Communication and information agency of uzbekistan tashkent information technologies

17.2.-расм.

Дастурий компонентларни мустақил коммутация дастурларга ажратиш бу дастурлар ўртасида машина вақтини ажратиш имконини беради, бунда чақирувга хизмат кўрсатиш жараёнининг ҳар бир алоҳида фазасини бажаришга вақт чекланишларидаги реал мавжуд фарқни инобатга олиш керак бўлади.

Чақирувларга реал вақтда хизмат кўрсатишнинг дастурлаш асослари

Бизнинг замонамизда рақамли АТС энг мураккаб қисми (ва ишлаб чиқишда энг кўп меҳнат талаб қиладиган) дастурий таъминотга асосий диккатни жалб килмай автоматик коммутация станциясини тасвирлаб бўлмайди. Бу мураккаблик иккита ташкил этувчига боғлиқ: - ДТ нинг фукнкциолнал тўлдириш ва реал вақтда масалаларни бажариш. 10 000 абонентга хизмат кўрсатувчи станция АТС ДТ га, бир вақтнинг ўзида назоратда сўзлашув фазасида мингга якин уланишларни плюс уланиш / бузиш фазасида 200 уланишни плюс эксплуатацион бошқарувнинг 20 та транзакциясини ушлаб туриш зарур бунда реал вақт талаблари 10 дан 100 мс гача оралиқ билан сигналлашни ишлов бериш, учун чақирувни ишлов бериш функцияси учун 100 дан 1000 мс гача оралиқ, одам - машина мулокоти учун 1-3 с, техник эксплотация транзакциялари учун 1-10 с. дастурий таъминот жавоб вақтини чегаралайди. Янги рақамли АТС ларда, масалан, LUCENT компониясининг TESS, NORTEL компаниясининг DMS – 100, SIEMENS компаниясининг EWSD ва ҳоказоларда. ДТ нинг реал вақтда ишлаши қисман уларнинг операцион тизимларида яширинган, бу мазкур тизимлар учун дастурни ишлаб чиқишни соддалаштирса ҳам тизимнинг ишлашини реал тушунишни қоронғилаштиради.

