第5章程控交换机软件概况

1第5章程控交换机软件概况5.1程控交换机的运行软件5.1.1对运行软件的要求1.实时性2.多道程序运行3.业务的不间断性25.1.2运行软件的组成程控交换机的运行软件分为两大类:系统软件和应用软件。系统软件相当于一个通用计算机的操作系统。是交换机硬件同应用软件之间的接口。31、执行管理程序管理计算机资源：控制程序的运行软件、硬件4系统监视硬件：设置核对电路软件：校验故障识别：产生中断2、系统监视和故障处理程序系统监视和故障识别52、系统监视和故障处理程序系统监视和故障识别故障分析与处理系统重新组织：恢复与再启动处理：偶然性故障恢复处理固定性故障主/备机倒换主/备机倒换后，建立新系统系统初始化、数据恢复63、故障诊断程序确定故障部位打印诊断结果74、维护和运行程序存取和修改有关用户和交换局的各种数据对用户线和中继线定期维护、测试业务质量监察统计话务量打印计费清单85.呼叫处理程序主要用来完成交换机的呼叫处理功能。普通的呼叫处理过程从一方用户摘机开始，然后接收用户拨号数字，经过对数字进行分析后接通通话双方，一直到双方用户全部挂机为止。是交换过程的关键程序,它负责以下功能：9①交换状态管理：在呼叫处理中有不同的状态(如空闲状态，收号状态等)，由交换状态管理程序负责状态的转移及管理。②交换资源管理；交换机有许多电话外设，如用户设备、中继器、收发码器、交换网络等，它在呼叫处理过程中测试和调用，因此由呼叫处理程序管理；③交换业务管理：程控交换机有许多新的交换业务(如叫醒业务等)，它也属于呼叫处理的一部分；④交换负荷控制：根据交换业务的负荷情况、临时性控制发话和入局呼叫的限制。10115.2程序文件交换局使用的程序必须通用。为此，要把程序和数据分开，其次把数据再划分。数据程序系统数据:各局共同使用的数据局数据用户数据系统程序,系统程序对不同局都适用。包含系统程序文件叫做系统文件。12局数据是指与交换局设备有关的数据，包括硬件配置、编号方式、中继线信号方式等。包含局数据文件叫做局数据文件。用户数据包括呼叫权限、用户类别、出局类别、话机类型和新业务类别等。13在程控交换机中的数据库管理程序特点：（1）数据的存取必须满足实时性要求；（2）由于数据库是一种公共资源，因此必须要随时控制对数据库的存取；（3）要维持数据的完整性，满足系统对可靠性的要求；（4）在交换机引入新的功能，数据库功能要尽可能保持不变；（5）要有可能使维护人员查询所存放的数据。局数据和用户数据由数据库提供（动、静态数据），数据库管理程序提供接口。145.3软件支援系统程控交换机的成本和质量在很大程度上取决于软件系统，因此，软件的开发和生产效率及质量是直接影响程控交换机成本和质量的关键。在一个通信网中，由于各个交换局的地理位置和所管辖区域的政治、历史、经济等情况各不相同，因此它们的用户组成、容量、话务量、对端局工作方式及其在整个网中所处的地位与作用也各不相同。尽管各个局的主体软件构成相同，但考虑到上述具体因素，软件的有关部分需要做一定的修改以适应各种具体要求。如果每建立一个程控交换局都要用人工方法根据具体要求对交换软件系统中的相应程序和数据进行修改，那么不但工作量大，而且更重要的是不能保证软件质量。支援软件系统的一个重要功能就是提供软件开发和生产的工具与环境。15程控交换软件系统的一大特点是具有相当大的维护工作量。这不仅是因为原来设计和实现的软件系统不完善而需要加以修改，而且更重要的原因是随着技术的发展，需要不断引入新的功能和业务，对原有功能要加以改进和扩充。另外，交换局的业务发展会引起用户组成、话务量等的变化，整个通信网的发展可能会对各交换局提出新的要求。可以预料，程控交换软件的维护工作量比一般软件系统更大。维护工作从系统投入运行开始，一直延续到交换机退出服役为止，一般软件总成本中有50％～60％是用在维护上的，所以，提高程控软件的维护水平(包括效率和质量)对提高程控交换系统的质量和降低成本具有十分重要的作用。