程控交换机软件概况
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第5章 程控交换机软件概况PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
8ms
8ms
8ms
15
5.4 时间表
程控交换机的各种周期级程序的调用是用时 间表来调用的。时间表由四个表组合而成：
➢时间计数器：每8ms加1，作为时间表的单元地址。 ➢屏蔽表：每1位对应一条程序，=0，表示不执行该程序； =1，表示执行该程序。 ➢时间表：执行任务的调度表，单元位数表示可执行的 程序数，=1，表示执行该程序；=0，表示不执行。 ➢转移表：存放周期级程序的起始地址，表明要执行 程序的地址，转移表的行数对应时间表的位数。
16
用于启动 周期级程序
12个单元 Tmax＝96ms
5.4 时间表
字长16位，表明 在8ms内可以执
行16个程序
17
时间表的控制流程：
18
作业:
假设某交换机有6种程序，其执行周期分别为： A程序：8ms， B程序：8ms， C程序：16ms， D程序：32ms， E程序：64ms， F程序：96ms，
第5章 程控交换机软件概况
5.1 程控交换机的运行软件 5.2 软件设计语言 5.3 程序的启动控制 5.4
1
5.1 程控交换机的运行软件 5.1.1 程控交换软件的特点 ❖程控交换机是一个特殊的计算机系统，其运 行软件的基本任务是控制交换机运行，实现电 话呼叫的建立与释放，它面临的是数量众多， 状态各异，而且变化不定的电话或中继终端。 因而，对于交换软件，体现了下面三个特点。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
8ms
8ms
8ms
15
5.4 时间表
程控交换机的各种周期级程序的调用是用时 间表来调用的。时间表由四个表组合而成：
➢时间计数器：每8ms加1，作为时间表的单元地址。 ➢屏蔽表：每1位对应一条程序，=0，表示不执行该程序； =1，表示执行该程序。 ➢时间表：执行任务的调度表，单元位数表示可执行的 程序数，=1，表示执行该程序；=0，表示不执行。 ➢转移表：存放周期级程序的起始地址，表明要执行 程序的地址，转移表的行数对应时间表的位数。
16
用于启动 周期级程序
12个单元 Tmax＝96ms
5.4 时间表
字长16位，表明 在8ms内可以执
行16个程序
17
时间表的控制流程：
18
作业:
假设某交换机有6种程序，其执行周期分别为： A程序：8ms， B程序：8ms， C程序：16ms， D程序：32ms， E程序：64ms， F程序：96ms，
第5章 程控交换机软件概况
5.1 程控交换机的运行软件 5.2 软件设计语言 5.3 程序的启动控制 5.4
1
5.1 程控交换机的运行软件 5.1.1 程控交换软件的特点 ❖程控交换机是一个特殊的计算机系统，其运 行软件的基本任务是控制交换机运行，实现电 话呼叫的建立与释放，它面临的是数量众多， 状态各异，而且变化不定的电话或中继终端。 因而，对于交换软件，体现了下面三个特点。
程控交换机的软件系统
2.3 输入处理
输入处理的主要功能就是要及时检测外界 进入到交换机的各种信号，如用户摘/挂机信号、 用户所拨号码（PULSE、DTMF）、中继线上的 信令的线路信号等。 我们将这些从外部进入到交换机的各种信 号称为事件。输入处理是由输入处理程序来完成 的。在一次呼叫过程中，会产生许多这样的随机 事件，当事件发生时，输入处理程序要及时、准 确地检测和识别这些事件，报告给分析处理程序。
1.2.2程控交换机的应用软件 程控交换机的应用软件
程控交换机的应用软件 ① 呼叫处理软件。 ② OAM OAM（操作维护管理）软件。 ③ 数据库系统。
（1）呼叫处理软件 呼叫处理软件主要负责呼叫连接的建立与释放 以及 业务流程的控制，它是负责整个呼叫过程控制 的软件。 具体完成的主要功能如下： ①用户线和中继线上各种输入信号的检测和识 别； ②呼叫相关资源的管理； ③对用户数据、呼叫状态以及号码等进行分析； ④路由选择； ⑤控制呼叫状态迁移； ⑥控制计时、送音和交换网络的连接；
（2）OAM（操作维护管理）软件： OAM软件是程控交换机用于操作、维护 和管理的软件，用于保证系统高效、灵活、 可靠地运行。 其完成的具体功能有： ① 用户数据和局数据的操作和管理 ② 测试 ③ 告警 ④ 故障诊断与处理 ⑤ 动态监视 ⑥ 话务统计 ⑦ 计费 ⑧ 过负荷控制等
（3）数据库系统 程控交换机在进行呼叫处理和操作维护管理 过程中，会使用和生成大量的数据，这些数据包 括系统数据、用户数据和局数据。 系统数据与交换机的硬件体系结构和软件程 序有关，不随交换局的应用环境而变化，不同的 电话局若采用同一类型的交换系统，它们的系统 数据是相同的，所不同的是用户数据和局数据。
从上图 可知，一个呼叫处理的过程可以分 为几个阶段，每个阶段对应一个稳定的状态， 在每个稳定状态下，只有当交换机检测到输入 信号时，才进行分析处理和任务执行，任务执 行的结果往往要产生一些输出信号，然后跃迁 到另一个稳定的状态，如此反复。
程控交换-第5章-程控交换机软件概况经典.ppt
演示课件
5.1.1 对运行软件的要求 1、实时处理 所谓实时处理就是指当用户无论在任何时候发出处
理要求时，交换机都应立即响应，受理该项要求， 并在允许的时限内及时给予执行处理，实现用户的 要求。
（1）定期扫描
✓ 对实时性要求比较严格演示课件
5.2 程控交换机的软件支援系统
1、软件开发支援系统 • 源文件生成和程序编译程序 • 连接编辑程序 • 调试程序
2、应用工程支援系统 • 交换网规划程序 • 话局工程设计程序 • 装机工程设计程序 • 安装测试程序
演示课件
3、软件加工支援系统 • 局数据生成程序 • 用户数据生成程序 • 交换机程序的组合
演示课件
■ 程序结构描述部分：说明程序的寿命和能见度。程 序的寿命是指该程序单元存在的范围，即什么时候 开始，什么时候结束。程序的能见度是指程序中一 个名称在什么范围内是有效的。
