Контроль работы ЭВМ




НазваниеКонтроль работы ЭВМ
Дата публикации09.05.2013
Размер50.8 Kb.
ТипЛекция
vbibl.ru > Информатика > Лекция
Лекция 3

Контроль работы ЭВМ

План лекции:

  1. Задачи и принципы построения системы контроля

  2. Принципы контроля передачи информации

  3. Контроль по совпадению

  4. Контроль с использованием четности



Задачи и принципы построения системы контроля


Процесс определения технического состояния и поддержания работы ЭВМ включает 4 этапа:

  1. контроль – обнаружение отказов и сбоев;

  2. классификация ошибок (отказ или сбой);

  3. диагностика – поиск причины ошибки (неисправности);

  4. коррекция, устранение ошибки, ремонт.

Для уменьшения потерь от сбоев и отказов, порождающих ошибки, надо предотвратить распространение ошибки в вычислительном процессе, так как в противном случае существенно удлиняются и усложняются процедуры проверки правильности работы программ, определения и устранения искажений в программе, данных и промежуточных результатах.

Для этого необходимо обнаруживать появление ошибки в выполняемых машиной преобразованиях информации возможно ближе к моменту ее возникновения. С этой целью надо иметь систему автоматического контроля правильности работы ЭВМ, которая при появлении ошибки в работе машины немедленно останавливает вычисления и производит диагностирование характера ошибки, с тем, чтобы при сбое автоматически восстанавливалась достоверность информации и выполнение программы и при этом был минимален повторяемый участок программы, а при отказе обслуживающий персонал был оповещен о необходимости ремонта ЭВМ.

Наличие такой системы освобождает пользователя от необходимости контроля правильности выполняемых машиной операций, что существенно при работе ЭВМ в системах реального времени, управляющих технологическими процессами.

Имеющаяся в машине система контроля используется также системой диагностики, поэтому трудно провести между ними четкую границу. Система контроля и диагностирования современных ЭВМ представляет собой сочетание аппаратных, микропрограммных и программных средств.

Обнаружение ошибок должно производится в машине непрерывно и, следовательно, не должно вызывать заметного снижения быстродействия. Поэтому эта задача обычно возлагается на быстродействующие аппаратные средства контроля, которые позволяют почти полностью совместить во времени основные и контрольные операции.

Так как ЭВМ является преобразователем информации, то любые выполняемые в ней операции можно свести к трем классам: передача информации, логические преобразования и арифметические преобразования.

При передаче информации кодовое слово передается в пространстве или во времени (при хранении в памяти). Эти операции являются взаимно однозначными, поэтому в них требуется осуществлять контроль по совпадению.

Логические преобразования в общем случае состоят в формировании по некоторым правилам из нескольких (одного или двух) входных двоичных слов одного выходного слова той же длины. При этом i-ый символ зависит только от значений символов входных слов, стоящих в той же позиции.

В арифметических преобразованиях из двух входных слов, задающих числовые операнды, вырабатывается в соответствии с некоторым алгоритмом результирующее выходное слово, причем значение двоичного символа в i-том разряде будет зависеть и от символов в других позициях входных слов.

Т.е., для построения системы автоматического контроля правильности работы ЭВМ необходимо иметь схемы контроля правильности передачи информации, логических и арифметических преобразований. В ряде случаев эта система дополняется средствами автоматической коррекции ошибок.

В основе построения автоматического контроля правильности работы (и коррекции ошибок) ЭВМ лежит принцип избыточности, предполагающий использование той или иной избыточности (временной, информационной, аппаратурной , алгоритмической) по сравнению с устройствами, работающими без контроля.

Временная избыточность предполагает дополнительные затраты времени на выполнение контрольных операций. Реализуется этот принцип, например, путем двойного просчета.

Информационная избыточность проявляется в использовании для представления команд и данных в ЭВМ кодов с дополнительными разрядами, используемыми в процедурах контроля (например, по четности).

Аппаратурная избыточность состоит в применении дополнительной аппаратуры для реализации контроля и коррекции ошибок, например, двух АЛУ, выполняющих параллельно одни и те же действия.

Алгоритмическая избыточность предполагает выполнение задачи по разным алгоритмам (программам) с проверкой результатов на совпадение. Этот принцип так или иначе реализуется через временную или аппаратную избыточность.

На практике системы автоматического контроля строят в основном на применении информационной избыточности с в сочетании с элементами избыточности других типов.
^

Принципы контроля передачи информации


При контроле передачи информации наибольшее распространение получили методы информационной избыточности, использующие коды с обнаружением и коррекцией ошибок.

