第4章 程控交换系统软件技术

第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎1第四章程控交换系统软件技术第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎2本章主要内容：4.1程控交换软件概述4.1.1程控交换软件的基本特点4.1.2运行软件的组成4.1.3支援软件4.1.4软件设计语言4.1.5数据4.2程序的执行管理4.2.1软件管理技术4.2.2程序的分级4.2.3程序的启动控制4.2.4周期级的调度管理4.2.5基本级程序的执行管理4.2.6空余时间4.3呼叫处理的基本原理4.3.1呼叫处理过程及状态转移4.3.2输入处理4.3.3分析处理4.3.4任务执行和输出处理第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎34.1程控交换软件的概述软件是运行于交换系统各处理机中的完成各项功能的程序和数据的集合。从交换机的基本任务来看，软件是为了建立和释放呼叫。通过处理机中程序的运行控制整个话路部分的接续。正是由于软件和硬件的有机结合，程控交换机才得以实现全部智能性操作及提供各种新服务功能。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎4•从本局来看，在一台程控交换机上，往往不仅有多个用户同时发出呼叫请求，还同时有多个用户正在进行通话。•从局间来看，一个程控交换机要面对大量规模不同、对交换机功能要求不同、运行环境不同的交换局。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎5程控交换机的软件分为两大部分：运行软件（在线程序）指一个交换机的呼叫处理、维护和管理的全部程序与相关数据的总称。支援软件（脱机程序）在编写和调试时为了提高效率而使用的程序，它存放在软件中心。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎6程控交换软件应该具备的基本特点是：实时性强，具有并发性，适应性强，可靠性和可维护性要求高。1.实时性强程控交换机是一个实时系统。能及时收集外部状态变化，在规定时间内须做出适当反应，否则会丢失信息甚至导致操作失败。4.1.1程控交换软件的基本特点第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎72.并发性和多道程序运行•系统为多用户服务，各用户状态存在差异，同一时间可能执行多道程序，处理多项任务；•各种不同的状态及不同的状态转移，需多个不同的程序进行处理；•程序可处于激活、等待、挂起状态，任何时刻只有一道程序投入CPU运行。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎83.可靠性要求高•可靠性指标是99.98%的正确呼叫处理及40年内系统中断运行时间不超过两小时。•关键设备采用冗余配置；•采用各种措施及时发现错误和纠正错误。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎94.能方便地适应各种使用条件•通用性能好，必须在规模、功能和运行环境方面适应不同需求；•普遍采用参数化设计，使处理程序和供给参数的数据部分分离。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎105.软件的可维护性要求高•可扩展性强，能方便引入新技术、新功能，容易修改软件和硬件配置；•采用模块化、结构化设计，数据驱动型程序结构。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎116.数据驱动型程序结构为了使得程控交换机控制软件能够容易追加新的功能及适应不同的条件，处理程序通常采用数据驱动型程序结构。•数据驱动程序就是根据一些参数查表来确定需要启动的程序。优点是当处理策略变化时，不必修改处理程序，只需修改表格中的部分数据即可。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎12动作驱动程序结构动作驱动编程方式，是把动作参数直接包含在程序的调度过程中，应用需求变化时必须改变程序结构。特点是程序结构符合人的处理思路，对计算机处理来说非最佳方式。(a)条件数据及程序执行要求条件数据XY初始规划执行程序改变规划执行程序00011011A10B10ABB110001(b)初始规划的流程图(c)变化后的流程图图2.31动作驱动程序的程序流程结构1R1R1R1R1R1R2R2R2R2R3R3R3R3RAB第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎13数据驱动程序的一般结构标志为0表示值域是程序入口地址，标志为1表示值域是表格的入口。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎14图2.32数据驱动程序的程序流程结构用变量X检索第一表格标志10按程序入口地址转移用变量Y检索第二表格1R2R3R(a)数据驱动程序流程第一表格(X)检索标志值域00111R检索标志值域00102R第二表格(Y)(b)初始规划的数据表格第一表格(X)检索标志值域01111R检索标志值域00101R第二表格(Y)(c)初始规划的数据表格检索标志值域00101R2R3R3R就是根据参数查表确定需启动的程序的编程结构，规范或需求变化时控制程序结构不变，只需修改数据即可。表格中增设标志位，标识值域是程序入口地址/表格转移地址。初始需求，X=0执行R1，XY=10执行R2，XY=11执行R3。数据驱动程序的流程图需求改变，要求XY=00执行R2，XY=01、10执行R1，XY=11执行R3。不改变程序结构，只修改数据表格便能实现。指出程序入口地址第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎154.1.2运行软件的组成运行软件（在线程序）的主要功能：控制交换机的运行，包括：呼叫处理、系统的管理、维护、系统的安全运行和保护功能。交换机的运行软件是运行程序和数据的总和，可分为系统软件和应用软件两大类。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎16•系统软件功能与普通计算机的操作系统类似，它是交换机硬件同应用软件之间的接口。•应用软件是直接和交换处理与维护工作有关的程序，包括呼叫处理、维护和管理三个部分。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎17程控交换机运行软件的组成交换机话路部分输入/输出设备系统软件执行管理程序系统监视和故障处理程序故障诊断程序输入/输出和人-机通信程序应用软件呼叫处理程序维护程序管理程序第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎18由运行程序处理的数据有两种：•动态数据：说明用户呼叫和通话过程中使用的系统资源的状态及资源之间连接关系的暂时性数据。•静态数据：描述交换机。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎19目前，程控交换机日益增多对数据库的应用。