16支援软件系统的另一个重要功能就是提供先进的软件维护工具和环境。在交换机软件中，呼叫处理程序是实现交换机基本功能的主要组成部分，但在整个系统的运行软件中，它只占一小部分，一般不超过三分之一，而系统防御和维护管理程序大约占整个运行软件的三分之二左右。17•软件支援系统包括1.软件开放支援系统a)源文件的生成和程序的编译程序b)连接编辑程序c)调试程序2.应用工程的支援系统a)交换网规划程序b)话局工程设计程序c)装机工程设计程序d)安装测试程序3.软件加工支援系统a)局数据生成程序b)用户数据生成程序c)交换机程序的组合4.交换局管理支援系统a)资料的搜集和分析b)交换局资料的更改c)资料的编辑和输出185.4软件设计语言交换机常用两类语言：汇编语言和高级语言。汇编语言具有较高的代码效率，执行速率快和节省空间，但编程效率低；高级语言常用C语言和CCITT建议的CHILL语言等，具有编程效率高、易于调试修改，容易实现程序的结构化和模块化。CCITT建议的语言：（1）CHILL语言（CCITTHigh-LevelLanguage）是CCITT建议用于程序设计的高级语言，80年代常用。◆有数据描述部分，包括数据定义语句和数据说明语句；◆有动作描述部分，包括数据各种运算及一些控制命令；◆有程序结构描述部分，包括说明程序的开始、结束和有效范围。19（2）MML（Man-MachineLanguage）是交互式人---机操作和维护命令语言。规定了人与交换机进行通信的方式及语言，用于交换机的安装、操作、维护和测试。需要一个对话驱动程序对MML命令进行语法分析，访问内部子程序，以便执行有关命令。（3）SDL（SpecificationandDescriptionLanguage）用于交换机系统设计阶段，描述整个交换机的功能，及各个进程下的动作，建立了呼叫处理中状态转移的概念，并用一些规定的符号描述这些过程。SDL有两种形式：a.SDL/GR(GraphicRepresentation)形式，是一种直观图形表示方法。20b.SDL/PR(TextualPhraseRepresentation)形式：是一种很象程序的文字描述方法。SDL的两种描述方式：21下图表达呼叫处理从“空闲”状态到“等待收第一位号码”状态转移过程。用SDL/GR方式：（1）“空闲”状态下，主叫用户A摘机；（2）判别用户是否被封锁，是，进入“封锁”状态；主叫挂机后，回“空闲”状态。（3）若没被封锁，给A接收号器，发拨号音，启动计时器T1，进入“等待第一位号码”状态。22上述过程可用SDL/PR表示。STATEIdle;INPUTA-off-hook;DECISION‘Blocking’;(‘YES’):NEXTSTATEBlocking;(‘NO’):TASK‘Connectdigitreceiver’;OUTPUTSend-dial-tone;TASKSET(Now+20s,T1);NESTSTATEAwait-first-digit;ENDDECISION;STATEBlocking;INPUTA-on-hook;NEXTSTATEIdle;23SDL语言主要用于软件系统设计，即设计的前阶段。在软件的详细设计阶段开始使用CHILL语言。因此这里要求有两种语言的转换和连接。CHILL语言主要用于软件的编程阶段；MML语言主要用于人—机对话。24SDL语言的用途SDL是一种图像语言。用来说明程控交换机的各种功能要求和技术规范。在软件系统设计的开始，首先要对其功能进行描述。在程控交换软件系统的设计过程中，把它分解成许多功能模块，每个功能模块可包括若干进程，而每一个进程可以用SDL图例来描述。它反映各进程的可能状态，并且利用输入、输出，通过相互交换信号来反映进程之间的通信。程序是指令的有序集合，而进程则强调执行过程，它动态地被创建，并被调度执行后消亡，如果把程序比作菜谱，那么进程则是按照菜谱炒菜的过程。