План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев




Скачать 81.27 Kb.
НазваниеПлан лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев
Дата публикации16.03.2013
Размер81.27 Kb.
ТипЛекция
vbibl.ru > Информатика > Лекция
Лекция 6

Автоматическое восстановление вычислительного процесса после сбоев


План лекции:

  1. Методы автоматического восстановления вычислительного процесса

  2. Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев

  3. Повторение команд ввода-вывода и канальных команд

  4. Восстановление после сбоев в периферийных устройствах



Методы автоматического восстановления вычислительного процесса


Почти 75% ошибок ЭВМ приходится на сбои, следовательно, восстановление вычислительного процесса после сбоев является важной проблемой.

Для реализации восстановления необходимо вводить в программу контрольные точки, от которых возможно начинать повторное выполнение команд. Средства восстановления могут быть программными, микропрограммно-аппаратурными и аппаратными. Выбор конкретных средств зависит от назначения и структуры ЭВМ, а также от типа сбоев, который определяется местом его возникновения.

При сбоях в памяти используют аппаратный метод, корректирующие коды. При сбоях процессора чаще применяются аппаратно-микропрограммные и программные методы.

Программные методы - это метод контрольных точек и метод повторения команд.

При использовании метода контрольных точек периодически запоминается информация о текущем состоянии процесса с целью продолжения работы после сбоя с той точки, в которой произошло запоминание информации.

Программный метод повторения команд обеспечивает восстановление всей необходимой информации для повторения команды, которая не была выполнена из-за сбоя и повторное ее выполнение.

Основной проблемой при повторении команд процессора является изменение исходных данных (операндов) команды. Так, например, многие команды процессора выполняются в соответствии с формулой:

операнд 1(*) операнд 2=> операнд 1,

где (*)— символ операции.

Для повторения команд при сбое необходимо сохранение операндов.

Повторение неправильно выполнившейся операции может осуществляться как микрокомандное повторение, когда архитектура машины такова, что контролируется правильность каждой микрооперации, сохраняются без искажений операнды микроопераций и в случае возникновения ошибки при выполнении микрооперации делается попытка повторить ее заданное число раз. Такой метод микрокомандного повторения реализован в управляющем вычислительном комплексе повышенной живучести.

Однако такой подход, вполне обоснованный для управляющих комплексов с повышенными требованиями к живучести, обнаруживает недостатки при применении его к высокопроизводительным машинам общего назначения из-за дополнительных аппаратурных затрат и снижения быстродействия из-за потерь времени на передачи, связанных с сохранением операндов микроопераций.

Обычно при выполнении команды происходят события, (например, изменение значения операнда в памяти), влияющие на процедуру восстановления. Такие события называются порогами. Система восстановления должна иметь средства контроля прохождения порогов.

В командах процессора имеется порог повторения, при прохождении которого исходные данные команды изменяются. Обычно этот порог фиксируется специальным триггером изменения исходных данных. При возникновении сбоя и регистрации состояния ЭВМ в момент сбоя по состоянию этого триггера программа восстановления может распознать, возможно повторение команды или нет. Если порог повторения не пройден, выполняется повторение команды. В противном случае необходимо повторение программы с последней контрольной точки.

Сравнение программных и аппаратурно-микропрограммных средств восстановления показывает, что недостатками первых являются трудоемкость их разработки, непроизводительные затраты времени на организацию и хранение промежуточных данных, усложнение ОС. Аппаратурно-микропрограммная реализация функции восстановления является отражением общей тенденции аппаратурной поддержки некоторых частей ОС. Благодаря ей упрощается обслуживание ЭВМ, сокращается число остановов системы.
^

Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев


Для обеспечения аппаратурно-микропрограммного повторения операции, выполнявшейся ЭВМ в момент сбоя, необходимо:

  • Сохранение информации об операции, выполнявшейся в ЭВМ в момент сбоя;

  • Устранение последствий сбоя для того, чтобы в дальнейшем они не вызывали других ошибок;

  • Восстановление состояния определенных индикаторов, имевших место до сбоя;

  • Наличие исходных данных для выполнявшейся операции;

  • Организация повторной попытки выполнения операции.