线及中继线状态的扫描监视；为呼叫持续分配软、硬 件资源；处理和控制硬件的接续和释放。
• 交换状态管理 • 交换资源管理 • 交换业务管理 • 交换负荷控制
演示课件
（2）维护和运行程序：存取和修改有关用户和交换局 的数据，统计话务量和打印计费清单等。 • 话务量的观察、统计和分析 • 用户线和中继线定期的例行维护测试 • 业务质量的检查 • 业务变更的处理 • 计费及打印用户计费帐单 • 话务过载的处理
（2）多级索引表格：所需的目的数据要通过多级表格 检索查找才能得到。
演示课件
2、搜索表格 每个单元都包含有源数据和目的数据两项内容。以
源数据（键）为依据，从表首开始依次与表中的源 数据（键孔）比较，当在表中找到源数据与表中的 源数据一致时，即可在相应的单元中得到目的数据。
演示课件
5.1.1 对运行软件的要求 1、实时处理 所谓实时处理就是指当用户无论在任何时候发出处
理要求时，交换机都应立即响应，受理该项要求， 并在允许的时限内及时给予执行处理，实现用户的 要求。
（1）定期扫描
✓ 对实时性要求比较严格演示课件
5.2 程控交换机的软件支援系统
1、软件开发支援系统 • 源文件生成和程序编译程序 • 连接编辑程序 • 调试程序
2、应用工程支援系统 • 交换网规划程序 • 话局工程设计程序 • 装机工程设计程序 • 安装测试程序
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3、软件加工支援系统 • 局数据生成程序 • 用户数据生成程序 • 交换机程序的组合
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■ 程序结构描述部分：说明程序的寿命和能见度。程 序的寿命是指该程序单元存在的范围，即什么时候 开始，什么时候结束。程序的能见度是指程序中一 个名称在什么范围内是有效的。
线及中继线状态的扫描监视；为呼叫持续分配软、硬 件资源；处理和控制硬件的接续和释放。
• 交换状态管理 • 交换资源管理 • 交换业务管理 • 交换负荷控制
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（2）维护和运行程序：存取和修改有关用户和交换局 的数据，统计话务量和打印计费清单等。 • 话务量的观察、统计和分析 • 用户线和中继线定期的例行维护测试 • 业务质量的检查 • 业务变更的处理 • 计费及打印用户计费帐单 • 话务过载的处理
（2）多级索引表格：所需的目的数据要通过多级表格 检索查找才能得到。
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2、搜索表格 每个单元都包含有源数据和目的数据两项内容。以
源数据（键）为依据，从表首开始依次与表中的源 数据（键孔）比较，当在表中找到源数据与表中的 源数据一致时，即可在相应的单元中得到目的数据。
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第5章 程控交换机软件概况
5.5.3 实时操作系统的特点
1 实时性：系统对“激励”(输入)及时的产生相应的“响 应”(输出)； 2 一体性：将操作系统和应用程序作为整体(运行软件) 来考虑、设计、实现。 3 多任务与并发性：多任务具有并发性；支持同时执 行多项任务的技术称为多任务技术。并发性分为宏 观并发、微观顺序和宏观并发、微观并发两类，引 起多任务之间的同步、互斥、通信、资源共享与保 护等问题。
(1) 系统监视和故障识别 (2) 故障分析和处理 (3) 系统重新组织 (4) 恢复和再启动处理
4. 故障诊断程序
对设备进行故障的诊断、定位、例行测试、结果 打印等。
5 维护和运行程序
(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和测试 (3) 业务质量的监察 (4) 业务变更处理 包括用户的变动处理(开户、消户、改号等)； 用户业务登记、更改和撤销 (5) 计费和打印用户计费帐单 (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。
4 交换局管理支援系统
用于交换局的管理(交换机寿命期内)、资料的 更改和综合、编辑等工作，它包括： (a) 资料的收集和分析：如话务量分析程序用来统计 和分析话务量，以确定交换局的容量是否满足当前 需要； (b) 交换局资料(程序和数据)的更改：在最短时间内 进行更改，更改结果归档； (c) 资料的编辑和输出： 还有其它的支援系统。 支援程序是程控交换机软件系统的辅助软件。
时钟中断 8ms 故障级 周期级 基本级 暂 停
时钟中断
时钟中断
时钟中断
各级任务执行举例
由时间表启动周期级程序
整个控制由时间计数器、屏蔽表、时间表和功 能程序入口地址表组成。 设周期级程序及其启动周期如下： 拨号脉冲识别程序，启动周期8ms； 测试用拨号脉冲识别程序，启动周期8ms； 按钮号识别程序，启动周期16ms； 位间隔识别程序，启动周期96ms； 用户群扫描程序，启动周期96ms； 中继器扫描程序，启动周期96ms； 时间计数器清零，启动周期96ms；
程控交换机软件概况
交换局管理
系统数据
数据
局数据 用户数据
2
编辑ppt
5.1 程控交换机的运行软件
➢ 5.1.1 对运行软件的要求 ➢ 基本任务：控制交换机运行，完成用户级呼叫、释放处理； 管理和维护交换机；控制系统的安全运行和保护。
1、实时性：话音业务的特点，CPU的处理能力(BHCA) 2、多道程序运行： ①处理机运行速度在微秒级，外设相对较慢，可“同时”处理 多个任务； ②用户空闲、拨号、收号、振铃、通话过程中，处理机处于 等待状态，可同时维护、测试和管理设备(实时要求低)； ③呼叫处理过程中，只有主/被叫号码和业务权限不同，其他 程序完全相同，可进行群处理； ④处理机在一段时间内同时保持若干进程处于激活状态。
10 编辑ppt
