Geum.ru

Автоматического контроля

Вид материалаЛекция

Содержание


Операции в ЭВМ
Система кодирования ошибок.
ТЕМА: Проектирование схем контроля узлов вычислительной техники.
Контроль передачи информации для неизбыточных кодов
Подобный материал:

Лекция 2

Средства повышения эксплуатационных


характеристик ЭВМ.

1) Система автоматического контроля.

2) Система восстановления вычислительного процесса после ошибок.

3) Система автоматической диагностики.

4) Система сбора информации и обработки.

ТЕМА №1 : Система автоматического контроля (САК)

Функции САК


  1. уменьшение потерь от сбоев и отказов;
  2. предотвращение распространения ошибок в вычислительном процессе;
  1. определение ошибки максимально близко к месту её возникновения;

    Алгоритм САК:

    1) при возникновении ошибки в регистре ошибок, сервисный процессор останавливает вычислительный процесс;

    2) запоминается слово состояния машины;

    3) запускается система автоматического восстановления вычислительного процесса;

    4) если восстановление не произошло, запускается система диагностики;

    5) процесс контроля выполняется параллельно вычислительному процессу с отставанием на 1-2 такта синхронизации.

Операции в ЭВМ


Все операции в ЭВМ можно разделить на три класса:
  1. передача информации. Нет преобразований,(хранение– передача информации во времени(память, регистры);передача из узла в узел - передача в пространстве );
  2. арифметические операции (сложное преобразование, учёт переносов из соседних разрядов, стандартное АЛУ выполняет 16 арифметических операций);
  3. логические операции (более простые преобразования, побитовые без переноса, стандартное АЛУ- 16 логических операций).

    Теория эксплуатационного обслуживания: для построения САК необходимо иметь схемы контроля этих трёх классов операций.

Характеристики САК

  1. охват оборудования (90-100%);
  2. время реакции на ошибку (1-2 такта синхронизации);
  3. достоверность контроля.

Уровни представления схем контроля.


  1. уровень логических схем.
  2. функциональный уровень.
  3. системный уровень.
  4. пользовательский уровень.


    Методы контроля на уровне узлов вычислительной техники.
  1. контроль по паритету - чёт, нечёт ( Основу ЭВМ составляют 9-ти разрядные байты : 1 бит контроля на 8 информационных разрядов);

    2 обнаруживающие и корректирующие коды (коды Хемминга, Н-матрица );

    3 циклические коды (последовательная передача );

    4 дублирование со сравнением (n- ирование , при n=2);

Избыточность


Избыточность — это средства построения схем контроля.

Виды:
  1. информационная избыточность — вводятся дополнительные контрольные разряды (9-ти разрядный байт);
  2. аппаратурная избыточность — вводится дополнительное оборудование (СВК – схемы встроенного контроля, ССВК – само проверяемые СВК, дублирование и др.);
  3. алгоритмическая избыточность — решение по разным алгоритмам со сравнением;
  4. временная избыточность — отводится дополнительное время на контроль (потеря рабочего времени).

В современных ЭВМ в основном используется информационно-аппара­турный метод избыточности.
Дублирование

Дублирование- это самый простой способ по структуре и самый дорогой по затратам для универсальных ЭВМ.



СК –схема контроля.

СС- схема сравнения.

Основной узел такой же, как дополнительный.

СС- строится :
  1. линейка 2-х входовых сумматоров по модулю 2 с объединением по “ИЛИ “
  2. компаратор с выходом =.

Система кодирования ошибок.

Сигнал ошибки=0,если ошибки нет.

Сигнал ошибки=1,если она есть.

Необходимо строить схему контроля таким образом, чтобы она удовлетворяла правилам кодирования.


ТЕМА: Проектирование схем контроля узлов вычислительной техники.

Эти приемы используются для уменьшения аппаратных затрат по сравнению с методом дублирования.
  1. Формирователи контрольных разрядов при передачи информации:

    Используются схемы ИП-5 (9 входов), ИП-2 (8-входов)







СК- схема контроля.

Fн – функция нечетности.

Fч – функция четности.

Формирование 9- ти разрядного байта





Т.к это аппаратная реализация, то действия выполняются по следующему алгоритму:
  1. задается тип контроля (четность или нечетность);
  2. под заданный тип контроля выбирается соответствующий выход СК F, F.


Пример:
  1. Тип контроля – чётность (т.е. 9-ти разрядный байт должен содержать чётное число 1);
  2. Выбираем Fн

Проверка: 00001111Fн=0



Схема контроля передачи информации 9- ти разрядного байта







На выходе должно быть четное число 1, если не четное то есть ошибка.

СК1 формирует КР , а СК2 – контролирует передачу 9-разрядного байта.


Контроль передачи информации для неизбыточных кодов




Контроль арифметических операций


Все арифметические операции можно разделить на три действия :

1). сдвиг;

2). взятие обратного кода;

3). сложение.

СВК для сумматора


Для сумматора разрядности 8-16 можно использовать два метода:
  1. дублирование со сравниванием
  2. с использованием остаточных кодов (Более экономичен).


1) СВК сумматора методом дублирования




2) СВК операции “взятие обратного кода”





Fн=0 правильное выполнение операции.

При n - четном, паритет информационной части после взятия обратного кода не изменится , поэтому схема контроля получает инверсный код и неинвертируемый контрольный разряд на вход. Данные системы обнаруживают ошибки нечетной кратности (1,3,5…)