25•5.5操作系统5.5.1基本概念操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合——26操作系统是紧挨着硬件层的第一层软件，它对硬件进行首次扩充，能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。275.5.2操作系统分类1.批处理操作系统，用于批处理系统中2.分时操作系统，用于分时系统中3.实时操作系统，用于实时系统中4.网络操作系统，用于计算机网中5.分布式操作系统，用于分布式处理机系统中281、批处理操作系统，用于批处理系统中批处理是指：用户和其作业之间没有交互作用，不能直接控制其作业运行。而由用户将自己的程序和数据提供给操作员，由后者将一批作业输入到计算机中去。由操作系统控制该作业运行。目前的批处理系统常常是多道批处理系统。所谓多道是指在内存中同时有若干道作业运行。它用于例如计算中心的较大的计算机系统。29302、分时操作系统，用于分时系统中在分时系统中多个用户分享同一台计算机。也就是把计算机的系统资源(尤其是处理机时间)进行时间上的分割即分为一个个时间片。每个用户户轮流使用时间片。在用户看来，这台计算机好象仅供他一人使用。目前颇为经济的UNIX操作系统是属于分时系统。31主机终端323、实时操作系统，用于实时系统中“实时”指对随机发生的外部事件作出及时的响应，并对其运行处理。程控交换系统属于实时控制系统334、网络操作系统，用于计算机网中计算机网络是指通过通信设备和通信线路把地理位置上分散的独立的计算机连接起来，以便实现更加广泛的资源共享。提供网络通信和网络资源共享功能的操作系统称为网络操作系统。一个网络操作系统既要为本机用户提供本机的资源，也要为他们提供简便有效的使用网络资源的手段。因此网络操作系统除了普通操作系统的功能之外，还要增加网络管理模块，主要功能是支持网络中各计算机、终端之间的通信。345、分布式操作系统，用于分布式处理机系统中，是由多台计算机组成，并且具有以下特点：1）系统中任意两台计算机可以通过通信来交换信息；2）系统中各台计算机完全平等，无主次之分。没有控制整个系统的全机；也没有受控于主机的从机；3）系统的资源为所有用户共享；4）系统中若干台计算机可以通过互相协作来完成一个共同任务。用于管理分布式计算机系统资源的操作系统称作分布式操作系统。在资源管理、进程通信和系统结构上区别于前面所讲的操作系统。351、程控交换系统是一个实时控制系统，因此它的操作系统具有实时操作系统的特点。2、除此之外，由于程控交换系统中常常采用多处理机系统，它的结构有计算机局域网的特点，因此其操作系统还具有网络操作系统的功能。对于全分散控制的交换系统来说其操作系统也具有分布式操作系统的特点。365.5.3实时操作系统的特点1.实时性2.一体性3.多任务与并发性4.环境行为的随机性5.高可靠性1、实时性这是实时系统的重要特征。实时系统要完成实时操作，在一个实时控制系统中，对一组“激励”(输入)在满足一定的时间要求的条件下，系统应产生相应的“响应”(输出)。这就是实时操作。要求响应十分及时、迅速。2、一体性通用操作系统一般是计算机厂家提供的。用户在操作系统的控制下利用通用计算机系统提供的手段，开发自己的应用程序。因此系统软件和应用软件界限分明。而在实时系统中这一界限是不十分分明的。I/O操作可能是不标准的。有的由应用程序来提供。因此我们有时就把实时控制系统中运行的操作系统和应用程序通称为运行软件。把它们作为一个整体来考虑、设计和实现。383、多任务与并发性在一部交换机上，往往不仅有多个用户同时发出请求呼叫，还同时有多个用户正在进行通话。此外，还有可能几个管理和维护任务正在执行，这就要求处理机能够在同一时间执行多道程序，即多任务与并发性。394、环境行为的随机性一切被控过程实质上都是随机过程。各种并发的外部事件是随机出现的