CHILL (CCITT High Level Language)： 用于运行软件和支援系统的细节设计、编程和调试阶段。 人-机通信语言MML (Man-Machine Language) ： 用于软件调试检验和交换机的运行维护阶段。 C语言：如华为C﹠C08，中兴ZXJ10交换机
9 编辑ppt
5.4 软件设计语言
功能规格和描述语言SDL (Specification and Description Language) 图像语言，描述用户要求和交换机性能指标，用于系统和程序设计 阶段，概括系统的功能要求和技术规范 。应用领域包括，电话、 No.7信令系统，呼叫处理、维护和故障处理、系统控制和人机接口。 例，SDL语言描述系统sys：由2个模块B1、B2组成；B1通过信道 C1与电话外设联系；信道C1中的传输信号是S1和S2；该SDL图共 有(1)页，这是第S.1页。
第 5章
程控交换机软件概况
1 编辑ppt
第四章程控交换机的软件PPT课件
天津工业大学
信息与通信工程学院通信系
3、可靠性要求高
对于通信设备，要求具有极高的可靠性，既使
在硬件和软件系统本身发生故障的情况下，系统仍
能保证可靠运行，并能在系统不停止运行的前提下，
完成硬件和软件故障的恢复。
可靠性典型的指标是：99.98%的正确呼叫处理；
40年内系统中断运行时间不超过2小时。
当发生一个硬件和软件故障时，系统必须采取
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信息与通信工程学院通信系
（3）基本级 这一级程序对实时性要求不十分严格。例如摘 （挂）机处理程序，时钟级程序检测到用户摘（挂） 机后，并不马上处理，而是写入任务队列，由基本 及程序查找队列进行处理，处理可以晚几个至几十 个毫秒，并不会影响通信质量。再如管理程序的的 机命令，可以延时更长。
如第果一采列用为数标据志驱项，动其程值序为情0，况表如何呢？ 示 的首其程先后序要的的制数 入做据 口项 地一的址系内；列容其的为值表要为格1执，，行表然后用参数去检索 这示些其表后格的，数确据认项要的内执容行为的下程一序级。 表一格个的表初格始由地址2行。、2列构成。两行表示一个参数
加新的功能模块或改变其运行条件时，要修改软件，
但要求是对软件的总体结构的影响要小，为达到此
目的，采用数据驱动程序（与之对应的，是动作驱
动程序）。
所谓数据驱动程序，就是根据一些参数查表来
决定要启动的程序。这种程序结构的优点是：在规
范发生变化的时候，程序结构不变，只需修改表中
的数据就可以适应规范的变化。
天津工业大学
信息与通信工程学院通信系
条件（A、B） 00 01 10 11
A0 1 B0 1
R3 R2
天津工业大学
初始规范 R1 R1 R2 R3
第5章 程控交换机软件概况
三种语言是针对交换机生存周期的不同阶段提出的：p69 SDL： 前期。包括系统功能的规格和描述、系统设计、 详细设计等。 CHILL： 中期。软件的详细设计部分。主要用于编程阶段。
MML： 后期。软件调试检验和交换机的运行维护阶段。 主要用于人-机对话。
§5.5
操作系统
5.5.1 基本概念 负责控制和管理计算机系统中所有硬件和软件的 一些程序模块。
1) 管理交换机的所有硬件和软件资源 2) 合理组织各个作业的流程
3) 协调处理机的功作和实现各处理机之间的通信
2）应用程序
{
控制各种呼叫按续 呼叫处理程序： 的建立和释放。 故障处理程序 维护程序： 包括对故障的自动检测 定位、隔离、系统恢复、 告警、报告等。
3）管理程序：
主要用来存取、修改半固定数据 以及管理含有这类数据的文件。
数据元素之间的逻辑关系 数据元素在存储器中的表 示及配置。
1、线性表
(2) 链表 (3) 队列 (4) 栈
(1) 顺序表
如：用户线忙闲指示表
单向链表：
（2）链表： 循环链表：
双向链表：
如：空闲的中继器组成一个链表以便于取用。
（3）队列：(FIFO)
应用：基本级程序按队列处理；如呼叫请求事件。
（4）堆栈（LIFO）
优点：
模块化结构易于编写、排错和测试、易于修改、 增删功能；便于隔离故障、防止故障扩散、便于 软件的管理等。
缺点：
通常增加存储空间和运行时间的开消，各模块 合成整体时，易出现配合上的问题。
2）结构化：
{
顺序化结构 分支结构 循环结构
支持自顶问下的设计方法：
特点：
一个入口， 一个出口，结构清晰，逻辑性强， 便于设计和修改。
数字程控交换机的软件系统
分布式处理技术
实现数字程控交换机的软件系统中的各模块之间的相互通信和协 同工作，提高系统的可靠性和可维护性。
分布式处理技术的作用
通过将系统划分为多个独立的模块，每个模块可以独立运行，并与 其他模块进行信息交互，实现整个系统的协调工作。
分布式处理技术的优点
提高系统的可扩展性和可维护性，降低系统的复杂性和成本，增强 系统的可靠性和稳定性。
API规范定义了应用程
序与底层系统进行交互
安 全
的接口函数、数据结构
性
和使用方式。
API应具备安全性保障机
可
制，如身份验证、访问控
扩
制等，确保应用程序对系
展
统资源的合法访问。
性
03
软件系统的功能模块
呼叫处理模块
总结词
负责呼叫建立、释放及相关操作的模块
详细描述
呼叫处理模块是数字程控交换机软件系统中最重要的模块之一，负责建立、释 放呼叫以及处理与呼叫相关的各种操作。它主要与硬件的接口电路配合工作， 完成呼叫的接续、拆线、转接等操作。
路由管理模块
总结词
负责选择和确定通信路径的模块
详细描述
路由管理模块负责选择和确定通信路径，以确保通信的顺利进行。它根据当前的 网络状态、路由配置等信息，选择最佳的通信路径，并确保数据能够顺利传输到 目标地址。
用户数据管理模块
总结词
负责用户数据存储、查询、修改等操作的模块
详细描述
用户数据管理模块主要负责用户数据的存储、查询和修改等操作。它管理着用户的基本信息、通信状 态、权限设置等数据，并提供相应的数据接口供其他模块使用，以确保用户数据的准确性和完整性。
容错技术
1 2 3
容错技术
程控交换机软件概况
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
17
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。
18
（2）MML（ Man-Machine Language） 是交互式人---机操作和维护命令语言。规定了人与交换机
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。
9
10
5.2 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 。
程序
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。
数据系统数据:各局共同使用源自数据 局数据 用户数据11
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。
16
• 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
13
5.3 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。
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
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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。
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（2）MML（ Man-Machine Language） 是交互式人---机操作和维护命令语言。规定了人与交换机
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。
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5.2 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 。
程序
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。
数据系统数据:各局共同使用源自数据 局数据 用户数据11
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。
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• 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
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5.3 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。
第5章 程控交换机软件概况
2．应用工程的支援系统 用于交换局的各项工程，如规划、设计、安装等。可以 根据输人交换局的具体数据来提供交换局所需的硬件和软件 的各项数据。它包括以下程序：
a)交换网规划程序。它提供最优的电话交换网的设计，包括局所容量、数 量、局址、工程费用等数据； · b)话局工程设计程序。它可提供话局中设备数量、备品数量等； c)装机工程设计程序。它可以用来提供话局机房内各种数据。如拟定机房 平面布局、画出机房平面图、确定机架排列等。它也可以确定机架布局 (包括机架上各种设备)、配线架布局(端子板数量)等。它也可以提供交换 机内部的软件和硬件各部分的连接，如电源的布置(包括电源设计、路由、 测试等)，以及规定其他各种连接导线； d)安装测试程序；它用来进行装机测试，也可用来进行出厂前的测试。
c)资料的编辑和输出。它提供各项资料的编辑、管理等功能， 以便建立、更新、管理、检索、出版以及发送相关资料和输 入/输出设备(如打印机、绘图机等)接口实用程序。
§5．4
软件设计语言
1. 程控交换机的软件中常用两类语言：汇编语 言和高级语言。
语言的选择应该考虑如下因素：
· 程序的效率。它包括空间上(占用存储空间)的效率和时间上 (占用机时)的效率；
3．软件加工支援系统 可以按照交换局的要求生成并装人各种特定程序和数 据。它包括： a)局数据生成程序。用来生成交换局的各种局数据，如计 费数据、路由数据等，并装入交换机的数据库； b)用户数据生成程序。可以生成用户数据，装入交换局的 数据库； c)交换机程序的组合。将系统程序和数据库中各种局数据 及用户数据组合起来，形成某一交换局的特定程序。
· 编程人员的生产效率，即每人每天能编的语句数；
· 结构化程序设计和软件模块化的适用性；
· 便于程序的调试； · 可维护性和可移植性；
程控交换机简介介绍
过引入人工智能算法和机器学习技术，程控交换机可以实现自动化、智
能化地处理通信业务，提高通信效率和质量。
市场需求驱动发展
01 02 03
5G通信需求
随着5G通信技术的不断发展，程控交换机也将逐渐向5G 方向转型。5G通信技术的高速度、大带宽、低时延等特点 ，使得程控交换机需要不断提高数据处理能力和传输速度 ，以满足5G通信的需求。
特点
程控交换机具有高可靠性、灵活 性和易于维护的特点。它可以实 现语音、数据和图像的交换，被 广泛应用于电信网的核心部分。
程控交换机的历史与发展
历史
程控交换机起源于20世纪60年代， 当时使用的是模拟技术，后来被数字 技术所取代。
发展
随着技术的不断发展，程控交换机的 性能不断提高，功能也越来越多。目 前，程控交换机已经实现了智能化、 高可靠性、大容量和高速化。
感谢您的观看
THANKS
05
程控交换机的发展趋势
程控交换机的发展趋势
• 程控交换机，全称为存储程序控制交换机（SPC），是一种通过计算机或微处 理器执行程序来进行通信交换的交换方式。它起源于19世纪末，并在20世纪 70年代后期进入商业应用。
