第8讲 存储程序控制原理III

第4章存储程序控制原理4.4程控交换机的软件系统4.4.1交换软件的特点和组成4.4.2程控交换机的操作系统4.4.3呼叫处理能力分析4.4.4数据结构4.4.5程序设计语言4.4.1交换软件的特点和组成随着微电子技术的发展，硬件成本越来越低；随着新业务的不断引入和功能的不断完善，软件工作量还有不断增加的趋势。软件成本和质量决定程控交换系统的价格。软件系统的特点：规模大、实时性、多道程序并行处理、可靠性要求高。交换软件组成,包括:

软件系统的组成：运行软件系统和支援软件系统。4.4.2程控交换机的操作系统操作系统与硬件（处理机系统和交换机外设）之间的界面；操作系统与其它软件模块之间界面。操作系统直接覆盖在裸机上，为其它软件模块提供一个虚拟机环境，所以操作系统有两个界面：操作系统界面内存管理；程序调度；程序间的通信；多处理机间的通信；时间服务；出错处理；操作系统接口和初始化程序。操作系统功能：进程概念定义：程序在某一数据集上的动态执行。描述：进程的等待状态与进程的有限状态机（FSM）描述。进程的FSM描述2.程序调度调度策略：静态调度和动态调度;

程序级别：故障级、时钟级和基本级。调用合适的程序占用处理机。进程必须经操作系统调度才能占用处理机。调度由操作系统中来完成，是实现系统并发处理的关键之一。

故障级级别最高；

其次是时钟级，如各种扫描程序均属时钟级。

基本级执行定时性要求不太严格的进程，稍有延迟也没有什么影响，级别最低。时间表是启动时钟级程序、作为时钟级调度的依据。构成：计数器、时间表、屏蔽表和转移表时钟级调度拨号脉冲识别程序，启动周期为8ms；测试用拨号脉冲识别程序，启动周期为8ms；按钮号码识别程序，启动周期为16ms；位间隔识别程序，启动周期为96ms；中继器扫描程序，启动周期为96ms；用户群扫描程序，启动周期为96ms；时间计数器清零，启动周期为96ms。时间表中时钟级程序的启动周期：时间表执行的程序，最大周期为96ms，故时间表有12个单元，即12行即可。时间计数器是每8ms加1，也就是说，时钟级中断的周期为8ms。字长16，即每一行有16位。时钟级调度时间表控制流程图

最初置“0”，每8ms中断一次，再加1；8ms中断到，读值为指针，读取时间表中该行的内容。例如，在计数器数值为1时，读时间表第一行的内容；将时间表该行的内容与屏蔽表相应的内容进行逻辑乘；将逻辑乘的结果右移一位；判断是否是最高位；若不是最高位，则判断结果是否为“1”，不是“1”，则转入（４）。若是“1”，则转至转移表，找出相应的程序入口地址，执行该时钟级程序，执行完毕，即可转（４）；若在（５）处判断是最高位，则判断该位是否为“1”，如果是1，则转至计数器清零，返回初始位置，等待下一个8ms周期中断到来。若最高位不是“1”时，则启动下一级控制程序，本时间表若是L级时间表，则此时就启动基本级的控制程序。同时，时间计数器加1，返回至初始位置。时间表控制时间计数器流程图：基本级调度基本级调度管理程序框图基本级中的程序也可以有周期性（周期较长），但大部分程序没有周期性，而是按需执行，有任务就激活。执行控制程序先询问有无BQ1级处理要求，如有则按BQ1队列依次处理，处理完毕再询问有无BQ2级处理要求，如此下去，直到BQ3级的队列处理完毕为止。先进先出链队：基本级中的队列就是处理登记表的队列。处理登记表也叫处理细目，是在发现处理要求的进程中登记的。例如用户扫描发现用户呼出，就登记呼出事件处理登记表，包括应激活的进程地址、要求处理的内容和处理中必须的一些数据等。先进先出链队4.4.3呼叫处理能力分析