Коды разделяются на равномерные (все слова содержат одинаковое число разрядов) и неравномерные. В ЭВМ применяются преимущественно равномерные коды. Для обеспечения контроля они должны быть избыточными.

Равномерные избыточные коды делятся на:

-разделимые – в которых избыточные разряды имеют постоянную позицию;

-неразделимые, где избыточные разряды явно не выделяются.

Способность кода обнаруживать ошибки определяется кодовым расстоянием – числом разрядов, в которых символы двух слов не совпадают.

Минимальным кодовым расстоянием dmin называется минимальное расстояние между двумя различными словами в этом коде. В неизбыточном коде dmin=1. Для разделимых избытыточных кодов dmin>1. Если dmin2, любые два слова в коде отличаются не менее, чем в двух разрядах, следовательно, любая одиночная ошибка приведет к появлению запрещенного слова и будет обнаружена. Если dmin3, то заменив запрещенное слово ближайшим к нему разрешенным словом, можно исправить ошибку.

В общем случае, для обнаружения ошибки кратности r необходимо иметь код, обладающий dminr+1. Для исправления ошибки кратности r необходимо иметь dmin2r+1.

Основные способы, применяемые при контроле передачи информации в ЭВМ:

а) Контроль по совпадению.

Контроль по совпадению является наиболее простым в реализации схемы аппаратного решения. Он реализуется за счет аппаратной избыточности. Схем требует поразрядного сравнения всех бит исходного и инвертированного переданного слова с помощью логической функции И – ИЛИ. Результат сравнения, отличный от нуля указывает на ошибку.

Преимущества способа:

  • минимальные затраты логических элементов;

  • высокое быстродействие.

Недостатки:

  • необходимость сохранения информации в источнике;

  • необходимость в дополнительных линиях для сравнения.

б) Код с проверкой четности (dmin=2).

Образуется путем добавления к информационным разрядам одного контрольного бита четности (информационная избыточность). В этот разряд записывается 0 или 1 так, чтобы сумма всех единиц слова была четной. Код с проверкой четности имеет небольшую информационную избыточность и не требует больших затрат оборудования. Поэтому он активно применяется в следующих областях:

  • контроль последовательной передачи данных;

  • считывание из памяти;

  • контроль передачи между регистрами.

Схема контроля четности реализуется за счет операции сложения по модулю 2, т.е. за счет последовательного каскадного включения элементов «исключающее ИЛИ» - операция «(+)».

Рассмотрим далее корректирующие контрольные коды, применяемые при передаче информации.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Контроль работы ЭВМ iconКонтроль работы ЭВМ (продолжение)
Рассмотрим далее корректирующие контрольные коды, применяемые при передаче информации

Контроль работы ЭВМ iconПлан лекции: Виды и операции технического обслуживания Организация эксплуатации ЭВМ
Эвм силами и средствами персонала ЭВМ. При этом виде обслуживания предполагается проведение регламентных работ, контроль технического...

Контроль работы ЭВМ iconДля ускорения прохождения “коротких” заданий на ЭВМ выбран пакетный...
Пакет считается готовым к вводу в эвм, если в нем задержится 5 заданий. Новый пакет вводится в ЭВМ после окончания обработки предыдущего....

Контроль работы ЭВМ iconЛабораторная работа №1 по дисциплине «эксплуатацияэвми систем»
...

Контроль работы ЭВМ iconПлан лекции: Задачи, решаемые вычислительными центрами Структура...
Создание вычислительных центров является способом повышения эффективности работы ЭВМ. Вычислительный центр объединяет технику различных...

Контроль работы ЭВМ iconЛекция 5 Система контроля неисправностей и обнаружения ошибок
Системы контроля ЭВМ представляют собой совокупность программных и аппаратных средств, использующихся для определения технического...

Контроль работы ЭВМ iconФизические основы элементной базы современных ЭВМ
Поколения ЭВМ и их элементная база. Роль полупроводниковых материалов в современных ЭВМ. Преимущества интегральных схем перед дискретными...

Контроль работы ЭВМ iconЮ. И. Лебеденко доцент каф. Эвм, к т. н
Широта охвата этого поля деятельности огромна. В неё включаются как проведение пуско-наладочных, ремонтных и профилактических работ,...

Контроль работы ЭВМ iconЮ. И. Лебеденко доцент каф. Эвм, к т. н
Широта охвата этого поля деятельности огромна. В неё включаются как проведение пуско-наладочных, ремонтных и профилактических работ,...

Контроль работы ЭВМ icon1. Понятие архитектуры ЭВМ. Языки, уровни и виртуальные машины ЭВМ
...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


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