Яхлит дастурли архитектурага эга дастлабки коммутация тизимларда мутахассислар ёзилган дастур бўйича бошқарувли биринчи АТС ларга ДТ ишлаб чикаришга мажбур бўлишган. У жуда мураккаб ва унча қулай бўлмаганлиги туфайли мазкур АТС лар ДТ си ишлашини реал вақтда тушунтиришнинг педагогик имкониятлари анча яхшидир.
Масалан, ихтисослаштиришган бошқарув машинаси “Нева” ёрдамида макробуйруқлар ва педараграмаларни воситали манзиллашни ишлатиб Ассемблер тилида мазкур компьютер учун дастур ишлаб чиқиш кўзда тутилган. Алгол, Кобол ва Фортран каби тиллар ихтиро қилинганига қарамай юқори даражадаги тил қўлланилмаган уларни коммутация тугунини бошқариш тизимида реал вақтда масалаларни ечиш учун қўллаш умуман мумкин бўлмаган (уни устига яна шунга ўхшаш “секинюрар” компьютерлар учун). “Нева” буйруқлар тизими универсал буйруқлардан ташқари (қўшиш, айириш, мантиқий операциялар, силжишлар ва ҳ.к.) катта миқдордаги чақирувларни қайта ишлаш жараёнида вақтдан ютиш ёки машина хотирасини тежамлашни таъминлайдиган ихтисослаштирилган буйруқлардан иборат бўлади. Масалан, арифметик операцияларнинг буйруқлари гуруҳида одатдаги тўртта буйруқларга кўп ишлатиладиган код билан бирни қўшиш ва коддан бирни айириш буйруқлари қўшилган бўлади. Мантикий операциялар ўз ичига чапга ва ўнгга мантиқий силжитиш (МС), даврий силжитиш (ДС) операцион регистрни кўпайтиришни олади. Мазмун бўйича турли 8 та буйруқдан иборат (модификациялар инобатга олинса 18 та) ахборотни бит бўйича кайта ишловчи махсус операциялар гуруҳи киритилган эди: разрядда бир (РБ); разряддаги йўл (РЙ); разряднинг инверсияси (РИ); разрядни текшириш (РТ); чапдаги бирнинг номери (НБ); инверсия билан чап бирнинг номери (НБИ); массивдаги мос тушмасликлар номери (ИМН) ва массивдаги инверсияни мос тушмасликлар номери (МИМН).
Ҳозир буни кўриб бўлмай тасаввур этиш мумкин, лекин ўша пайтда дастурчилар учун, лотин алфавити амалда ўнолтилик санок тизимси учун зарур бўлган олтита A, B, C, D, E, F ҳарфлари билан чекланган, ассемблерли буйруқлар минимоникаси эса кириллица билан бўлалигича кўникма билан сочет - ся. Бу ассемблерли буйруқларга яна тартибланган ва тартибланмаган массивларда кидирувнинг 2 та буйругидан иборат ассоциатив қидирув операциялари ҳам кирган.
Даврий массивлар билан операциялар ва узиш тизимларнинг буйруқлари (узиш сигналини уйғотиш, сигнални ўчириш, сигнални никоблаш, сигналдан никобни олиш, узиш бор, узиш йўқ ва дастур охири) айнан реал вақтда чақирувларга хизмат кўрсатиш спецификациясини таъминлайди. Бошқарувли ЭБМ “Нева” учун 10 мс га тенг барча комплектлар учун сканерлашнинг ягона даври танланган эди. Сканерлаш натижаларидан навбатларни шакллантириш ва чақирувларни қайта ишлаш дастурлари учун фойдаланилади. Бунда четки бошқарув қурилмаларидан (ЧБК – ПУУ) киритилаётган ахборот маъноли мазмуни қарорлар жадваллари бўйича аниланар эди, уларда сигналларни узатиш усуллари, бу узатишнинг тезлиги ва бир катор бошқа омиллар инобатга олинар эди. Реал вақтнинг муаммолари ихтисослаштирилган телефон операцион тизимини (ТОТ) ишлаб чиқишни таказо этди, унинг асосий қисми хизмат кўрсатишнинг устиворлик тизимчаси бўлиб, у ҳозирги вақтда сўровномалар мавжуд бўлган дастурларни чақириш кетма – кетлигини белгиланган.
Барча дастурлар устиворлигининг мутлоқ ва нисбий даражалари бўйича тақсимланган. Бунда сканерлаш ва киритиш дастурлари жадвал бўйича нолинчи (олий, юқори) даражада чақирилган, яъни берилган вақт оралиқларида чақирилган. Хизмат кўрсатишнинг устиворлик тизими шундай тарзда лойиҳаланганки, бунда бир томондан айрим (алоҳида) дастурларнинг бажарилиш кетма – кетлиги заруриятини таъминлаш икикинчи томондан эса дастурларни қайта улашга кетадиган вақтни минимумгача қисқартириш зарурдир, шу билан бир бирга узилган дастурларни сақлаш (хотирлаш) учун зарур бўлган хотира ҳажмини минималлаштиришдир. Узиш тизими 7 та абсолют устивор даражаларга бўлинган узиш сигналларини хотирлаш учун майдонни ўз ичига олади. Улардан энг юқори устиворликка аппаратли даража эга бўлган, қолган 16 таси дастурли бўлган. Ҳар бир абсолют устиворлик даражада 256 тагача нисбий устиворликлар кўзда тутилган, улар жорий дастурларни узишни бажармаса ҳам, мазкур даражага хизмат кўрсатадиган дастурлар тартибини белгилайди. Узиш даражалари оптимал сонини белгилаш, барча дастурларни абсолют ва нисбий устиворлик даражалари бўйича тақсимлаш, даврик массивлар ўлчамларни аниқлаш, сўровномалар (талабномалар) навбатини ва телефон операцион тизимнинг (ТОС) бошқа масалаларини ечиш учун ТОС пухта ҳисобланган ва оптималлаштирилган бўлиши керак, чунки бундан бошқарувчи компьютер ресурсларининг тўғри таксимланиши ва биринчи навбатта марказий процессор вақт ресурсининг тўғри ишлатилиши боғлиқ бўлади. ТОТ ни оптималлаштириш ишлаб чикилган математик аппарат ва дастурларга устиворлик хизмат кўрсатишнинг оптималлаштириш ва мухандислик ҳисоблаш усулларидан фойдаланилган.
Реал вақтда дастурлашнинг худди шу масалалаларни ечишга бошқа концептуал йўллар 1ESS дастурий таъминот архитектураси учун ишлаб чикилган эди. 1ESS процессорида дастурларни бажариш вақти дастурлар синфлари ўртасида тақсимланади, улар таймердан ишга туширилгунча киритиш/чикаришга, чақувларни қайта ишлашга ва тизимга хизмат кўрсатишга жавоб беради. 1ESS да бўш абонент линияларини сканерлаш ҳар 100 мс да амалга оширилади ва чақирувларнинг бундай частотаси, ўртача ЭКЮ да 36000 чақирувни ташкил этадиган, чақирувлар оқимининг жадаллигининг сўровноманинг вақт оралиғидаги битта янги чақирувига мос келади. Агар бу чақирувлар вақт бўйича қатъий текис таксимланганда эди (бу бўлиши мумкин эмас) 1 минутга тенг вақт оралиғида учта синф дастурлари ўртасида процессорнинг ишчи вақтининг тақсимланиши силлик, бир текис ва ўзгармас бўлар эди. Реал шароитларда чақирувлар оқими тасодифий характерга эга бўлади, процессор ишчи вақтининг тақсимоти эса ўрталаштирилган миқдорни юклама жадаллиги белгилайди.
17.3.–расмда учта синф дастурлари ўртасида процессор ишчи вақтининг тизимидаги телефон юкланиш жадаллигига боғлиқ ҳолда қандай таксимланиши кўрсатилган. “У” ўқида процессор ишчи вақти “Х” ўқида эса тизимдаги телефон юкланиш жадаллиги кўрсатилган. 17.3.–расмнинг чап тарафида тизимнинг ҳолати тунги соат 3 га мос келади, бунда телефон юкламаси амалда 0 га тенг. Расмнинг ўнг томонида тизим ҳолати энг юқори юклама соатига тўғри келади. Бунда процессор бу юкламани аранг бошқаради. 17.3.–расмдаги рақамлар шартлидир, оддийлик учун процессор ишчи вақтининг тақсимоти юкланиш жадаллигининг тўғри чизиқли функцияси деб фараз қилинади. Сўров дастурлари ўзгармас частота билан бажариш учун режалаштирилган. Бироқ талабномани (сўровни) қидириш ва топишни бажарувчи дастур процессор ишчи вақтини худди шу дастурни талабномани кидириб ва уни топа олмасликка кетадиган вақтдан кўп вақтни олади. Фараз қилайлик сўров дастурлари процессор ишчи вақтининг 40% ни ёрдамчи амалларга, яъни сўровларни қидириш билан боғлиқ бўлган амалларга сарфлайди. Буларни гўшак олинган ҳолатда, ички назорат буферлардаги ўзгаришлар, таймердан келадиган сигналлар ва хоказо датчикларини сканерлаш киради. Нолинчи телефон юкламасига ва сўровлар мавжуд бўлмаслигига мос келувчи 17.3.–расмнинг чап қисмида процессор умумий ишчи вақти фақат сўров вақтидан ташкил топади. Фараз қилайлик, сўров дастури процессор ишчи вақтини Тмах телефон юкланишда ҳар бир амални бажаришга сарфлайдиган вақтга нисбатан худди шу амални телефон юкланиши 0 бўлганда ўрта ҳисобда 50% га ортиқ вақт сарфласин. Бу ҳолда 17.3.–расмнинг ўнг қисмида сўров дастурларига ажратиладиган процессорнинг ишчи вақти 60% гача ортади.