第4章 存儲程序控制原理

1、第4章 存儲程序控制原理4.14.14.34.34.34.34.44.4程控交換程控交換：就是存儲程序控制：就是存儲程序控制(SPC)信息交換。通過處理機執(zhí)信息交換。通過處理機執(zhí)行和處理存儲的程序與數據，控制交換機完成交換的功能。如程行和處理存儲的程序與數據，控制交換機完成交換的功能。如程控電話交換、數據分組交換?？仉娫捊粨Q、數據分組交換。采用存儲程序控制的優(yōu)點：可只通過改變或增加軟件，就達到改采用存儲程序控制的優(yōu)點：可只通過改變或增加軟件，就達到改變交換系統(tǒng)的組態(tài)和功能的目的，大大提高了系統(tǒng)硬件結構的模變交換系統(tǒng)的組態(tài)和功能的目的，大大提高了系統(tǒng)硬件結構的模塊化和標準化的水平，便于升級和更新

2、。與控制方式比較：增加塊化和標準化的水平，便于升級和更新。與控制方式比較：增加了呼叫處理的能力，增加了方便用戶處理的業(yè)務，提高了網絡了呼叫處理的能力，增加了方便用戶處理的業(yè)務，提高了網絡OAM的自動化程度，提高了網絡連續(xù)運行的能力，適用于各種信的自動化程度，提高了網絡連續(xù)運行的能力，適用于各種信息交換系統(tǒng)的控制。息交換系統(tǒng)的控制。對程控交換機的要求對程控交換機的要求:高度的可靠性高度的可靠性(99.98%)系統(tǒng)的安全性系統(tǒng)的安全性技術的先進性技術的先進性經濟實用性經濟實用性功能多樣性功能多樣性管理維護方便性管理維護方便性基本概念基本概念4.1 呼叫處理過程監(jiān)視掃描主叫摘機識別撥號識別收號完畢被

3、叫摘機識別被叫掛機識別主叫掛機識別撥號掃描收號監(jiān)視掃描送撥號音停撥號音振鈴控制通話接續(xù)路由復原主叫復原空閑等待收號收號振鈴通話聽忙音空閑主叫摘機識別第一位號收號完畢被叫摘機識別被叫掛機識別主叫掛機識別主叫用戶被叫用戶輸入信號處理任務穩(wěn)定狀態(tài)及其轉移摘機撥號振鈴通話忙音掛機摘機掛機掛機4.1 4.1 呼叫處理過程呼叫處理過程4.1 呼叫處理過程接續(xù)過程中穩(wěn)定不變的階段稱為如空空閑閑、等待收號等待收號、收號收號、振鈴振鈴、通通話話、聽忙音聽忙音等。每一階段用一個穩(wěn)定狀態(tài)來標志，各個穩(wěn)定狀態(tài)之間由要執(zhí)行的各種處理來連接。 激勵激勵響應過程響應過程 振鈴狀態(tài)，若主叫掛機，則中途掛機處理，轉入空閑；若被

4、叫摘機，則通話接續(xù)，轉入通話狀態(tài)。 空閑狀態(tài)下主叫摘機，若有空閑收號器，空閑路由，則轉入等待收號狀態(tài)；若沒有空閑收號器或路由，則送忙音，轉入“聽忙音狀態(tài)”。 8摘機，在空閑狀態(tài)下，則認為是主叫摘機，要找空閑收號器、送撥號音等，轉入“等待收號狀態(tài)”；若在振鈴狀態(tài)下摘機，則認為是被叫應答，要進行通話接續(xù)，轉入“通話”狀態(tài)4.1 呼叫處理過程交換機交換機由一個穩(wěn)定狀態(tài)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的變由一個穩(wěn)定狀態(tài)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)的變化化叫做狀態(tài)轉移。叫做狀態(tài)轉移。呼叫處理過程中的穩(wěn)定狀態(tài)：呼叫處理過程中的穩(wěn)定狀態(tài)： 空閑、準備收音、收號、振鈴（送回鈴空閑、準備收音、收號、振鈴（送回鈴音）、通話、送忙音。音）、通

5、話、送忙音。采用采用SDL語言描述呼叫處理的狀態(tài)轉移過程。語言描述呼叫處理的狀態(tài)轉移過程。SDL基本圖例基本圖例 本局接續(xù)流程呼叫呼叫? ?主叫識別、去話接續(xù)主叫識別、去話接續(xù)送撥號音送撥號音首位號？首位號？是是呼叫呼叫停撥號音、收號停撥號音、收號內部處理內部處理被叫閑？被叫閑？是是向主叫送忙音向主叫送忙音來話接續(xù)來話接續(xù)送鈴流、送回鈴音送鈴流、送回鈴音應答？應答？否否 主叫掛機主叫掛機停鈴流、回鈴音，接通話路停鈴流、回鈴音，接通話路 掛機？掛機？是是拆線（釋放）拆線（釋放）掛機掛機撥號開始撥號開始撥號完畢撥號完畢應答應答空閑空閑待收號待收號收號收號振鈴、忙音振鈴、忙音通話通話空閑空閑穩(wěn)定狀態(tài)