数据库用来提供动、静态实际数据，包括局数据和用户数据。数据库管理程序则提供系统和这些数据的接口，它加强了软件系统的模块化和可移植性。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎20系统运行软件的一般结构呼叫处理程序管理程序维护程序应用软件系统操作系统中央处理机处理机外围设备交换机外围设备数据库管理系统数据图2.30电路交换系统运行软件的基本结构系统程序，采用实时操作系统，是应用程序与硬件间的接口，功能是任务调度、定时管理、进程间通信、处理机间通信、系统保障和恢复功能。系统资源参数、端口性能参数、运行状态数据以及其他表格数据等。数据库管理系统负责提供存取数据的操作机制。呼叫处理程序负责所有呼叫请求的接续电路建立、监视与释放处理，支持常规业务和各种新业务。维护和管理系统运行中资源分配和释放、参数存取、统计话务量、计费、发现和排除故障等。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎211.执行管理程序（操作系统）功能：（管理计算机资源和控制程序的执行）a.任务调度按任务的实时性要求分级、调度b.I/O设备管理和控制电话外设通过I/O中断请求和定期查询的方法c.处理机间通信控制和管理多处理器间通信网络资源管理和调用d.系统管理处理机管理、进程管理、内存管理、文件管理第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎222.呼叫处理程序直接负责电话交换。用来控制各种呼叫接续的建立和释放。功能：a.交换状态管理（负责状态的转移及管理）b.交换资源管理（负责电话外设的测试、调用等）c.交换业务管理（新业务）d.交换负荷控制第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎233.维护和运行程序用于维护人员存取和修改有关用户和交换局的各种数据，统计话务量等。功能：(1)话务量的观察、统计和分析。(2)对用户线和中继线定期进行例行维护测试。(3)业务质量的监察。(4)业务变更处理。(5)计费及打印用户计费帐单(6)负荷控制，对话务过载进行处理(7)进行人机通信，对操作员打入的控制命令进行编辑和执行。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎244．系统恢复程序系统恢复程序亦称故障处理程序，负责对交换系统作经常性的检测，并使系统恢复工作能力。功能：a.硬件故障检测b.硬件设备的切换c.软件故障检测d.软件故障的恢复e.设备状态的管理第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎255.故障诊断程序确定故障的部位。对于多数程控交换机来说，可将故障诊断到某块印刷电路板（PCB）。故障诊断程序通常采用以下工作方式：①开机诊断，交换机加电后，首先自动对所有硬件部件进行诊断，将结果报告系统恢复程序。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎26②人-机命令诊断，由操作人员通过人-机命令指定对交换机某一部件执行诊断。③自动诊断，当系统恢复程序发现运行中的交换机有故障部件时，用备用部件代替该部件，并调用故障诊断程序对其进行诊断。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎274.1.3支援软件主要是在设计、开发，到运行整个软件的寿命期间来完成各项大量的设计、开发、生产、维护和管理交换机软件的复杂任务。（辅助软件）按其功能可划分为设计子系统、测试子系统、生成子系统和维护子系统。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎281．设计子系统设计子系统用在设计阶段，作为功能规范和描述语言（SDL）与高级语言间的连接器，各种高级语言与汇编语言的编译器，链接定位程序及文档生成工作。2．测试子系统测试子系统用于检测所设计软件是否符合其规范。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎293．生成子系统生成子系统用于生成交换局运行所需的软件（即程序文件）。程序文件是程序和相应数据的有机结合，它包括局数据文件、用户数据文件和系统文件。4．维护子系统维护子系统用于对交换局程序的现场修改（或称补丁）的管理与存档。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎30执行管理系统软件系统监视和故障处理故障诊断运行软件人—机通信输入处理呼叫处理内部处理软件应用软件输出处理系统维护管理语言翻译支援软件连接编辑文件生成安装测试第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎31在程控交换机软件的开发、运行和维护阶段，一般要用到三种类型的语言，分别用于不同的使用阶段。SDL（Specificationanddescriptionlanguage）：功能规格和描述语言（是一种图像语言）。用来描述程控交换机的功能要求和逻辑过程。主要用于系统设计阶段，即软件设计的前阶段。4.1.4软件设计语言第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎32CHILL语言：（CCITTHighLevelLanguage）用于软件详细设计阶段。MML语言：（Man--MachineLanguage）是人机交互式操作和维护命令语言。用于软件调试、检验和交换机运行管理和维护阶段。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎33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SDLCHILLMMLSDL与CHILL第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎344.1.5数据数据反映了交换机各种静态和动态信息，它是程序运行的基本依据。在不同的数据环境中，应用程序将得到不同的处理结果。所有有关程控交换机的各种信息都是通过数据来描述的。如：交换机的硬件配置、运行环境、编号方案、用户当前状态、资源当前状态、接续路由地址等。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎35一、数据的分类1.系统数据（固定数据、静态数据）不同局共同的数据。不随交换局的应用环境而变化。2.局数据（半固定数据）各局不同的数据。与交换局有关的数据。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎363.用户数据（半固定数据）反映不同用户情况的数据。交换机中的暂时性数据（动态数据）用来描述交换机的动态信息。暂时存储的随机性数据，随着接续进展而变化。它是在呼叫处理过程中建立和使用的数据，一旦呼叫结束，其数据即被清除和修改。第4章程控交换系统软件技术制作：邵黎37二、表格数据常以表格的形式存放，包括检索表格和搜索表格两种。1．检索表格（1）单级索引表格所需的目的数据直接用索引查一个单个表格即可得到。（2