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第五章 程控交换机的软件概述第一节 程控交换机软件的组成程控交换机通过控制系统中的程序运行控制整个话路部分的接续任务。因此，软件在交换机中具有极其重要的作用软件分运行软件和支援软件一、 运行软件：支持交换系统正常运行所需的呼叫处理、管理和维护等全部程序和数据的总称1、程序：包括系统程序和应用程序系统程序=任务调度(按优先级给应用程序分配处理机时间)+I/O设备的管理和控制(控制I/O设备与处理机间的通信) +资源的调度和分配(给正在运行的程序分配存储器和外部设备资源) +处理机间的通信（用于多处理机系统）+系统的监视和故障处理（对交换机的公用设备的工作情况进行监视、对故障应及时进行识别、分析和处理）+人机通信(对输入的命令进行编辑和执行)是交换机硬件与应用程序之间的接口。应用程序:是直接控制电话交换和维护管理的程序应用程序=呼叫处理(负责建立呼叫接续并对呼叫进行监视、释放（具体有扫描监视等）和计费管理) +管理程序(对交换机的运行进行管理和控制的程序：对话务量的观察、统计和分析，对用户线和中继线的维护测试，对业务质量的检查、业务变更（用户的变动处理、业务的变动）的处理)+维护程序(故障检测、诊断和定位)2、 数据=系统数据(与交换机系统有关的数据) +局数据(与局设备和安装情况有关的数据) +用户数据（反映用户情况的数据：如用户类别、设备号码、业务类别、话机类别等）一般以表格的形式存放二、 支援软件：用来开发和生成交换局的软件和数据，以及开通时的测试支援软件=软件开发(源文件生成，程序编译、连接及测试程序等)+应用工程(交换网规划、设计及安装程序)+软件加工(局数据、用户数据生成软件及软件与数据的组装)+交换局管理(资料的搜索和分析、资源的更改、编辑和输出)第二节 程序设计语言 机器语言(目的程序)：二进制代码表示的，计算机能够直接识别的 汇编语言(源程序)：采用助记符按一定语法规则编写程序的语言 高级语言：接近人类的自然语言和科技习惯，通用性强：CHILL语言、SDL语言、MML语言一、CHILL语言CCITT High Lever Languare：由对象、动作和程序结构组成1、 数据描述：数据定义语句和数据说明语句；如：DCL X，Y，Z INT；（为一条数据说明语句，X，Y，Z为整数模式）2、 动作描述：对数据的各种运算以及进行各种运算的一些控制命令；如Z：=X-Y（计算整数X与Y之差，并将结果赋予Z）3、 程序结构描述：说明程序的寿命和能见度；（即程序单元存在的范围，何时开始，何时结束，某个名称在什么范围内有效）如TEST_1：MODULE；END TEST_1；（代表模块TEST_1的开始和结束）CHILL语言用于软件设计、程序编译和软件检验，语法用语法图表示二、SDL语言Specification and Description Language图像语言，用于软件系统设计、系统设计和软件设计1、 SDL/GR形式：图形表示法，阅读方便2、 SDL/PR形式：文字描述法，类似于伪随机码，输入时使用状态输入输出任务判断STATE 或NEXTSTATEINPUTOUTPUTTASKDECISION 或ENDDECIDIONSDL/PRSDL/GR例：摘机过程：STATE Idle; IUPUT A_off_hook; DECISION Blocking (YES):NEXTSTATE Blocking; (NO):TASK Connect Digit Receive; OUTPUT Send_Dial_Tone; TASK SET(NOW+20s,T1); NEXTSTATE Await_First_Digit; ENDDECISION;STATE Blocking; INPUT A_on_hook; NEXTSTATE Idle;空闲 IdleA摘机A-off-hook闭锁 BlockingA挂机A-on-hookYESNO接空闲收号器Connect Digit