交换机的话务能力往往受控制设备的呼叫处理能力的限制：两个参数：通过交换网络可同时占用的路由数，即一般称为话务量，用爱尔兰数表示；单位时间控制设备能处理的呼叫数。呼叫处理能力以忙时试呼次数BHCA来衡量。评价一台交换系统的设计水平和服务能力的一个重要指标。处理机速度；指令功能；无呼叫发生时的开销（涉及一次呼叫处理要执行多少条指令以及各种指令的执行速度）；呼叫处理的开销（主要开销）；其它开销（调度管理、机间通信和简单的故障处理）；程序结构和编制；安全系数（余裕处理能力）；话务参数。影响BHCA的因素：估算线性模型通常用一个线性模型来估算处理机的时间开销t：

t=A+B*N

A——与话务量无关的开销，而与系统容量等固定参数有关；

B——处理一次呼叫的平均时间开销；

N——一定时间内各种呼叫接续的总数，即处理能力值（BHCA）。BHCA的估算：程控交换机所给出的BHCA值必须有足够的精确度，否则会导致使用中服务质量的严重下降。因此，分析和测算所能承担的BHCA值是一个重要问题。例如某处理机忙时呼叫处理的时间开销平均为0.85（即占用率），固有开销A=0.29，处理一个呼叫平均需时32ms，即可得：

0.85=0.29+(0.032/3600)*NN=(0.85-0.29)*3600/0.032=63000次/小时（1）A的产生主要来自时钟级程序。（2）B是处理一次呼叫的平均开销，必须考虑到本局、出局、入局的呼叫比例以及拨号不全、阻塞、被叫忙、被叫不应答所占的比重。（3）N是各类呼叫的总次数，按照一定的话务量和平均占用时间可以求得N。简要分析说明4.4.4数据结构

数据类型数据基本上可分为两大类，即动态数据和半固定数据。动态数据：呼叫处理过程中有许多数据需要暂存，而且不断地变化。这些数据称为动态数据：呼叫控制块、时限控制块中存放的、各种忙闲表。半固定数据相对于动态数据而言，半固定数据是基本上固定的数据，但在需要时也可以改变。半固定数据分为用户数据和局数据，也可统称为局数据。用户数据：用户线类型、话机、服务类别和用户设备码。局数据是与整机有关的数据：出局路由数、各路由的中继线数、迂回路由方案、编号方法、与控制接续有关的参数。以动态数据的表格结构为例：各种动态数据要按照其性质组织成紧凑的表格结构;各种交换系统的表格结构，因容量、性能、内存容量、存取方法等因素而异。1）小容量交换机的表格类型

(1)忙闲表；

(2)事件登记表；

(3)呼叫记录或设备信息表；

(4)各种分析、译码表；

(5)各种监视表；

(6)输出登记表。2.数据表格结构新服务性能登记表用来存放登记新服务性能的有关信息（包括缩位拨号表，热线登记表，呼叫转移登记表，叫醒服务登记表）。2）新服务性能登记表3）数据库简介

面向应用的数据组织方式的不足：数据不能共享;数据不具有完全的独立性，它和程序之间有一定的依赖关系;

缺乏统一管理，不利于数据的安全性。

数据库是可以共享的相关数据以一定方式组织起来的集合;它不仅可以描述数据本身，而且还能描述数据之间的联系;通过所有存取途径来描述数据之间的各种联系是数据库的主要特点。（1）引言（2）什么是数据库半固定数据可以用数据库统一管理。为了能对数据进行存取、改变结构、扩充、初始化和保证安全性，应配以数据库控制系统（DBCS）。有助于交换机软件的程序模块化。程序模块化，就要求数据独立化。数据应隐含在程序模块之间，当程序模块需要数据时，不必详细了解数据的具体结构及存取方式和位置，只需提出存取要求即可，剩下的工作由数据库管理系统处理。（3）交换机软件中应用数据库的优点（4）数据库在交换软件中的应用4.4.5程序设计语言1）规范描述语言规范描述语言是一种图形语言，它以简单明了的图形形式对系统的功能和状态进行分块，并对每块的各个进程以及进程的动作过程和各状态的变化进行了具体的描述。规范描述语言用于系统设计阶段，它用来说明对整个程控交换机的各种功能要求及技术规范，并描述功能和状态的变化情况。2）汇编语言和高级语言3）人机语言：人机语言主要用于操作维护终端和交换系统之间的通信，以供维护人员输入运行维护指令（OAM指令）。优点：在编写程序时不需要对微处理器的指令系统有深入的了解；程序的可移植性好。此外，高级语言的语句功能强，和人们所熟悉的用语更为接近，便于程序的编写、修改和移植。缺点：程序量相当庞大，从而影响了实