Последовательность действий при аппаратурно-микропрограммном восстановлении приведена на рисунке в предыдущей лекции. Здесь контрольные точки основной программы приводят к выполнению всего контрольного алгоритма при наличии сигнала прерывания от схем контроля. При обнаружении схемами контроля машинной ошибки производится «замораживание» состояния ЭВМ, т.е. прекращается выполнение команд на всех уровнях совмещения и регистрация состояния ЭВМ в оперативной или специальной памяти. Затем происходит восстановление адреса команды, во время выполнения которой произошел сбои и повторное её выполнение.

При успешном восстановлении производится запись информации о сбое в системный журнал регистрации для ведения статистики и продолжается нормальная работа ЭВМ.

Обычно микропрограммы команд проверяют, пройден ли порог повторения, т.е. имело ли место изменение исходных данных. При изменении исходных данных команда выполняется по альтернативной микропрограмме.

Существуют следующие способы сохранения исходных данных:

а) запоминание исходных данных, которые могут быть изменены, в специальной памяти. В таком случае при возникновении сбоя измененные исходные данные восстанавливаются из специальной памяти и команда повторяется.



Процедура выполнения таких команд в нормальном режиме и при сбое показана на рис.6.1

Сохранение исходных данных, особенно при длинных операндах, усложняет микропрограммы, увеличивает время выполнения команды. Рассмотрим далее способы сохранения исходных данных, позволяющие сократить объем запоминаемой информации.

б) блокировка изменения первого операнда в командах формата “регистр - регистр” и “регистр-память”. В этих командах загрузки запись результата в общие регистры происходит в последней микрокоманде. Сохранность первого операнда достигается благодаря тому, что сигнал ошибки от схем контроля блокирует запись в общие регистры. Сама микрооперация записи выполняется с задержкой, достаточной для обнаружения ошибки схемами контроля процессора. Такое решение позволяет обойтись без запоминания исходных данных;

в) запоминание адреса второго операнда. Используется, например, в командах загрузки. Адрес второго операнда после вычисления запоминается в регистре хранения Х (в рабочей области местной памяти). Запись в общие регистры в процессе выполнения команды вызывает установку триггера изменения исходных данных (ТИД). При возникновении .ошибки команда повторяется согласно блок-схеме, приведенной на рис.6.2, где дан пример повторения команды ЗАГРУЗКА. Ранняя ошибка (до установки ТИД) вызывает повторение команды без каких-либо изменений. Поздняя ошибка (после установки ТИД) вызывает ветвление в начале команды по ТИД = 1 и восстановление эффективного адреса второго операнда из регистра хранения X. Такое решение позволяет отказаться от необходимости сохранения содержимого регистра базы и восстановления при повторении;



г) запоминание изменяемой части первого операнда с последующим восстановлением исходного значения при повторении по сбою. Это решение используется для повторения команд десятичной арифметики. Запоминание первого операнда по мере его обработки, а также счетчика байт производится в рабочей области местной памяти. При появлении ошибки после восстановления адреса команды и ее повторной выборки выполняется анализ ТИД (рис.6.3), который был установлен в 1 при записи результата на место первого операнда в ОП. После ветвления по ТИД=1 микропрограммно выполняется восстановление измененных байт первого операнда, и команда выполняется сначала;

д) запоминание счета успешно обработанных байт с целью продолжения выполнения команды при повторении. Это решение используется для повторения логических команд. Состояние счетчика байт, который считает число обработанных байт, запоминается в рабочей области местной памяти (рис. 6.4). Запись информации в ОП приводит к установке ТИД. При повторении команды в результате ошибки состояние ТИД вызывает ветвление в микропрограмме команды. Для обновления адреса операнда используется значение счета успешно обработанных байт. При этом обработка начинается непосредственно с байта, на котором была зафиксирована ошибка;




е) контрольные точки микропрограммных команд. В некоторых командах для фиксации этапа выполнения команды используются контрольные точки, значения которых запоминаются в регистре контрольных точек. Ошибка, возникшая при выполнении команды, вызывает повторение при котором восстанавливается состояние регистра контрольных точек, и выполнение команды продолжается с последней контрольной точки.

^

Повторение команд ввода-вывода и канальных команд


Основную трудность при повторении команд ввода-вывода вносит изменение положения носителя данных. Вследствие этого повторение команд ввода-вывода возможно при сочетании аппаратурно-микропрограммных и программных средств восстановления.