Receiver送拨号音Send Dial Tone启动计时器T1SET(NOW+20s)T1等待第一位号码Await First Digit空闲 Idle闭锁Blocking例：主叫用户A在空闲状态摘机，输入一个摘机信号后，首先判别该用户是否闭锁，若没有，则接一个空闲收号器，送拨号音启动20s计时器T1，进行计时，进入“等待第一位号码”状态；若被“闭锁”则转入“闭锁”状态，主叫用户挂机，再次进入空闲状态三、MML语言Man-Machine Language用于交换机的操作、维护、安装和测试1、 输入语言(命令)：命令码+参数块（用于对交换机下达命令） 命令码：应进行的操作，可不带参数块或带多个参数块，参数块之间用“：”分隔，各命令码之间用空格分隔；动词+名词组成。如DIS 显示；CHA 修改；SUB 用户；BLT 已闭塞的终端设备 参数块：操作所需的信息，一个命令中可有多个参数块，参数块之间用：分隔，参数块内各参数之间用，分隔例： DIS BLT CHA SUB：DNCH，DN=4567，NDN=5488；（表示修改用户电话号码，原号码4567，新号码5488）2、 输出语言：显示屏上显示或打印机打印出来的信息，交换机的输出信息 CONGESTION ROUTE TG=0008 1993-9-23-23 09:30:20（第8号中继线群在1993年9月23日9时30分20秒路由全忙超过规定时间紧急告警）3、 MML语言进行对话的过程：请求就绪指示I输入通行字显示题头就绪指示II输入通行字输入通行字输入命令响应输出结束按“请求”键显示：PASSWORD键入：通行字显示：交换局名 日期 时间 星期 命令号显示：键入：CHA SUB：DNCH DN=XXXX,NDN=XXXX；显示输入命令 CHA SUB显示：No.25 CHA SUBCOMMAND END操作显示四、三种语言不同使用阶段（见P91图6.2）系统功能说明系统设计软件设计程序编制软件检验运行和维护软件维护SDLCHILLMMLSDLCHILL第三节 程序的执行管理软件技术、程序的执行级别、程序的启动控制一、软件技术 实时处理：无论用户在何时发出处理请求，交换机都应立即响应，并在允许的时限范围内给予执行处理，如摘机、拨号等。有定时扫描、多级中断、队列1、 定时扫描：用户请求是随机的，采取周期性的监视扫描，实时性要求高，扫描周期就短，如拨号脉冲监视扫描周期为8ms,相应识别程序的执行周期为8ms；摘机、挂机的监视扫描周期为100200ms，相应识别程序的执行周期为100200ms2、 多级中断：用来按时启动实时要求较严格的程序。如故障，并把程序实时要求的严格程度划分为若干个优先等级3、 队列：没有周期性要求，实时性要求不是很严格，插空执行，采用队列启动多重处理：是交换机的处理设备面对众多的呼叫所采取的处理方法。按优先顺序依次处理、多道程序同时处理(完成一个任务后，不等待外设动作，又去处理另一任务)、群处理(一般用于用户线扫描或中继线扫描)、多处理机二、程序的执行级别1、 故障级：实时性要求最高，平时不用，一旦发生故障，就须立即执行，不受任务调度的控制又分FH、FM、FL三级FH：处理影响全机的最大故障，如电源中断等FM：处理中央处理机故障的程序FL：处理话路子系统I/O系统等局部故障的程序2、 周期级：实时性要求较高，有固定的执行周期，每隔一定时间由时钟定时启动，分H和L两级，一般用时间表来控制启动H级：在规定的周期时间里必须及时启动，如拨号识别，否则会错号L级：如用户的摘、挂机识别3、 基本级：实时性要求不太严格，没有周期性，有任务就执行，或周期较长，多是一些分析程序也分BQ1、BQ2和BQ3 ，一般用队列来控制启动三、 程序的启动控制程序的启动是由任务调度程序控制运行的，每当发生周期中断时，处理机就从内存中启动任务调度程序，控制各种级别的程序启动，每隔4ms进行一次。在4ms内，所应执行的H、L、B级程序都执行完后还有空余时间，处理机执行暂停指令，进入暂停状态，等待下一个4ms中断的到来。故障级不受任务调度程序的控制，一旦发生故障，通过中断源触发器发出中断，中断正在执行的周期级或基本级程序，同时通过紧急启动电路启动故障处理程序，处理完毕，再启动处理程序，交换机重新投入运行周期中断中断源分析程序非周期中断任务调度程序H级控制程序有H级处理吗？H级程序H级程序L级控制程序L级程序L级程序B级标志程序有L级处理吗？有B1任务吗？有B2任务吗？有B3任务吗？B级控制程序任务任务任务任务任务停机有无有无有无有有无无程序的启动控制为：（见P105图6.8）等待BQ3级BQ2级BQ1级基本级L级H级周期级FL级FM级FH级故障级4ms4ms4ms4ms*中断点中断后返回启动的任务周期级中断第四节 时间表时间表：由计数器、屏蔽表、时间表和转移表组成图示时间表有12个单元，表明所要执行的程序最长为96ms，字长为16位，表明每个单元里可以有16个要执行的程序。每一位代表一个程序，“1”表示要执行该程序，“0”为不执行该程序；屏蔽表称有效位图中各部分的功能：时间计数器：周期级中断计数器，根据时间表单元数设置的。是时间单元表的地址索引，以计数器的值控制执行时间表的各个单元的任务（如时间表有12个单元，则计数器由0开始累加到11后再回到0）屏蔽表（有效位）：每一位对应一条程序，若某一位为1，就执行相应的程序，为0则不执行该程序时间表：执行任务的调度表，上图中有12个单元，表明要执行的程序最长周期是8*12=96ms，字长为16位，表明每个单元里可以有16个要执行的程序。1执行该程序，0不执行转移表：存放周期性程序和任务的起始地址，行数对应于时间表的位数，当判明时间表某位为1时，即以位数为指针，查找转移表，得到对应程序的首地址，从而去调度执行F E D B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 101101111111111111111111111111111111111111时间计数器清零用户群1扫描识别程序中继器扫描识别程序位间隔识别程序按钮号码识别程序测试用拨号脉冲识别程序拨号脉冲识别程序屏蔽表时间表T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9TATB 转移表入口地址表时间计数器（8ms）时间表的控制过程：（见P106图6.9）由时间表控制启动的程序，其扫描周期并不都是8ms，对拨号脉冲识别程序的扫描周期是8ms，故在时间表各单元的0#位中均填入1，而按钮号识别程序的扫描周期是16ms，所以在时间表2#位中每隔一个单元填入1，而位间隔识别程序的扫描周期是96ms，所以在3号位处只在0单元填入1。流程图：8ms时钟中断读计数器的值读时间表单元内容读时间表单元内容 屏蔽表内容结果右移一位是否最高位是1否？转移表找出相应的 程序入口地址执行该周期级程序是1否？计数器清零计数器加1返回启动下一级控制程序是是否否是否否流程图执行：8ms周期中断到，读取时间计数器的值，根据其值读取时间表相应单元的内容将屏蔽表的内容与该单元对应位的内容相与，其结果为1，即根据该位的号码，找到转移表中的相应行，得到要执行的首地址；其结果为0，即不执行执行该程序等所有位均进行了上述处理，并进行完相应的程序后，表明这一8ms周期中已执行完周期级程序，可以转向基本级程序当计数器计到11时，即对最后一个单元进行处理。当处理完最后一位时，将计数器清零，以便在下一个8ms周期中断到来时重新开始第五节 队列（P118）队列处理的实质就是将要处理没有周期的要求按先后次序排成队列，采取先到先处理的原则，启动相应程序进行相当于处理登记表，处理形式有：循环队列链形队列和双向队列BQ1是否有任务？取一项执行BQ2是否有任务？BQ3是否有任务？BQ1BQ2BQ3取一项执行结束取一项执行基本级控制程序当有处理要求时，就进行登记，每项处理要求包括启动的程序地址，要求处理的内容和处理过程中所必须的数据，按其实时性要求的级别，分为三级，BQ1、BQ2、BQ3，见上图。多应用在周期级程序和基本级程序的衔接处，起到了缓冲存储器的作用队列的形式：1、循环队列：队首指针为0，表示将要处理的是0#单元中的任务，队尾指针为3，即表示新加入队列的任务应排在3#单元。任务一经取出，即应改动队首、队尾指针，当任务进入最后一个单元时，队尾指针便指向0#单元，形成循环。特点：线性队列，按顺序执行，不允许中间插入或输出，使用不方便2、链形队列：将一些位置凌乱的存储表，位置不动，而将其首地址按一定顺序加以编排，链接在一队列之中。在这些存储表中除去应登记的各种必须的数据外，还有与之相接的下一张存储表的首地址，填入0表示这一链队到此结束3、双向队列：改进了链形队列中要知道前一张表指针的内容必须从头开始查找的问题，在每张表中增加一个存储单元，指明前一张表的首地址，在中间存取时就很方便了。若想在b表后插入一个e表，只查b表即可，将其指针有ce，将c表的左指针改为由bc，将e表的左指针指向b，右指针指向c即可cba队尾指针队首指针01233031循环队列左指针右指针A左指针右指针B左指针右指针C左指针右指针D双向队列eAabEdBOD队首指针d队尾指针aebdeAabEOfBOD队首指针Bf队尾指针aebf链形队列加入新表eAadEBOD队首指针Bf队尾指针aebd中间插入bFfbfeAaEBOD队首指针Bf队尾指针aebd中间取出bd小结：1、 程控交换机的软件是由运行软件支援软件组成。运行软件包括系统软件和应用软件；系统软件以任务调度程序为主，应用软件以呼叫处理程序为主。支援软件主要以软件开发、加工、应用工程和交换机管理为主。2、 在程控交换机的软件中，程序和数据分开，这样可使程序具有通用性，在程序的指令中，不直接出现数据，而用参数表示。在数据中，有系统数据、局数据和用户数据。3、 同一种性质的数据应按一定规则存放在一起，构成各种数据表格，便于查找。这些表格有检索表格和搜索表格。检索表格以检索法查找，搜索表格以搜索法查找。4、 程控交换机的话路接续任务是在程序的控制下完成的，因此要求处理机具有较高的实时处理、多重处理和群处理能力。5、 实时处理是将处理任务分成几个优先顺序，在执行时采用定时扫描、多级中断和队列三种方式加以处理。对于呼叫处理要求是随机发生的，而处理机不可能对每一设备进行连续监视，因此采用周期性的监视扫描，扫描周期的长短视要求而定，对处理时间要求比较严格的，扫描周期取的短一些，而对处理时间要求 不太严格的，扫描周期可以取长一些；为了保证优先级别高的程序能够得到及时处理，采用多级中断的方法加以实施。故障级中断启动故障级程序，周期级中断启动周期级程序；对那些时间要求不特别严格的程序，则采用队列的办法予以启动。6、 多重处理是根据话路接续的特点而采用的一种方法，因为处理机的处理速度是很高的，但硬件的接续动作是缓慢的，这样就可以采用多重处理的方法。所谓多重处理就是“同时”进行许多工作。这种处理方法主要是利用了外设的动作时间较慢这一特点，在外设动作的里处理机去处理其它任务。7、 群处理是一种多重并行处理的方法，执行一个程序可对多个用户同时进行处理。这种方法多用于监视的对象多，同时需要处理的任务又不是十分繁重的场合，如用户监视扫描和识别8、 对程序的执行管理是将程序按实时要求的高低，分成三大类：故障级程序、周期级程序、基本级程序。故障级程序由故障级中断启动，周期级程序用时间表启动，基本级程序用队列启动。9、 程序的设计语言按CCITT组织的建议有三种。即CHILL语言、SDL语言和MML语言。作业：1、 为什么对程控交换机的控制系统指出了实时处理要求？为了进行实时处理采用了哪些方法和措施？2、 某一程控交换机需要下列6种程序，其执行周期为A程序8msB程序8msC程序16msD程序32msE程序64msF程序96ms试设计一个时间表，字长为8位，控制这些周期性程序的执行，并画出控制流程图3、现有一队列如下图所示，现拟从队列中取出B程序，在C后加入D程序，应如何处理？若将此链队改成双向链队，又如何进行1001A0BCD队首指针1111队尾指针110011111100100111111010
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