6、穩(wěn)定狀態(tài)K輸入程序輸入程序穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)J呼叫處理程序結構呼叫處理程序結構分析分析輸出程序輸出程序任務執(zhí)行任務執(zhí)行(始始)程序程序任務執(zhí)行任務執(zhí)行(終終)程序程序硬件動作硬件動作輸入處理輸入處理分析處理分析處理任務執(zhí)行任務執(zhí)行輸出處理輸出處理事件觸發(fā)事件觸發(fā)程控交換機控制系統(tǒng)的工作過程n接收外界信息；如外部設備的狀態(tài)變化，請求服務的命令等 n分析并處理信息； n輸出處理結果；如指導外設運行的狀態(tài)信息或控制信號。接口：是交換機中唯一與外界發(fā)生物理連 接的部分。4.24.2程控交換控制系統(tǒng)的電路結構程控交換控制系統(tǒng)的電路結構計算機控制系統(tǒng)的一般邏輯結構外外部部設設備備接口接口接口接口存儲器存儲器

7、存儲器存儲器主處理器主處理器控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)輸入輸入處理處理輸出輸出外部設備輸入的信號并不直接送入處理器，而是暫時存在存儲器中，由處理器在某一適當的時刻讀出和處理。程控交換機控制系統(tǒng)的電路結構外部設備外部設備 接口接口(I/O)(I/O) 輸入輸入數據數據 CPU 輸入數據輸入數據輸出數據輸出數據工作數據工作數據 程程 序序交換網絡交換網絡存儲器存儲器總線總線接口接口系統(tǒng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)p圖中所有電路都跨接在同一總線上，但由于圖中所有電路都跨接在同一總線上，但由于CPUCPU的控制作用，在任何時刻的控制作用，在任何時刻總線上只可能有一個信號傳輸，即系統(tǒng)中各器件間信號的傳遞是分時進行的?？偩€

8、上只可能有一個信號傳輸，即系統(tǒng)中各器件間信號的傳遞是分時進行的。因此，通過適當的軟件設計，系統(tǒng)可在邏輯上實現任意電路之間的獨立傳輸因此，通過適當的軟件設計，系統(tǒng)可在邏輯上實現任意電路之間的獨立傳輸. .l 盡管控制系統(tǒng)的邏輯組成簡單，但它的具體實現卻是多樣的。l 實際控制系統(tǒng)種種差別主要來自它們所使用的CPU不同。接口電路應能將各種外設輸入的信號轉變成適合CPU總線傳輸的信號，從而使CPU 能如同讀寫存儲器那樣讀寫接口電路。l 如何設計和選擇這些接口電路構成了控制系統(tǒng)硬件設計的一個重要內容 。4.3呼叫處理軟件SPC交換系統(tǒng)為實現呼叫建立過程而執(zhí)行的任務可分為三種類型：輸入處理、內部處理和輸出

9、處理。在SPC交換系統(tǒng)中，負責這些工作的程序分別叫做：輸入程序、任務分析程序、輸出程序 。 輸入處理收集話路設備的狀態(tài)變化和有關信息叫輸入處理。輸入處理程序對用戶線、中繼線以及收號器進行掃描監(jiān)視，監(jiān)測識別狀態(tài)，結果進入隊列或相應的存儲區(qū)供其它程序取用。各種掃描程序都屬于輸入處理。要針對一定的硬件設備，可與輸出處理合稱為設備處理。一般是在中斷中執(zhí)行，主要任務是發(fā)現事件而不是處理事件。為提高效率，通常用匯編語言編寫。還廣泛采用群處理方式；各種掃描程序都屬于輸入處理，用掃描來發(fā)現外部事件，掃描采集的信息是接續(xù)的依據。 內部處理內部處理是與硬件無直接關系的高一層軟件處理內部處理就是對各種信息進行分析以

10、決定下一步工作。內部處理功能由內部處理程序完成。內部處理程序的一個共同特點是要通過查表進行一系列的分析和判斷，也可稱為分析處理為實現呼叫建立過程的主要任務都在內部處理中完成。內部處理程序的結果可以是啟動另一個內部處理程序或者啟動輸出處理輸出處理完成話路設備的驅動。各種開關動作，也就是控制話路設備的動作或復原，執(zhí)行、停止振鈴等處理。輸出處理與輸入處理一樣，都是與硬件有關的低層軟件，都要針對一定的設備，故可合稱為設備處理。掃描是處理機的輸入信息，驅動是處理機的輸出信息。因此，掃描和驅動是處理機在呼叫處理中與硬件聯系的兩種基本方式。對用戶線、中繼線等進行監(jiān)視、檢測并進行對用戶線、中繼線等進行監(jiān)視、檢

11、測并進行識別，然后進入隊列，以便其它程序取用。識別，然后進入隊列，以便其它程序取用。 采集話路設備狀態(tài)變化和相關信令信息。采集話路設備狀態(tài)變化和相關信令信息。在時鐘中斷控制下按周期執(zhí)行，在時鐘中斷控制下按周期執(zhí)行，主要任務是發(fā)現事件主要任務是發(fā)現事件而不是處理事件而不是處理事件。軟件靠近硬件低層，實時性要求較高。軟件靠近硬件低層，實時性要求較高。4.3 呼叫處理軟件呼叫處理軟件4.3 呼叫處理軟件呼叫處理軟件 用戶線掃描用戶線掃描 掃描周期的確定 l用戶呼出掃描周期的確定用戶呼出掃描周期的確定 用戶呼出掃描周期應取適當的值，一般為100ms左右 太長會增加撥號音時延，影響服務質量；太短，則不必

12、要地增加了處理機的時間開銷，影響到處理機的處理能力。l脈沖收號掃描周期脈沖收號掃描周期 為了正確地采集用戶撥號脈沖信息，脈沖收號掃描周期的取定使得在任何一個脈沖的斷、續(xù)時間內，至少進入一次脈沖掃描 掃描周期的確定 l位間隔識別位間隔識別 位間隔的基本功能是判別一位數字的結束。一位數字中的各脈沖間隔較短，而數字間的位間隔則有幾百毫秒。l雙音多頻脈沖數字的掃描周期雙音多頻脈沖數字的掃描周期雙音多頻脈沖數字的接收多用數字濾波器和數字邏輯電路實現。軟件掃描的任務就是定期地從收號器上讀得這些數字。 設：用戶在掛機狀態(tài)時掃描輸出為設：用戶在掛機狀態(tài)時掃描輸出為“1”， 用戶在摘機狀態(tài)時掃描輸出為用戶在摘機

13、狀態(tài)時掃描輸出為“0”， 摘掛機掃描程序的執(zhí)行周期為摘掛機掃描程序的執(zhí)行周期為200ms。摘機識別摘機識別：就是找到從：就是找到從“1”到到“0”的變化點。的變化點。掛機識別掛機識別：就是找到從：就是找到從“0”到到“1”的變化點。的變化點。用戶摘掛機識別原理用戶摘掛機識別原理示例一：摘機、掛機識別原理示例一：摘機、掛機識別原理摘摘、掛掛機機識識別別程程序序流流程程示例一：摘機、掛機識別原理示例一：摘機、掛機識別原理群群摘摘、掛掛機機識識別別程程序序流流程程 用戶掃描群處理示例用戶掃描群處理示例本次掃描結果本次掃描結果11011110前次掃描結果前次掃描結果01111111本本00100001

14、前前10000000D7D6D5D4D3D2D1D0本本前前00100001摘機識別摘機識別本本前前10000000掛機識別掛機識別示例二：按鍵撥號接收原理示例二：按鍵撥號接收原理DTMF信號信號SP信號信號16ms取樣脈沖取樣脈沖SP1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 SPLL1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0讀取信號讀取信號交換機的輸入有兩部分，一是用戶信號的輸入交換機的輸入有兩部分，一是用戶信號的輸入；另一個是通過中繼線信號的輸入。；另一個是通過中繼線信號的輸入。用戶信號輸入分為兩部分，一是摘

15、掛機信號；用戶信號輸入分為兩部分，一是摘掛機信號；另一個是撥號數字信號。另一個是撥號數字信號。通過中繼線輸入的信號也分為兩部分，一是中通過中繼線輸入的信號也分為兩部分，一是中繼線的狀態(tài)信號；另一個是中繼線上的數字號繼線的狀態(tài)信號；另一個是中繼線上的數字號碼信號碼信號.（2） 分析處理分析處理是對各種輸入信息進行分析分析處理是對各種輸入信息進行分析(輸入處理則是識輸入處理則是識別出來輸入的各種信息別出來輸入的各種信息)。分析處理由分析處理程序來完。分析處理由分析處理程序來完成。分析處理程序實時性要求沒有輸入處理程序高，非成。分析處理程序實時性要求沒有輸入處理程序高，非周期執(zhí)行。周期執(zhí)行。（2）

16、分析處理去話分析執(zhí)行時間執(zhí)行時間檢測到用戶摘機之后。檢測到用戶摘機之后。（2） 分析處理分析處理（2） 分析處理分析處理 號碼分析（2） 分析處理分析處理號碼分析流程號碼分析流程（2） 分析處理分析處理 來話分析（2） 分析處理分析處理來話分析來話分析用戶數據用戶數據用用戶戶狀狀態(tài)態(tài)被被叫叫忙忙閑閑狀狀態(tài)態(tài)計計費費類類別別來來話話類類別別用用戶戶業(yè)業(yè)務務輸輸入入處處理理閑閑忙忙優(yōu)先優(yōu)先遇忙暫停遇忙暫停自動回叫自動回叫其他其他一般一般其他其他準備呼出準備呼出被叫用戶被叫用戶主叫用戶主叫用戶數據分析數據分析主叫信息主叫信息分析分析輸輸出出處處理理（2） 分析處理分析處理狀態(tài)分析（2） 分析處理分析

17、處理（2） 分析處理分析處理（2） 分析處理分析處理穩(wěn)穩(wěn)定定狀狀態(tài)態(tài)輸輸入入信信息息輸輸入入信信息息輸輸入入信信息息輸入輸入等待等待收號收號振鈴振鈴通話通話停撥號音停撥號音掛機處理掛機處理送忙音送忙音應答接續(xù)應答接續(xù)掛機處理掛機處理送忙音送忙音主叫先掛機處理主叫先掛機處理被叫先掛機處理被叫先掛機處理收第一位號收第一位號中途掛機中途掛機超時超時錯號錯號被叫摘機被叫摘機主叫掛機主叫掛機超時超時主叫先掛機主叫先掛機被叫先掛機被叫先掛機被叫空閑狀態(tài)被叫空閑狀態(tài)主叫空閑狀態(tài)主叫空閑狀態(tài)轉聽忙音狀態(tài)轉聽忙音狀態(tài)轉空閑狀態(tài)轉空閑狀態(tài)轉通話狀態(tài)轉通話狀態(tài)轉聽忙音狀態(tài)轉聽忙音狀態(tài)轉空閑狀態(tài)轉空閑狀態(tài)轉收號狀態(tài)轉

18、收號狀態(tài)（2） 分析處理分析處理1.1.路由的基本概念路由的基本概念電話網中路由是指電話網中路由是指源節(jié)點源節(jié)點和和目的節(jié)點目的節(jié)點之間建立之間建立的用于信息傳送的通路。的用于信息傳送的通路。4.3.4 路由選擇路由選擇Tm1Tm2AB可由單段鏈路組成，可由單段鏈路組成，也可由多段串接而成。也可由多段串接而成。 2. 2.路由的分類路由的分類 按選擇順序劃分：首選路由和迂回路由。按選擇順序劃分：首選路由和迂回路由。 按呼損指標劃分：低呼損路由和高效路由。按呼損指標劃分：低呼損路由和高效路由。 低呼損路由包括：基干路由和低呼損直達路由。低呼損路由包括：基干路由和低呼損直達路由。 低呼損電路群上呼

19、損指標應小于低呼損電路群上呼損指標應小于1%1%，低呼損電路，低呼損電路群上的話務量群上的話務量不允許溢出不允許溢出至其他路由。至其他路由。 高效電路群則沒有呼損指標要求，其上的話務高效電路群則沒有呼損指標要求，其上的話務可可以溢出以溢出至其他路由，由其他路由再進行接續(xù)。至其他路由，由其他路由再進行接續(xù)。4.3.4 路由選擇路由選擇 1) 1) 基干路由：由具有上下級關系的相鄰交換中心基干路由：由具有上下級關系的相鄰交換中心之間以及長途網和本地網的最高交換局之間的低呼損之間以及長途網和本地網的最高交換局之間的低呼損電路群組成。電路群組成。 2) 2) 低呼損直達路由：由局間低呼損直達電路組成。

20、低呼損直達路由：由局間低呼損直達電路組成。既可疏導局間終端話務，也可疏導轉接話務。既可疏導局間終端話務，也可疏導轉接話務。 3) 3) 高效直達路由：高效直達路由是任意兩個局間高效直達路由：高效直達路由是任意兩個局間的直達電路。高效直達路由上的電路群沒有呼損指標的直達電路。高效直達路由上的電路群沒有呼損指標要求，話務量可以溢出至其他路由。要求，話務量可以溢出至其他路由。4.3.4 路由選擇路由選擇4) 4) 首選路由與迂回路由首選路由與迂回路由 當交換局呼叫接續(xù)時，對目標局的選擇存當交換局呼叫接續(xù)時，對目標局的選擇存在多條路由。第一次選擇的路由為首選路由，在多條路由。第一次選擇的路由為首選路由

21、，當首選路由遇忙時，就迂回到其它路由。對于當首選路由遇忙時，就迂回到其它路由。對于高效直達路由而言，由于其上的話務量可以溢高效直達路由而言，由于其上的話務量可以溢出，因此必須有迂回路由。出，因此必須有迂回路由。 4.3.4 路由選擇路由選擇 5) 5) 最終路由最終路由 當交換局選擇低呼損路由接續(xù)時不允當交換局選擇低呼損路由接續(xù)時不允許再溢出，由這些無溢出的低呼損電路群組許再溢出，由這些無溢出的低呼損電路群組成的路由，即為最終路由。最終路由可能是成的路由，即為最終路由。最終路由可能是基干路由，也可能是低呼損直達路由，或部基干路由，也可能是低呼損直達路由，或部分基干路由和低呼損直達路由。分基干路

22、由和低呼損直達路由。4.3.4 路由選擇路由選擇F固定選路：交換機路由表生成后一段時間內保固定選路：交換機路由表生成后一段時間內保持不變，交換機按照路由表規(guī)定的路由進行選持不變，交換機按照路由表規(guī)定的路由進行選擇。擇。F動態(tài)選路：交換機路由表根據時間、狀態(tài)或事動態(tài)選路：交換機路由表根據時間、狀態(tài)或事件可以動態(tài)變化。這些變化可以是預設的，也件可以動態(tài)變化。這些變化可以是預設的，也可以是實時進行的。可以是實時進行的。#路由選擇計劃路由選擇計劃 (1) (1) 確保信息傳輸質量和信令信息的可靠傳輸；確保信息傳輸質量和信令信息的可靠傳輸； (2) (2) 具有規(guī)律性，確保路由選擇不出現死循環(huán)；具有規(guī)律

23、性，確保路由選擇不出現死循環(huán)； (3) (3) 呼叫連接中串接的段數應盡量少；呼叫連接中串接的段數應盡量少； (4) (4) 不應使網絡設計或交換設備過于復雜；不應使網絡設計或交換設備過于復雜； (5) (5) 能在低等級網絡中疏導的話務量，盡量不在高等能在低等級網絡中疏導的話務量，盡量不在高等級交換中心疏導。級交換中心疏導。路由選擇原則路由選擇原則 本地網路由選擇示例本地網路由選擇示例 端局端局A至端局至端局B的路由選擇：的路由選擇： 選高效直達路由選高效直達路由AB； 直達路由全忙時，選直達路由全忙時，選迂回路由迂回路由ATm2B； 選迂回路由選迂回路由ATm1Tm2B，選路，選路結束。結

24、束。Tm1Tm2AB4.3.4 路由選擇路由選擇4.3.5 通路選擇 為了進行通路選擇，在內存中必須有各級鏈路的忙為了進行通路選擇，在內存中必須有各級鏈路的忙閑表，也就是所謂閑表，也就是所謂“網絡映像網絡映像”. .4.3.6 輸出驅動對于硬件而言，通常在處理機與交換網絡之對于硬件而言，通常在處理機與交換網絡之間設置接口電路。間設置接口電路。4.4.1交換軟件的特點及組成大型交換系統(tǒng)幾萬門或更多電話 在很短時間間隔內處理成千上萬個并行任務 99.98的正確呼叫處理及40年內系統(tǒng)中斷運行時間不超過2小時。4.4 程控交換機的軟件系統(tǒng)程控交換機的軟件系統(tǒng)2、交換軟件的組成、交換軟件的組成交換軟件交

25、換軟件運行軟件運行軟件支援軟件支援軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)數據庫系統(tǒng)數據庫系統(tǒng)應用軟件應用軟件呼叫處理呼叫處理OAM軟件開發(fā)支援系統(tǒng)軟件開發(fā)支援系統(tǒng)軟件加工系統(tǒng)軟件加工系統(tǒng)應用工程支援系統(tǒng)應用工程支援系統(tǒng)交換局管理支援交換局管理支援系統(tǒng)系統(tǒng)（1）運行軟件）運行軟件運行軟件的系統(tǒng)結構運行軟件的系統(tǒng)結構數據數據:反映交換局和用戶的情況反映交換局和用戶的情況,為程序的執(zhí)行提供必要的環(huán)境和為程序的執(zhí)行提供必要的環(huán)境和依據。依據。操作系統(tǒng)操作系統(tǒng):負責資源的管理和程序的執(zhí)行控制。操作系統(tǒng)直接覆負責資源的管理和程序的執(zhí)行控制。操作系統(tǒng)直接覆蓋在裸機上，為其它軟件提供一個虛擬機環(huán)境。蓋在裸機上，為其它軟件提供一

26、個虛擬機環(huán)境。呼叫處理程序呼叫處理程序:負責呼叫處理功能。負責呼叫處理功能。管理程序管理程序:協(xié)助實現交換機的軟協(xié)助實現交換機的軟,硬件系統(tǒng)的更新；進行計費管理；硬件系統(tǒng)的更新；進行計費管理；監(jiān)督交換機的工作情況，確保交換機的服務質量。監(jiān)督交換機的工作情況，確保交換機的服務質量。維護程序維護程序:負責交換機的故障檢測，診斷和恢復，保證交換機可負責交換機的故障檢測，診斷和恢復，保證交換機可靠工作。靠工作。（1）運行軟件）運行軟件管理管理25%呼叫處理呼叫處理15%操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)20%維護維護40%運行軟件的比例分配圖運行軟件的比例分配圖 軟件支援系統(tǒng)就是提供交換機運行軟件的開發(fā)、軟件支援系統(tǒng)就

27、是提供交換機運行軟件的開發(fā)、生產以及維護的工具和環(huán)境生產以及維護的工具和環(huán)境. 軟件維護指對原先設計的運行軟件不斷地改進軟件維護指對原先設計的運行軟件不斷地改進和擴充和擴充,直至交換機退役直至交換機退役,這也可以由軟件維護工具這也可以由軟件維護工具與環(huán)境完成。與環(huán)境完成。（2）支援軟件）支援軟件交換機的操作系統(tǒng)直接覆蓋在裸機上，為其交換機的操作系統(tǒng)直接覆蓋在裸機上，為其他軟件模塊提供一個虛擬機環(huán)境，所以它有他軟件模塊提供一個虛擬機環(huán)境，所以它有兩個界面：交換機硬件與應用程序之間的接兩個界面：交換機硬件與應用程序之間的接口?？?。統(tǒng)一管理交換系統(tǒng)中的軟、硬件資源，合理統(tǒng)一管理交換系統(tǒng)中的軟、硬件資

28、源，合理組織和調度各個作業(yè)的流程，協(xié)調處理機的組織和調度各個作業(yè)的流程，協(xié)調處理機的動作和實現處理機之間的通信。動作和實現處理機之間的通信。 4.4.3 程控交換機的操作系統(tǒng)程控交換機的操作系統(tǒng)應用軟件系統(tǒng)應用軟件系統(tǒng)數據庫管理系統(tǒng)數據庫管理系統(tǒng)調用返回調用返回系統(tǒng)調用系統(tǒng)調用操操 作作 系系 統(tǒng)統(tǒng)硬硬 件件 系系 統(tǒng)統(tǒng)中斷中斷控制控制 操作系統(tǒng)界面圖操作系統(tǒng)界面圖程序的執(zhí)行管理：程序的執(zhí)行管理：按實時性要求調度程序的執(zhí)行。按實時性要求調度程序的執(zhí)行。存儲器管理：存儲器管理：對存儲各種與呼叫有關的公用存儲資對存儲各種與呼叫有關的公用存儲資源的分配及歸還的管理。源的分配及歸還的管理。時間管理：時

29、間管理：監(jiān)視各種時限是否已到。監(jiān)視各種時限是否已到。 通信支援：通信支援：為各軟件模塊間的通信提供支援。為各軟件模塊間的通信提供支援。故障處理：故障處理：處理并恢復交換機故障。處理并恢復交換機故障。4.4.3 程控交換機的操作系統(tǒng)程控交換機的操作系統(tǒng)主要功能：主要功能：程控交換機操作系統(tǒng)的特點：程控交換機操作系統(tǒng)的特點： 實時性：實時性： 對一組對一組“激勵激勵”（輸入）在滿足一定的時間要求的條件（輸入）在滿足一定的時間要求的條件下系統(tǒng)應產生相應的下系統(tǒng)應產生相應的“響應響應”（輸出），這就是實時操作。（輸出），這就是實時操作。 多任務與并發(fā)性：多任務與并發(fā)性： 多任務的并發(fā)性引起任務間的同步

30、、互斥、通信以及資多任務的并發(fā)性引起任務間的同步、互斥、通信以及資源共享。源共享。程控交換機操作系統(tǒng)的特點程控交換機操作系統(tǒng)的特點 環(huán)境行為的隨機性：環(huán)境行為的隨機性： 要求系統(tǒng)各部分的處理能力必須按忙時負荷來計算。要求系統(tǒng)各部分的處理能力必須按忙時負荷來計算。 分布性：分布性： 使得系統(tǒng)在資源管理、進程通信和系統(tǒng)結構上具有其使得系統(tǒng)在資源管理、進程通信和系統(tǒng)結構上具有其自身特點。自身特點。 程序調度就是調用合適的程序占用處理機。程序調度就是調用合適的程序占用處理機。程控交換是具程控交換是具有并發(fā)性的實時系統(tǒng)。有并發(fā)性的實時系統(tǒng)。所有程序的調度都由操作系統(tǒng)中的所有程序的調度都由操作系統(tǒng)中的調用

31、程序來完成。調用是實現系統(tǒng)并發(fā)處理的關鍵之一。調用程序來完成。調用是實現系統(tǒng)并發(fā)處理的關鍵之一。進程是操作系統(tǒng)中最重要、最基本的概念之一，它可以認為進程是操作系統(tǒng)中最重要、最基本的概念之一，它可以認為是是程序的激活，是程序在特定的數據環(huán)境下的動態(tài)執(zhí)行。程序的激活，是程序在特定的數據環(huán)境下的動態(tài)執(zhí)行。進程具有如下性質：進程具有如下性質： 進程包含了數據和運行于其上的進程包含了數據和運行于其上的程序。程序。 同一程序同時運行于不同數據集合上時，構成不同一程序同時運行于不同數據集合上時，構成不同的進程。同的進程。 若干個進程可以是相互交互的。若干個進程可以是相互交互的。 進程可以并發(fā)地執(zhí)行。進程可以

32、并發(fā)地執(zhí)行。 u可以有多個并發(fā)進程存在，但處理機在可以有多個并發(fā)進程存在，但處理機在同一時間內只能處理一個進程，其它進同一時間內只能處理一個進程，其它進程處于待執(zhí)行狀態(tài)，這就要對這些進程程處于待執(zhí)行狀態(tài)，這就要對這些進程進行管理，這是任務調度的主要工作之進行管理，這是任務調度的主要工作之一。一。u在程控交換系統(tǒng)中還有其它程序如中斷在程控交換系統(tǒng)中還有其它程序如中斷服務程序等，對它們的管理也屬于任務服務程序等，對它們的管理也屬于任務調度的范疇。調度的范疇。 （1）調度策略）調度策略 靜態(tài)調度靜態(tài)調度: 動態(tài)調度動態(tài)調度:程序的執(zhí)行級別程序的執(zhí)行級別-按實時性強弱分為三級。按實時性強弱分為三級。1

33、)故障級故障級: 發(fā)生故障時即響應故障中斷，調用故發(fā)生故障時即響應故障中斷，調用故障級處理程序，進行故障處理。障級處理程序，進行故障處理。2)時鐘級（時鐘級（或周期級）: 按一定的時間間隔定時按一定的時間間隔定時啟動運行，一到時間無條件執(zhí)行，可被故障級啟動運行，一到時間無條件執(zhí)行，可被故障級中斷。中斷。3)基本級基本級: 沒有固定的執(zhí)行周期，有任務就執(zhí)行，沒有固定的執(zhí)行周期，有任務就執(zhí)行，可以被前面兩種程序中斷?？梢员磺懊鎯煞N程序中斷。程序級別級別劃分 執(zhí)行內容故障級FHFMFL緊急處理程序加載并執(zhí)行 識別中央處理子系統(tǒng)中有故障的設備，然后進行系統(tǒng)再啟動處理 識別話路子系統(tǒng)或輸入輸出子系統(tǒng)中有

34、故障的設備 時鐘級HL執(zhí)行實時性要求高的各類程序，例如，撥號脈沖的掃描接收程序 執(zhí)行實時性要求低的各類程序，例如，控制數字交換網絡和I/O設備的程序 基本級BQ1BQ2BQ3內部處理（執(zhí)行無實時性要求的處理工作） 內部處理（執(zhí)行無實時性要求的處理工作） 維護處理（執(zhí)行無實時性要求的處理工作） 程序的執(zhí)行控制程序的執(zhí)行控制(按級別控制執(zhí)行按級別控制執(zhí)行) : 故障級程序平時不執(zhí)行故障級程序平時不執(zhí)行,一旦出現故障任務一旦出現故障任務,中斷其他程序中斷其他程序的執(zhí)行而執(zhí)行故障級程序；的執(zhí)行而執(zhí)行故障級程序； 時鐘級程序由定時中斷脈沖啟動執(zhí)行時鐘級程序由定時中斷脈沖啟動執(zhí)行,每當定時時間到就每當定時

35、時間到就執(zhí)行執(zhí)行,等時鐘級程序執(zhí)行完再執(zhí)行基本級程序等時鐘級程序執(zhí)行完再執(zhí)行基本級程序,若基本級程若基本級程序還未執(zhí)行完序還未執(zhí)行完,定時時間到就又轉去執(zhí)行周期級程序定時時間到就又轉去執(zhí)行周期級程序.（2）程序級別）程序級別時鐘級與基本級的執(zhí)行時鐘級與基本級的執(zhí)行時鐘級與基本級的執(zhí)行時鐘級與基本級的執(zhí)行 各級任務執(zhí)行順序示意如下各級任務執(zhí)行順序示意如下: 故障級程序和基本級程序又根據重要程度細分若干等故障級程序和基本級程序又根據重要程度細分若干等級級,同級申請時按等級的高低先后執(zhí)行同級申請時按等級的高低先后執(zhí)行.或者每級相同時或者每級相同時,排隊執(zhí)行排隊執(zhí)行(進入隊列進入隊列)。故障級故障級時

36、鐘級時鐘級基本級基本級空閑空閑定時中斷定時中斷定時中斷定時中斷 定時中斷定時中斷定時中斷定時中斷定時中斷定時中斷 不同的時鐘程序其啟動周期不同不同的時鐘程序其啟動周期不同,如何保證在不同的時鐘周如何保證在不同的時鐘周期到來時啟動相應的周期程序執(zhí)行呢期到來時啟動相應的周期程序執(zhí)行呢? 調度方法調度方法:通過產生定時時鐘中斷信號的通過產生定時時鐘中斷信號的定時器定時器和和時間表時間表來來控制時鐘級程序的調度控制時鐘級程序的調度. 時間計數器時間計數器：對定時中斷脈沖計數：對定時中斷脈沖計數 屏蔽表屏蔽表：反映程序是否處在可執(zhí)行狀態(tài)：反映程序是否處在可執(zhí)行狀態(tài) 時間表時間表 調度表調度表：規(guī)定時鐘級

37、程序的執(zhí)行周期和執(zhí)行時間：規(guī)定時鐘級程序的執(zhí)行周期和執(zhí)行時間 功能程序入口地址表功能程序入口地址表：內容是各個程序的入口地址：內容是各個程序的入口地址（3）時鐘級調度）時鐘級調度時時 間間 計計 數數 器器撥號脈沖識別撥號脈沖識別測試用撥號脈沖識別測試用撥號脈沖識別按鈕號識別按鈕號識別位間隔識別位間隔識別用戶群用戶群1掃描掃描用戶群用戶群2掃描掃描時間計數器清零時間計數器清零0001110010110101110000110001110000110001110000110001110000110001111000111000000111101101屏蔽表：反映程序是否處在可執(zhí)行屏蔽表：反映程序

38、是否處在可執(zhí)行狀態(tài)，為狀態(tài)，為1可執(zhí)行。可執(zhí)行。調度表：每行表示當時鐘周期到來調度表：每行表示當時鐘周期到來時是否調出相應的程序執(zhí)時是否調出相應的程序執(zhí)行，為行，為1表示要執(zhí)行。表示要執(zhí)行。T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9TATB功能程序入口地址表功能程序入口地址表時間表的工作原理時間表的工作原理: 下面通過舉例說明時間表的工作過程和原理。設周期級下面通過舉例說明時間表的工作過程和原理。設周期級程序及其啟動周期如下：程序及其啟動周期如下： 撥號脈沖識別程序，撥號脈沖識別程序，8ms 測試用撥號脈沖識別程序，測試用撥號脈沖識別程序，8ms 按鈕號識別程序，按鈕號識別程序，16ms 位間隔