06
程控交换机的发展趋势展 望
技术创新推动发展
01
数字化技术
随着数字化技术的不断发展，程控交换机也逐渐向数字化方向转型。采
程控交换机简介介绍
汇报人： 日期:
目录
• 程控交换机概述 • 程控交换机的技术原理 • 程控交换机的应用场景 • 程控交换机的优势与挑战 • 程控交换机的发展趋势 • 程控交换机的发展趋势展望
01
程控交换机概述
定义与特点
定义
程控交换机是一种通过计算机程 序控制进行交换的设备。它是由 硬件和软件组成，通过软件来控 制交换机的操作。
程控交换机的软件系统
Ê1．按优先顺序依次处理
将需要处理的任务加以分类，排定处 理的先后顺序。
Ê2．多道程序同时运行
将每次的用户呼叫过程分成若干段落， 每一段落称为进程（或称任务）。处理机 在处理某个用户呼叫时，完成一个任务后， 并不等待外设动作，而是即刻去处理另一 呼叫请求，这样就可使多个呼叫“同时” 得到处理。
三、群处理
Ê4．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。
Ê5．故障诊断程序
故障诊断程序是用于确定硬件故障位 置的程序。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。
Ê3．基本级程序
基本级程序对实时性要求不太严格， 有些没有周期性，有任务就执行，有些虽 然有周期性，但一般周期都较长。
Ê1．路由选择
路由选择是根据数字分析的结果，在 相应的路由中选择一条空闲的中继线。
Ê2．通路选择
通路选择是指在交换网络上选择一条 空闲的通路。一条通路常常由几级链路串 接而成，只有在串接的各级链路都空闲时 才是空闲通路。通常是利用各级链路的忙 闲表，来选择空闲通路。
二、输出处理
根据任务执行程序编制完成的命令， 由输出处理程序输出硬件控制命令，控制 硬件的接续或释放。
²（1）局数据文件 在软件中心的操作系统控制下，由局 数据生成程序将原始局数据文件自动生成 为规定的局数据的文件结构形式。
²（2）用户数据文件 用户的各种数据是处理用户呼叫所必 须的文件，新添或更改个别用户数据，可 直接在运行局用键盘命令来实现。
²（3）系统文件 包括系统程序、系统数据和一级局数 据。
将需要处理的任务加以分类，排定处 理的先后顺序。
Ê2．多道程序同时运行
将每次的用户呼叫过程分成若干段落， 每一段落称为进程（或称任务）。处理机 在处理某个用户呼叫时，完成一个任务后， 并不等待外设动作，而是即刻去处理另一 呼叫请求，这样就可使多个呼叫“同时” 得到处理。
三、群处理
Ê4．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。
Ê5．故障诊断程序
故障诊断程序是用于确定硬件故障位 置的程序。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。
Ê3．基本级程序
基本级程序对实时性要求不太严格， 有些没有周期性，有任务就执行，有些虽 然有周期性，但一般周期都较长。
Ê1．路由选择
路由选择是根据数字分析的结果，在 相应的路由中选择一条空闲的中继线。
Ê2．通路选择
通路选择是指在交换网络上选择一条 空闲的通路。一条通路常常由几级链路串 接而成，只有在串接的各级链路都空闲时 才是空闲通路。通常是利用各级链路的忙 闲表，来选择空闲通路。
二、输出处理
根据任务执行程序编制完成的命令， 由输出处理程序输出硬件控制命令，控制 硬件的接续或释放。
²（1）局数据文件 在软件中心的操作系统控制下，由局 数据生成程序将原始局数据文件自动生成 为规定的局数据的文件结构形式。
²（2）用户数据文件 用户的各种数据是处理用户呼叫所必 须的文件，新添或更改个别用户数据，可 直接在运行局用键盘命令来实现。
²（3）系统文件 包括系统程序、系统数据和一级局数 据。
程控交换机的软件系统
程控交换机的软件系统1. 简介程控交换机是一种由软件控制的电话交换机，它是通过自动切换电路来完成电话呼叫的通信设备。
程控交换机的软件系统是控制和管理交换机功能的关键组成部分。
2. 软件系统的架构程控交换机的软件系统通常基于分层架构，由以下几个主要组件组成：2.1 控制层控制层是程控交换机软件系统的核心，它负责管理和控制交换机的各种功能。
控制层包括以下几个子模块：•呼叫控制模块：负责处理电话呼叫的建立、保持、转移等操作。
•网络管理模块：负责管理交换机与外部网络的连接，包括配置路由和地址映射等操作。
•用户管理模块：负责管理交换机上的用户账号和权限。
2.2 信令层信令层是程控交换机软件系统与外部设备或网络进行通信的接口层。
它负责解析和生成各种通信协议，包括呼叫建立协议、信令传输协议等。
2.3 数据层数据层是程控交换机软件系统存储和处理数据的核心组件。
它包括以下几个子模块：•数据库管理模块：负责管理交换机上的数据存储，包括用户账号信息、通话记录等。
•数据处理模块：负责对交换机上的数据进行处理和分析，以支持各种统计和报表功能。
3. 软件系统的功能程控交换机的软件系统具有以下几个主要功能：3.1 呼叫控制呼叫控制是交换机的核心功能，它负责管理电话呼叫的建立、保持和转移等操作。
软件系统通过呼叫控制模块实现对呼叫的控制和管理。
3.2 路由和转接交换机的路由和转接功能是实现电话呼叫传输的关键，它负责将呼叫从源用户路由到目标用户。
软件系统通过网络管理模块实现对路由表和转接表的配置和管理。
3.3 用户管理和权限控制软件系统提供了用户管理和权限控制功能，允许管理员管理用户账号和权限。
管理员可以创建、修改和删除用户账号，并为不同的用户分配不同的权限。
3.4 统计和报表软件系统提供了统计和报表功能，可以对交换机上的通话记录和其他数据进行统计和分析。
管理员可以查看呼叫记录、用户使用情况等统计报表。
4. 软件系统的开发和维护程控交换机的软件系统在开发和维护过程中需要遵循一些编程和软件工程的原则，包括模块化设计、规范的编码风格、测试和调试等。
程控数字交换机软件概况.
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。
§5.3 软件支援系统
辅助软件 在程控交换机整个软件的寿命期间（从设 计、开发到运行），代替人完成大量的设 计、开发、生产、维护和管理交换机软件 的复杂任务。
§5.4 软件设计语言
选择语言时要考虑的因素：
程序的效率（空间的和时间的） 程序员的编程效率 结构化程序设计和软件模块化的适用性 便于调试 可维护性和可移植性 数据修改的可能性和方便性
第五章 程控数字交换机软件概况
§5.1 程控交换机的运行软件 §5.2 程序文件的组成 §5.3 软件支援系统 §5.4 软件设计语言 §5.5 操作系统 本章小结
§5.1 程控交换机的运行软件
运行软件的基本任务：
呼叫处理 交换机的管理和维护 系在单位时间能处理的试呼次 数。 并发性：多道程序同时运行（同时进行很多任务） 业务不间断性：局用程控数字交换机的系统中断时间 为平均每年不超过3分钟。
实时OS 还可能具有网络OS或分布式OS的功能
程控数字交换机中任务的分级和调度
按紧急性和实时性分三级：
故障级：最高优先级，由故障启动 周期级：较低优先级，由时钟中断（时间表或多级线 性表）启动执行 基本级：最低优先级，由队列启动
各级任务的调度执行：
时钟中断 故障级 周期级 基本级 暂停 时钟中断 8ms 时钟中断 8ms 时钟中断 8ms
5、呼叫处理程序：直接负责电话交换
交换状态管理
负责在各种状态之间转移及管理 空闲、等待收号、收号、振铃、通话、听忙音
交换资源管理
测试和调用各种资源 中继器、用户设备、收发码器、交换网络
交换业务管理
语音数据和一些新业务（叫醒服务）
第四章程控交换机的软件系统
第四章程控交换机的软件系统现代交换原理4.1程控交换软件的概述4.2运行软件的一般结构4.3程序的级别及调度4.4呼叫处理程序4.1程控交换软件的概述4.1.1程控交换软件的基本特点程控交换软件的基本特点是：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。
在交换机中，许多处理请求都有一定的时间要求，所谓实时处理（RealTimeProceing）就是指当用户无论在任何时候发出处理要求时，交换机都应立即响应，受理该项要求，并在允许的时限范围内及时给予执行处理，实现用户的要求。
定期扫描由于用户呼叫处理请求是随机的，而处理机又不可能对每一设备进行连续监视，因此，要对其所控制的设备进行周期性的监视扫描（即，定期扫描）。
多级中断多级中断是用来按时启动实时要求较严格的程序。
队列所谓队列就是排队，按先进先出的原则进行处理。
2．并发性和多道程序运行在一部交换机上，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。
一个交换机面对众多的用户，在同一时间里会有许多用户摘机呼叫，每一呼叫都伴随着许多事情要处理，如识别用户类型，向用户送拨号音，接收和分析用户拨号号码。
1．按优先顺序依次处理将需要处理的任务加以分类，排定处理的先后顺序。
2．多道程序同时运行将每次的用户呼叫过程分成若干段落，每一段落称为进程（或称任务）。
处理机在处理某个用户呼叫时，完成一个任务后，并不等待外设动作，而是即刻去处理另一呼叫请求，这样就可使多个呼叫“同时”得到处理。
群处理所谓群处理是执行一个程序可对多个输入同时处理。
这种群处理的方法常用于用户线或中继线的扫描监视。
现代交换原理多处理机在多处理机控制的系统中，处理机之间可按负荷分担方式或功能分担方式工作。
因此许多处理机同时运行。
图4-1多个进程实例共用一个程序代码3．可靠性要求高程控交换机应具有很高的可靠性，即使在其硬件或软件系统本身发生故障的情况下，系统仍能保持可靠运行。
第四章_程控数字交换系统的软件
37
汇编语言
• 因为汇编语言是面向处理机的语言，编程人员必须 对处理机了解。 • 可读性差、编写效率低、检错能力差、软件可靠性 差。 • 因此，近代的大多数程控交换机，除了少部分实时 性要求严格的程序。如：拨号脉冲的接收、中断服 务性程序等采用汇编语言编程外，大部分程序都采 用高级语言编写。
23
• 采用FMM结构，由于FMM之间无公共数据 区，只能通过消息相联系，并且只能接收 规定的消息，增加了软件的可靠性； • 在增加新的FMM模块或修改某一FMM模块 时，一般不影响其它FMM，增加了软件的 可维护性； • FMM发送消息时，并不一定要知道消息的 目的地，而是由操作系统通过查找消息路 由表来确定消息去向。
表示该系统共 一页
模块交互作用区表明 该系统由B1和B2两 图4-7 系统图的SDL/GR表示 个模块组成
30
（ 2）模块定义：为了进一步说明系统内部的细节，必须对系 统中的模块作进一步说明。
模块定义包含以下项目：
模块名字 信号定义：规定模块内部相互交换信号的类型。 信号表定义：规定与信号表相对应的标识符。 信号路由定义 ：规定模块中的各进程互相连接以及 进程和模块外部环境相连接的通信路径，规定由该信 号路由传递的信号的标识符； 信道到路由的连接：规定模块外部的信道和模块内 部的信号路由之间的连接。 进程定义：规定进程类型。 数据定义：规定模块内部各进程中可见的数据类型。
数据驱动程序是根据一些参数查表来决定需要启动的程序。
数据驱动的优点： 在规范发生变化是，控制程序的结构不变，只需修改表格 中的数据就可以适应规范的变化。
14
图4-2 动作驱动程序的流程图
15
图4-3 数据驱动程序的流程图
16
• 从以上两图可以看到，采用动作驱动程序 结构，当设计规范发生变化时，相应的程 序结构要发生变化。 • 对数据驱动程序结构来说，当规范发生变 化时，其程序结构不变，只需修改表格中 的数据就能适应修改后的规范。
汇编语言
• 因为汇编语言是面向处理机的语言，编程人员必须 对处理机了解。 • 可读性差、编写效率低、检错能力差、软件可靠性 差。 • 因此，近代的大多数程控交换机，除了少部分实时 性要求严格的程序。如：拨号脉冲的接收、中断服 务性程序等采用汇编语言编程外，大部分程序都采 用高级语言编写。
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• 采用FMM结构，由于FMM之间无公共数据 区，只能通过消息相联系，并且只能接收 规定的消息，增加了软件的可靠性； • 在增加新的FMM模块或修改某一FMM模块 时，一般不影响其它FMM，增加了软件的 可维护性； • FMM发送消息时，并不一定要知道消息的 目的地，而是由操作系统通过查找消息路 由表来确定消息去向。
表示该系统共 一页
模块交互作用区表明 该系统由B1和B2两 图4-7 系统图的SDL/GR表示 个模块组成
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（ 2）模块定义：为了进一步说明系统内部的细节，必须对系 统中的模块作进一步说明。
模块定义包含以下项目：
模块名字 信号定义：规定模块内部相互交换信号的类型。 信号表定义：规定与信号表相对应的标识符。 信号路由定义 ：规定模块中的各进程互相连接以及 进程和模块外部环境相连接的通信路径，规定由该信 号路由传递的信号的标识符； 信道到路由的连接：规定模块外部的信道和模块内 部的信号路由之间的连接。 进程定义：规定进程类型。 数据定义：规定模块内部各进程中可见的数据类型。
数据驱动程序是根据一些参数查表来决定需要启动的程序。
数据驱动的优点： 在规范发生变化是，控制程序的结构不变，只需修改表格 中的数据就可以适应规范的变化。
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图4-2 动作驱动程序的流程图
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图4-3 数据驱动程序的流程图
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• 从以上两图可以看到，采用动作驱动程序 结构，当设计规范发生变化时，相应的程 序结构要发生变化。 • 对数据驱动程序结构来说，当规范发生变 化时，其程序结构不变，只需修改表格中 的数据就能适应修改后的规范。
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软件生存周期
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
SDL
CHILL/AL
MML
课程回顾
1,交换机的软件系统分为____和____两大类. 交换机的软件系统分为____和____两大类. ____ 两大类 交换机程序分为_______ ________两大类 _______和 两大类, 2,交换机程序分为_______和________两大类,其 通信网中正常运行的交换机, 中,通信网中正常运行的交换机,运行的程序类别 _________; 是_________; 交换机局数据库包含了_____ _____, _____, 3,交换机局数据库包含了_____,_____,______ 四类数据.其中交换机中继数属于____ ____; 四类数据.其中交换机中继数属于____;话机的呼 出权限属于_____ 话机的忙闲状态属于______ _____. ______数 出权限属于_____.话机的忙闲状态属于______数 据. 交换机的呼叫处理是由_____ ______, _____, 4,交换机的呼叫处理是由_____,______,和 ______三个步骤构成 三个步骤构成. ______三个步骤构成.
L B
基本级
任务执行过程
F(故 ( 障级) 障级)
8ms
8ms
中断 恢复
8ms
T(时 ( 钟级) 钟级)
中断
B(基 ( 本级) 本级)
I(空 ( 闲)
1,每一次时钟中 断,都是以周期级 程序开始( 程序开始(输入处 理) 2,每一时钟中断 周期内有空余时间 则执行基本级程序 内部处理, (内部处理,输出 处理及内部测试等) 处理及内部测试等) 3,任何时刻有故 障发生, 障发生,都直接执 行故障级程序
SDL是一种图形语言, SDL是一种图形语言,以简单明了的图形形式对系 是一种图形语言 统的功能和状态进行描述. 统的功能和状态进行描述.在系统设计和程序设 计初期,用它来概括地表达设计者的思路, 计初期,用它来概括地表达设计者的思路,程序 的功能组成以及它与周围环境(硬件和软件) 的功能组成以及它与周围环境(硬件和软件)的 联系等. 联系等. 在交换机软件的程序设计中,一般采用模块化, 在交换机软件的程序设计中,一般采用模块化, 结构化和参数化等基本设计技术. 结构化和参数化等基本设计技术. 模块化设计就是把软件程序按模块结构组织起来. 模块化设计就是把软件程序按模块结构组织起来. 模块是软件程序中最小的实体. 模块是软件程序中最小的实体.每一个模块执行 一个确定的,相对独立的功能. 一个确定的,相对独立的功能.
第一节 程控交换机的运行软件
一,程控交换机对运行软件的要求
1,运行速度快,占用存储空间小 运行速度快, 2,以多道程序运行的方式工作 3,保证系统不中断 4,通用性能好
二,交换机软件系统的组成
数 据 动态数据系 统 (P68) 程 在 序 线 程 应 序 用 程 序 (P67) 静态数据 局数据 数据 系统数据 (操作系统) 操作系统)
二,程序执行级别
故 障 级 FH FM FL H 时钟级
(周期级) 周期级)
软件故障(紧急处理,响应中断,调用故 软件故障(紧急处理,响应中断, 障处理程序) 障处理程序) 处理机故障 话路和I/O子系统故障 话路和I/O子系统故障 I/O 定时要求严格(如拨号扫描程序) 定时要求严格(如拨号扫描程序) 定时要求稍次(如摘挂机扫描,输出驱动) 定时要求稍次(如摘挂机扫描,输出驱动) 内部处理
本章结束
故障处理( 故障处理(P78)
1.故障处理的一般过程 1.故障处理的一般过程
故障检测 系统再组成 再启动处理 故障告警和打印 诊断测试 故障修理 修复设备返回系统
2.故障检测的方法 2.故障检测的方法
硬件检测故障的方法
匹配 N中取1核对 中取1 信息校验 -奇偶校验 ,汉明码校验 偶发性差错检测
人机语言— 人机语言—MML
用于维护终端和交换系统之间的通信. 用于维护终端和交换系统之间的通信. 有两种: 有两种: 菜单式:适用于一些实用性强的应用程序. 菜单式:适用于一些实用性强的应用程序. 命令式:要求输入操作命令, 命令式:要求输入操作命令,由操作系统 给出执行结果.常在一些专业操作系统中. 给出执行结果.常在一些专业操作系统中. UNIX,DOS等 如:UNIX,DOS等.
