управляющего регистра соединен с первыми входами третьего элемента И, с первыми входами элементов И второй-группы и вторым входом первого элемента ИJiИ, третий выход управляющего регистра соединен с первым входом четвертого элемента И, рервыми входами элементов И третьей группы и с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента четвертый выход управляющего регистра соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, пятый выход управляющего регистра соединен с вторым входом седьмого элемента И, первым входом восмого элеглента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом девятого элемента И, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего узла сравнения,выходы каиодого элемента И первой, второй и третьей групп соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ группы выходы.

третьего регистра и выходы элементов ИЛИ группы соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов третьего узла сравнения,выход которой соединен с вторым вхрдом пятого элемента И, .выход которого соединен с вторыми входами восьмого и девятого элементов И, выход девятого элемента И соединен с первьвл управлякя им выходом устройства, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены соответ.ственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход ,; оторого соединен с вторым управляющим выходом устройства, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы устройства соединены соответственно с вторыми входами второго, третьего, четвертого и шестого элементов И, выход первого элемента И соединен с третьими: входами пятого и шестого элементов И, первый информационный

вход устройства соединен с вторыми входами второго узла сравнения и элементов И второй группы, второй и третий информационные входы устройства соединены с вторыми входами здементов И первой и третьей групп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 277410, кл, G Об F 9/00, 1970.

2.Заявка Японии 53-41497,

кл. G Об F 11/00, 1978 (прототип).