39、識別程序，位間隔識別程序，96ms 用戶群掃描程序，用戶群掃描程序，96ms 中繼起器掃描程序，中繼起器掃描程序，96ms 時間計數器清零，時間計數器清零， 96ms定時時間的確定定時時間的確定：由于最小的啟動周期為：由于最小的啟動周期為8ms，其它的啟，其它的啟動周期又均是動周期又均是8ms的倍數，因此取的倍數，因此取8ms為定時器的周期為定時器的周期時間表的工作原理：時間表的工作原理： 起始時，時間計數器為起始時，時間計數器為0，來一個脈沖，計數器加，來一個脈沖，計數器加1，開始，開始從調度表中相應單元取數。調度程序執(zhí)行，執(zhí)行到最后從調度表中相應單元取數。調度程序執(zhí)行，執(zhí)行到最后一行，最后

40、調出計數器清零程序，計數器為一行，最后調出計數器清零程序，計數器為0。當再來一。當再來一個脈沖又從個脈沖又從T1單元開始取數執(zhí)行。單元開始取數執(zhí)行。時間計數器置初值時間計數器置初值0，每當定時時間到產生一中斷脈沖時，每當定時時間到產生一中斷脈沖時間計數器就加間計數器就加1.以時間計數器的值為指針取出調度表中的相應單元與屏蔽以時間計數器的值為指針取出調度表中的相應單元與屏蔽表相乘。表相乘。對相乘結果進行尋對相乘結果進行尋“1”，哪一位為，哪一位為1，則對應的功能程序，則對應的功能程序被調出執(zhí)行。被調出執(zhí)行。調度表的最后一行，最后調計數器清零程序，以便循環(huán)。調度表的最后一行，最后調計數器清零程序，

41、以便循環(huán)。時間表的設計：時間表的設計：定時時間的確定：定時時間的確定：時基時基=各程序的啟動周期的最大公約數。各程序的啟動周期的最大公約數。調度表的行數：調度表的行數： 各啟動周期的最小公倍數各啟動周期的最小公倍數 時基時基 例如設計一時間表調度例如設計一時間表調度A，B，C程序的執(zhí)行，程序的執(zhí)行，A，B，C的的啟動周期分別為啟動周期分別為2ms，3ms，4ms時基：時基：1ms，即產生定時中斷脈沖的定時周期為，即產生定時中斷脈沖的定時周期為1ms調度表的行數：調度表的行數：12ms/1ms=12時時 間間 計計 數數 器器00000100000000010000001000000001000

42、0010000000011000000000000000100000110000000010100000010000011時鐘級程序時鐘級程序A時鐘級程序時鐘級程序B時鐘級程序時鐘級程序C時間計數器清零時間計數器清零功能程序入口地址功能程序入口地址調度表調度表注：注：對于具有相同啟動對于具有相同啟動周期的程序，應分配在周期的程序，應分配在不同的時刻執(zhí)行，而不不同的時刻執(zhí)行，而不要在同一時鐘中斷脈沖要在同一時鐘中斷脈沖到來時執(zhí)行，使時鐘級到來時執(zhí)行，使時鐘級程序均勻分配在各時鐘程序均勻分配在各時鐘中斷脈沖到來時刻執(zhí)行，中斷脈沖到來時刻執(zhí)行，留下足夠的時間給基本留下足夠的時間給基本級程序。級程序。

43、基本級調度程序的示意圖基本級調度程序的示意圖（4）基本級調度）基本級調度基本級調度按需執(zhí)行，由任務激活?；炯壵{度按需執(zhí)行，由任務激活。 4.4.3 呼叫處理能力分析 怎樣評價一臺程控交換機的話務能力?n話務量（交換網絡的負荷 ）：通過交換網絡可以同時占用的路由數，用愛爾蘭數表示。 n單位時間控制設備能處理的呼叫次數(用忙時試呼次數衡量）nBHCA (Busy Hour Call Attempts)：忙時試呼次數：忙時試呼次數影響 BHCA的因素處理機速度指令功能無呼叫發(fā)生時的開銷呼叫處理開銷其他開銷程序結構和編制安全系數(留有一定的富裕度）話務參數忙時試呼次數忙時試呼次數BHCA （Busy

44、 Hour Call Attempts）BHCA計算公式計算公式系統(tǒng)開銷系統(tǒng)開銷t：處理機時間資源的占用率。：處理機時間資源的占用率。固有開銷固有開銷a：與呼叫處理次數（話務量）無關的系統(tǒng)開銷。：與呼叫處理次數（話務量）無關的系統(tǒng)開銷。非固有開銷非固有開銷b：與呼叫處理次數有關的系統(tǒng)開銷。：與呼叫處理次數有關的系統(tǒng)開銷。單位時間內處理機用于呼叫處理的時間開銷為：單位時間內處理機用于呼叫處理的時間開銷為： t=a+bNt：系統(tǒng)開銷系統(tǒng)開銷 a：固有開銷固有開銷 b：處理一次呼叫的平均開銷（非固有開銷）處理一次呼叫的平均開銷（非固有開銷） N：單位時間內所處理的呼叫總數，即處理能力值（單位時間內所處理的呼叫總數，即處理能力值（BHCA）例：某處理機忙時用于呼叫處理的時間開銷平均為例：某處理機忙時用于呼叫處理的時間開銷平均為0.85，固有開銷固有開銷a=0.29，處理一個呼叫平均需時處理一個呼叫平均需時32ms，求其求其BHCA為多少？為多少？ 0.85=0.29+（32X10-3/3600）X N N=63000次次/小