CHILL——高级语言 CHILL 高级语言
Language) (CCITT High Level Language)
MML——人机对话语言 MML 人机对话语言
ManLanguage) ( Man-Machine Language)
不同交换机使用的高级语言不同. 不同交换机使用的高级语言不同.
SDL— SDL—功能描述语言
高级语言
是一种面向程序的软件设计语言, 是一种面向程序的软件设计语言 , 它独立于处理机, 且语句功能强. 它独立于处理机 , 且语句功能强 . 1980 CCITT推荐 CHILL语言 推荐CHILL 语言, 年 , CCITT 推荐 CHILL 语言 , 它适用于程 控交换系统编程的高级语言. 控交换系统编程的高级语言. 70, 1240—CHILL D70,S1240 CHILL 150—FSL语言(富士通系统语言) FSL语言 F-150 FSL语言(富士通系统语言) AXE-10—PLEX 爱立信) PLEX( AXE-10 PLEX(爱立信) AT&T—C语言(美国5ESS) AT&T C语言(美国5ESS)
软件识别故障的方法
控制混乱识别
无限循环识别 逻辑差错的识别
数据内容的检验 数据内容的检验
3.系统再组成 3.系统再组成
再启动处理是系统在组成后为了恢复呼叫处理 工作而设置的. 工作而设置的. 故障处理时间很短, 故障处理时间很短,则可以从呼叫处理的中断 点再起动,对呼叫处理没有影响. 点再起动,对呼叫处理没有影响. 故障处理时间较长, 故障处理时间较长,将正在呼叫过程中的呼叫 强行清除,不予保护. 强行清除,不予保护.把相关数据和硬件设备 恢复到原始状态,以保证系统进入正常运行. 恢复到原始状态,以保证系统进入正常运行.
4.再启动处理 4.再启动处理
0级再启动处理 1级再启动处理 2级再启动处理
5.故障诊断 5.故障诊断
诊断过程
由故障识别程序证实是故障后启动; 由故障识别程序证实是故障后启动; 由例行测试程序进行测试,发现由故障后启动; 由例行测试程序进行测试,发现由故障后启动; 由维护人员根据需要启动; 由维护人员根据需要启动;
诊断规则
在同一时间内,自动诊断和人工诊断只能执行其中的一种 , 在同一时间内 , 自动诊断和人工诊断只能执行其中的一种, 以在进行自动诊断时,人工诊断将备拒绝执行. 以在进行自动诊断时,人工诊断将备拒绝执行. 诊断中央处理机之前必须先诊断主存储器, 诊断中央处理机之前必须先诊断主存储器 , 以保证测试结 果正确. 果正确. 中央处理机和输出/输入子系统不能同时诊断, 中央处理机和输出/输入子系统不能同时诊断,因为在诊断 处理机时要用到输出输入子系统. 处理机时要用到输出输入子系统. 对中央处理器进行诊断时,如遇主用机发生故障, 对中央处理器进行诊断时 , 如遇主用机发生故障 , 则应停 止诊断,先进行主备切换. 止诊断,先进行主备切换.
必要性:提高CPU的利用率 必要性:提高CPU的利用率 CPU 基本原理: 基本原理: 将每一个呼叫分解为多任务分段分时执 内部处理快,输出处理慢,相差4~5 行(内部处理快,输出处理慢,相差4~5 个数量级) 个数量级)
一,多重处理
输入处理采用实时处理, 输入处理采用实时处理,内部处理和输出处理采用多重 并行处理
内部处理 输出处理
任务1 任务
内部处理1 内部处理 输出处理
任务2 任务
任务3 任务
串行 处理 多重 并行 处理
任务1 任务
内部处理2 内部处理 输出处理 输出处理 内部处理3 内部处理 内部处理4 内部处理
任务6 任务
任务11 任务
输出处理 输出处理
内部处理5 内部处理
我们可以看出: 我们可以看出: 宏观上看是并行的 宏观上看是并行的 微观上看是串行的 微观上看是串行的
汇编语言
对一些实时性要求严格的程序, 对一些实时性要求严格的程序,如 拨号数字接收,中断服务采用此语言. 拨号数字接收,中断服务采用此语言. 用汇编语言编写的程序占用处理机时间 存贮空间小,即运行效率高, 少,存贮空间小,即运行效率高,能满 足实时性要求. 足实时性要求.但汇编语言依赖于处理 器,不同的处理器所使用的汇编语言又 各不相同.因此,汇编语言的可读性差, 各不相同.因此,汇编语言的可读性差, 编写效率低. 编写效率低.
计数器 活动表 时间表
31
……
6
5
5
4
4
3
3
2
2 0
1
1 1
0
时间表结构
←对应于任务 对应于任务
1
31
1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1中有很多任务,具体 执行哪些任务由任务调度程序来管 理,时钟级采用时间表法进行调度; 时钟级采用时间表法进行调度; 基本级采用队列法任务调度. 基本级采用队列法任务调度.
7.3.2 时间表法任务调度
H,L级采用时间表法进行调度, 级采用时间表法进行调度, 级为例: 以H级为例:
拨号脉冲扫描周期—8 拨号脉冲扫描周期 8ms DTMF扫描周期 16ms DTMF扫描周期—16 扫描周期 16ms 位间隔扫描周期—96ms 位间隔扫描周期 96ms 96 用户扫描周期—200ms 用户扫描周期 200ms 200