Повторение команд ввода-вывода на аппаратурно-микропрограммном уровне возможно до некоторого порога, определяемого началом связи с устройством по интерфейсу. Если порог аппаратурно-микропрограммного повторения команды ввода-вывода пройден, производится прерывание ввода-вывода и записываются слово состояния канала (ССК) и дополнительная информация, содержащие данные, уточняющие место, и условия, соответствующее ошибке. При этом восстановление выполняется на программном уровне с помощью специальных программ для соответствующего устройства, так как при этом требуется восстановление исходного положения носителя.

Упрощенная схема организации повторения команды ввода-вывода показана на рис. 6.5. Для указания возможности повторения команды ввода-вывода предусмотрены триггеры порогов (на рис. 6.5 для простоты показан один триггер порога, определяющий возможность аппаратурно-микропрограммного повторения). Ошибки по отношению к этому порту условно разделены на ранние и поздние ошибки во время передачи данных. При возникновении машинных ошибок в каналах выполняется регистрация состояния ЭВМ и анализ порога повторения каналов.

Если повторение возможно, команда ввода-вывода повторяется, если повторение невозможно, каналы, затронутые ошибкой, записывают свои слова состояния и дополнительную информацию об ошибке.

Если повторение было возможным и прошло успешно, для регистрации состояния ЭВМ в регистрационном файле выполняется прерывание от схем контроля. Машинная ошибка во время передачи данных вызывает прерывание ввода-вывода с записью ССК и дополнительной информации, содержащей код повторения, который показывает, на каком этапе выполнения находилась команда ввода-вывода. После этого восстановление выполняется на программном уровне с использованием программ восстановления.



^ Восстановление после сбоев в периферийных устройствах

Восстановление после сбоев периферийных устройств (ПУ) обычно выполняется с помощью программных средств. Для этого в операционных системах для всех типов ПУ имеются программы обработки ошибок.

Программа обработки ошибок ПУ анализирует тип ошибки и при сбое устройства уточняет состояние ПУ и пытается устранить сбойную ситуацию путем многократного повторения начальной программы, при выполнении которой произошел сбой. Число повторений зависит от типа ошибок и ПУ.

Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconРешение Ultravr для аварийного восстановления инфраструктуры Vmware
Таким образом, все клиенты обеспокоены вопросами обеспечения безопасности данных, быстрого восстановления обслуживания и простого...

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconМетодика восстановления речи у больных с акустико-гностической афазией
В восстановительном процессе также важно учитывать различия раннего и резидуального этапов восстановления

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconКурсовая работа по дисциплине: «Методы и средства защиты информации»
Шифрование выбираем методом xor, так как он быстр и работает для шифрования и восстановления информации

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconТехники восстановления зрения помоги себе сам Лекции Жданова В. Г....
Начинаем наше первое занятие в Народном университете здорового образа жизни по методу Геннадия Андреевича Шичко. Курс будет посвящен...

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconЛекции Жданова В. Г. «Верни себе зрение» в шести частях
Естественный метод восстановления зрения. Коррекция зрения по методу Шичко-Бейтса

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconРеферат Способ восстановления деградированных земель и территорий,...
Проблема противодействия опустыниванию больших территорий является официально признанной приоритетной жизненноважной проблемой всероссийского...

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconНужен новый план Маршалла n086 lembergs court leta baza jpg Фото...
Два года спустя после Второй мировой войны, в 1947 году, Соединенные Штаты Америки предложили Западной Европе план, который получил...

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconАтлас самопомощи энергетические практики восстановления организма
Ш36 Атлас самопомощи. Энергетические практики восстановления организма. [Текст] — спб.: Вектор, 2009. — 224 е., ил. — (На пороге...

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconАнкета для определения стоимости восстановления бухгалтерского учета
Для определения стоимости восстановления бухгалтерского учета необходимо заполнить и выслать по эл адресу или факсу анкету

План лекции: Методы автоматического восстановления вычислительного процесса Аппаратурно-микропрограммные методы восстановления процессора после сбоев iconПсиходидактические методы формирования экологического сознания младших школьников
В статье представлены методы, формирующие экологическое сознание младших школьников при организации образовательного процесса на...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница