Лабораторная работа N2. "Программная организация процесса ввода информации" 1 Цель работы Изучение алгоритмов ввода информации в память управляющего устройства по результатам сканирования элементов АТС с программным управлением. Изучение состава и назначения исходных данных, используемых программами ввода информации. Изучение состава и назначения результирующих данных, создаваемых программами ввода информации. Моделирование процесса ввода информации на IBM PC в дисплейном классе кафедры АЭС. 2 Подготовка к выполнению лабораторной работы По рекомендуемой литературе и материалам данных методических указаний ознакомиться с принципами организации процесса ввода информации на АТС с программным управлением. Подготовить исходные данные для моделирования процесса ввода и предварительной обработки информации (построить матрицу сканирования определителя и определить структуру массивов данных). 3 Материал для подготовки к лабораторной работе Ввод информации о состоянии комплектов. Рассмотрим процесс приёма информации о состоянии линейных, шнуровых, служебных комплектов АТС с программным управлением. В каждом комплекте имеется одна или несколько контрольных точек (КТ), служащих для определения состояния комплекта (свободен или занят). Электронная управляющая система (ЭУС) получает информацию о их состоянии путем периодического опроса - сканирования. КТ первоначально группируются в линейки, каждая из которых объединяет точки с одинаковым периодом опроса. Затем из отдельных линеек формируется матрица контрольных точек (МКТ), которая вместе с устройством вывода линеек (УВЛ) образует определитель. На рисунке 1 представлена схема определителя с параметрами nm. На схеме приняты следующие обозначения: n - число линеек определителя; m - количество КТ в одной линейке, зависящее от числа проводов информационных шин, связывающих определитель с ЭУС (8, 16 или 32); ИШ - информационные шины, по которым информация о состоянии контрольных точек передается в ЭУС; ПК - периферийная команда, по которой осуществляется опрос i-ой линейки; Рисунок 1 – Структурная схема определителя Рисунок 2 – Структурная схема МСКТ СОС - слово очередного сканирования; 0 - обозначение контрольной точки определителя. В оперативной памяти ЭУС за каждым определителем закрепляется массив состояния контрольных точек (МСКТ). В нем каждой КТ соответствует один разряд (1 бит информации) для запоминания её состояния при предыдущем сканировании. На рисунке 2 представлена структура МСКТ. Структура МСКТ идентична структуре МКТ определителя для удобства обработки принимаемой информации. При наличии вызова в соответствующем разряде МСКТ выставляется 1, при отсутствии вызова - 0. 1 - есть вызов; 0 - исходное состояние (нет вызова). В ходе очередного сканирования содержимое МСКТ, в котором записаны результаты сканирования комплектов в предыдущем цикле, используется для сравнения с текущими результатами с целью обнаружения изменения состояния комплектов. Процесс ввода информации осуществляется периодически управляющей программой (диспетчером) в соответствии с заранее подготовленным расписанием. Необходимость составления специального расписания обусловлена рядом факторов. Первый из них состоит в том, что при работе электронной управляющей системы в многопрограммном режиме на операцию сканирования отводится только часть временных ресурсов ЭУС. В этих условиях требуется тщательное составление списков определителей и их линеек, подлежащих опросу при каждом запуске программ сканирования. Другой фактор связан с неодинаковой периодичностью опроса КТ в разных комплектах. В общем случае период сканирования определяется двумя обстоятельствами: скоростью старения информации, т. е. минимальным временем между последовательными изменениями состояния точки опроса (с этой позиции наиболее критичным является процесс приема информации: если минимальная продолжительность замыкания контактов номеронабирателя и продолжительность соответствующего состояния КТ КПН составляет 24 мксек, то период опроса не должен превышать 12 мксек); максимально допустимым временем реакции системы (например, при поступлении сигнала занятия с соседней АТС система должна быть готова к приему номера не позже, чем через 100 мс). При слишком частом сканировании всех КТ потребовались бы дополнительные ресурсы машинного времени. Слишком редкое сканирование не обеспечивает достаточной скорости реакции и может привести к потерям информации. С целью нахождения компромисса в реальных ЭУС период запуска программ ввода информации обычно составляет 10 мс, однако при каждом запуске опрашивается лишь небольшая часть оборудования и расписание планируется так, чтобы для всех комплементов выдерживался установленный период опроса. К примеру, для АК эта величина составляет около 400 мс, для ИШК - около 200 мс, для ВШК - около 100 мс. При организации процесса сканирования необходимо предусмотреть защиту от помех на линиях и в трактах передачи информации между определителями и ЭУС, а также от сбоев в работе устройств во время ввода и предварительной обработки информации. Требования повышения достоверности введённой информации и исключения ложных входных сигналов вынуждают использовать повторное сканирование с целью подтверждения изменения состояния КТ. Повторный опрос выполнятся со сдвигом во времени относительно первичного сканирования на величину, равную максимальной длительности ожидаемой помехи. Совпадение результатов первичного и повторного сканирования свидетельствует о поступлении действительного входного сигнала. Такое сравнение обеспечивается благодаря хранению предварительных результатов первичного сканирования в так называемом буфере предварительных заявок (БПЗ). Таким образом, функции ввода информации выполняются программами двух видов - программой первичного сканирования (ПСК 1) и программой повторного сканирования (ПСК 2). Структурная схема взаимодействия этих программ с массивами данных и аппаратными средствами (определителями комплектов ОК) показана на рисунке 3. При выполнении лабораторной работы необходимо ориентироваться на эту схему. Рисунок 3 - Структурная схема взаимодействия программ ПСК1 и ПСК2 ОК – определитель комплектов. ПСК 1 - программа первичного сканирования. Алгоритм работы программы ПСК 1 приведен на рисунке 4. ПСК 2 - программа повторного сканирования. Алгоритм работы программы ПКС 2 приведен на рисунке 5. СОС 1(СОС 2) – слово очередного сканирования. ПК - периферийная команда (формируется в ПСК). В ответ из ОК выдается СОС, которое содержит информацию о текущем состоянии КТ. МСКТ - массив состояния КТ. СПС - слово предыдущего сканирования. Предыдущее состояние i-й группы контрольных точек хранится в i-м слове МСКТ. СИ - слово изменений. СИ формируется в ПСК в результате выполнения операции логического умножения: СИ I = СОС 1 & СИ 2 = СОС 2 & БПЗ - буфер предварительных заявок. В нем записывается (фиксируется) СИ1 и i-номер линейки, в которой обнаружилось изменение состояния КТ. ССИ - слово стабильности изменений: ССИ =СИ 1 & СИ 2 По результату расчета проверяется стабильность изменений. В соответствии с ССИ программа ПСК 2 корректирует (изменяет) содержимое соответствующей строки (слова) МСКТ, где необходимо отразить новое состояние данной КТ. При этом осуществляется логическая операция "сложение по модулю 2": МСКТ =МСКТССИ БЗО - буфер заявок на обработку вызовов. В него записывается линейный номер АК или другого комплекта в первые свободные ячейки, независимо от места КТ в МСКТ. Этот номер определяется с помощью "Таблицы пересчёта" по номеру определителя, номеру линейки и номеру контрольной точки. Таблицы пересчета используются для определения номера комплекта по номеру определителя, номеру линейки и номеру КТ в линейке. Количество линеек в БЗО зависит от числа комплектов и интенсивности поступления вызовов. В процессе ввода информации необходимы сведения о наличии свободных ячеек в буфере для записи новой заявки (при последовательной записи обычно запоминается номер первой свободной ячейки). В процессе ввода информации выполняются следующие действия: Считывание информации с помощью определителей. Предварительная обработка информации с целью выявления изменений состояний КТ (предыдущее состояние сравнивается с текущим). Запись в буфер заявок на запуск программ обработки информации (БЗО) адреса комплекта, в котором КТ изменила своё состояние. Рассмотрим общий алгоритм работы ПСК 1, представленный на рисунке 4. Получив указание от диспетчера (программы управления), ПСК 1 формирует периферийную команду на опрос группы КТ, адрес которой располагается в списке под номером i:=l. 1. i:=l - номер линейки. 2. Выдача ПК на опрос i-й (1-й в данном случае) линейки. В ответ в ЭУС поступает СОС 1 - слово определяемое в процессе сканирования программой ПСК 1. 3. Информация о предыдущем состоянии системы КТ. СПС хранится в i-том слове МСКТ и называется слово предыдущего сканирования. 4. СИ 1=СОС 1 & - выявляется изменением состояния КТ в процессе операции логического умножения. Пусть: СОС 1=1010 СПС=0100 СИ 1=? СИ 1 = 1010 & =1010 Это значит, что с момента предыдущего опроса данной линейки изменяли состояние две контрольные точки: первая и третья (см. СИ 1=1010). От них поступил вызов, т.е. 01. Переход 10 нас в данной лабораторной работе не интересует, так как "вызов ушёл". 5. СИ 1=0 - это значит, что в данной линейке ни одна КТ не изменила свое состояние и надо проверять следующую строку (линейку) ОК. СИ 10 - это значит, что в данной линейке есть изменение состояния КТ и это необходимо зафиксировать в БПЗ. 6. СИ 1 + i (номер линейки) – СИ 1 и n , в которой произошли изменения, записываются в БПЗ. 7. i= i + 1 - начинается выполнение подобных операций для следующей по счёту линейки ОК. 8. iN - процесс будет повторяться, пока не будут опрошены все n линеек. На рисунке 5 показан алгоритм работы программы повторного сканирования ПСК 2. Программа проводит опрос только тех линеек, номера которых записаны в буфере предварительных заявок. По результатам повторного сканирования вычисляется слово изменений СИ 2, а затем проверяется стабильность изменений. С этой целью вычисляется слово стабильности изменений ССИ. Наличие единиц в разрядах ССИ свидетельствует о действительном поступлении вызовов. Затем с помощью таблицы пересчета по номеру определителя, номеру линейки и номеру контрольной точки определяется номер АК, требующий обслуживания. Номера АК записываются в свободные ячейки буфера запросов на обработку (обслуживание) вызовов. ПСК 2 заканчивает свою работу коррекцией содержимого соответствующей строки (слова) МСКТ. Это осуществляется с помощью операции "сложение по модулю 2". Рисунок 4 - Алгоритм работы программы ПСК 1 Рисунок 5 - Алгоритм работы программы ПСК-2 4 Последовательность выполнения лабораторной работы 1. По заданию преподавателя ввести размерность матрицы сканирования: n- число строк; m - число столбцов. На экране выводится содержимое МСКТ (предыдущее состояние контрольных точек отражено в массиве "МСКТ old"). "Press any Key" - нажмите любую клавишу (Enter). Происходит запуск программы ПСК 1. Получив указание от диспетчера (программы управления), ПСК 1 формирует периферийную команду на опрос i-й (вначале первой) линейки определителя. Результат опроса 1 -и линейки выводится на экран. 2. Информация о предыдущем состоянии этой группы контрольных точек хранится в 1-м слове МСКТ и называется "слово предыдущего сканирования" СПС. Примечание: Перевод курсора на следующую строку экрана монитора осуществляется нажатием клавиши "Enter" 3. Выявляем изменение состояния КТ строки. Для этого определяем слово изменений СИ 1 в процессе операции логического умножения: СИ 1 = СОС 1 & Наличие одной или нескольких единиц в слове изменений означает, что с момента предыдущего опроса одна или несколько контрольных точек изменили свое состояние "01", и, следовательно, эти КТ отметили поступление вызова. 4. В соответствии с алгоритмом работы программы ПСК 1 (рисунок 4) видно, что если СИ10, то необходимо сделать заявку в буфер предварительных заявок БПЗ. Содержимое БПЗ выводится на экран. В первую свободную ячейку БПЗ записываются: а) номер линейки, в которой произошли изменения; б) СИ 1. 5. Затем необходимо приступить к опросу второй линейки определителя. 6. Процесс будет повторяться до тех пор, пока не будут опрошены все n линеек. 7. По окончании работы программы ПСК 1 управление передается диспетчеру, который после проверки содержимого БПЗ производит запуск программы ПСК 2. Программа ПСК 2 (рисунок 5) ведет последовательный опрос лишь тех линеек, номера которых записаны в БПЗ. 8. Отвечаем на вопрос “Заявки в БПЗ (есть/нет)?”. При ответе имеем в виду, что содержимое БПЗ выведено на экран. 9. Из БПЗ получаем информацию о номере линейки, в которой изменилось состояние КТ, а программа ПCK 2 формирует и затем выдает в определитель первую команду - запрос о состоянии КТ данной линейки. В ответ на экране появляется слово очередного сканирования СОС 2. 10.Считываем состояние i-й строки МСКТ и получаем СПС (оно остается таким же, как и в программе ПСК 1). 11. По результату повторного сканирования формируется слово изменений СИ 2: СИ 2=СОС 2 & . 12. Осуществляется проверка стабильности изменений: ССИ = СИ 1 & СИ 2 . 13. Если ССИ = 0, то стабильных изменений состояния КТ нет, следовательно, вызовов нет, и начинается проверка следующей строки БПЗ. Если ССИ0, это значит, что есть изменение состояния КТ. 14. В случае обнаружения изменения состояния КТ начинается анализ ССИ и с помощью таблиц пересчета по номеру линейки и номеру КТ определяется линейный номер АК. 15. Происходит запись найденного номера АК в свободную ячейку буфера заявок на обработку (БЗО). В БЗО заполнение ячеек происходит последовательно. 16. В соответствующей линейке МСКТ необходимо отразить все обнаруженные устойчивые изменения состояний КТ. Это достигается логической операцией "сложение по модулю 2". МСКТ= MCKT ССИ, МСКТ - новое состояние линейки МСКТ. После записи оно отражается на экране. Примечание: При оформлении отчета необходимо заполнить все строки МСКТ полностью. 17. Затем происходит обработка следующей заявки от БПЗ. Процесс продолжается до тех пор, пока не будут обработаны все заявки. На этом работа программы организации процесса сканирования заканчивается. 5 Задание 5.1 Войти в операционную систему ЭВМ IBM PC. 5.2 Вызвать на исполнение программу LRlM.exe. 5.3 Работая в диалоговом режиме, выполнить моделирование процесса ввода информации, отвечая на поставленные вопросы. 5.4 Составить отчет по лабораторной работе. 6 Описание лабораторной установки Лабораторная работа выполняется в дисплейном классе кафедры АЭС на ЭВМ IBM PC. Моделирование производится в диалоговом режиме. Исходные данные необходимо вводить по мере появления запросов моделирующей программы LR1M. Программа проверяет правильность ответов студентов и при неправильных ответах выдает соответствующие сообщения. В случае ошибочного ответа необходимо повторно ответить на вопрос. Программа LR1M подсчитывает количество ошибок студента и сравнивает с контрольной цифрой (не более 10 ошибок). Превышение контрольной цифры вызывает прекращение работы программы. В такой ситуации авторы рекомендуют студенту проанализировать свои ошибки, получить консультацию преподавателя и разрешение на повторное выполнение работы. 7 Требования к оформлению отчета Отчет по лабораторной работе должен содержать: Формулировку цели работы. Структурную схему обмена информацией программ ПСК 1, ПСК 2 с МСКТ, определителем и буферами заявок. Матрицу сканирования определителя. Содержимое МСКТ перед началом текущего цикла сканирования. Содержимое БПЗ и Б30. Содержимое МСКТ после завершения текущего цикла сканирования. Выводы по выполненной работе. 8 Методические указания к выполнению лабораторной работы Для получения доступа к каталогу рабочих программ необходимо на запрос операционной системы ввести имя группы: __m-XX <Enter> Вызвать программу на исполнение можно набором в командной строке имени программы: __1r1m <Enter> По запросу программы для запуска датчика случайных чисел необходимо ввести любое дробное число в формате 0.ХХХХХХ. Затем вводятся исходные данные (число строк и столбцов МСКТ). Далее в режиме диалога необходимо отвечать на вопросы программы, при этом учесть, что на русский шрифт можно перейти нажатием клавший "правый Ctrl" 9 Контрольные вопросы Какая из программ (ПCK 1 или ПСК 2) производит корректировку содержимого массива МСКТ? СИ 1 = 0001. Есть ли заявки для записи в БПЗ? СИ 1 = 10011. Сколько КТ изменили свое состояние? ССИ = 01001. Есть заявки для записи в БЗО? ССИ = 100110. Сколько обнаружено поступивших вызовов? Число заявок в БПЗ равно 4. Каков номер первой свободной ячейки БПЗ? Какой объем памяти отводится для хранения информации о состоянии одной КТ определителя? Размерность МСКТ: число строк = 5, число столбцов = 6. Сколько КТ содержит линейка? Номер линейки = 3. ССИ = 10001. Определить линейный номер АК. С какой целью выполняется повторное сканирование комплектов? Чем определяется периодичность запуска программ сканирования одного типа комплектов? Какие исходные данные использует каждая из программ сканирования? Назначение данных, хранимых в МСКТ? Какие данные записываются в БПЗ? В БЗО? Каково назначение данных, записанных в СИ? ССИ? 10 Аббревиатуры АК Абонентский комплект БЗО Буфер заявок на обслуживание вызовов. БЗО содержит результаты работы программы ПСК 2 БПЗ Буфер предварительных заявок. БПЗ содержит результаты работы программы ПСК 1 ВШК Входящий шнуровой комплект ИШК Исходящий шнуровой комплект КТ Контрольная точка МСКТ Массив состояния контрольных точек. МСКТ содержит данные предыдущего цикла сканирования ОК Определитель комплектов ПСК 1 Программа первичного сканирования ПСК 2 Программа повторного сканирования СИ 1 Слово изменений, вычисляется программой ПСК 1 СИ 2 Слово изменений, вычисляется программой ПСК 2 СОС 1 Слово очередного сканирования. Это результат опроса определителей программой ПСК 1 СОС 2 Слово очередного сканирования. Это результат опроса определителей программой ПСК 2 СПС Слово предыдущего сканирования. СПС содержится в МСКТ ССИ Слово стабильности изменений. ССИ вычисляется программой ПСК 2 ЭУС Электронная управляющая система Литература В.О. Игнатьев и др. Программное обеспечение АТС.- М.: Радио и связь, 1981 Р.А. Аваков и др. Управляющие системы электросвязи и их программное обеспечение. М.: Радио и связь, 1991 М.Ю. Артемьев и др. Программное обеспечение управляющих систем электросвязи, М., Радио и связь, 1990 Р.А. Аваков и др. Электронные управляющие машины. М.: Связь, 1979

назад | введение