Устройство для сбора и анализа данных о работе электронной вычислительной машины

Устройство для сбора и анализа данных о работе электронной вычислительной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоРском свидетельств

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (») 522502 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 26, 12.74 (21) 2088123/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.76.:бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 18.11.76 (51) М. K-.

G 06 F 15/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) У ЛК 6 81. 32 6 (088. 8) (72) Авторы изобретения

О. И. Семенков, В. В. Грек и В. Н. Забпоцкий (71) Заявитель

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА И АНАЛИЗА ДАННЫХ О РАБОТЕ

ЭЛЕКТРОННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для сбора данных, характеризующих функционирование программных и аппаратных средств электронных и вычислительных машин (ЭВМ) с последующим применением этих данных для повышения эффективности использования ЭВМ, улучшения алгоритма диспетчеризации вычислительного процесса и при моделировании вновь разрабатываемых ЭВМ и систем. О

Известны устройства дпя сбора и анализа данных о работе ЭВМ, содержащие блок управления устройством, блок управления накопителем на магнитной ленте, блок визуального вывода, блок усиления, вход которого 5 через последовательно соединенные переключатель и блок согласования соединен с входом устройства.

Однако, во-первых, отсутствует возмож ность оперативно управлять ходом экспе- 2О римента> т.е, изменять типы измеряемых событий, а также их логические комбинации, так как и то,и другое задается вручную с помощью коммутационной панели. Во - BTD рых, функциональные возможности устройст- 25

2 ва ограничены измерением эффективности использования компонентов ЭВМ и их логических комбинаций, а также получением усеченных гистограмм, Например, гистограмма кодов операций считается усеченной, если регистрируется частота повторения не каждого кода операции, а типов кодов операций.

11ель изобретения — повышение эффективности работы устройства.

Достигается это благодаря тому, что в устройство введены блоки коммутации, сопряжения, отбора данных, два ассоциативных запоминающих блока, процессор и блок печати, причем блок отбора данных соединен с.блоком управления устройством, выходом блока усиления и через блок коммутации, подключенный к блоку управления устройством, с ассоциативными запоминаюшими блоками, выходы которых через блок сопряжения, соединенный с блоком управления устройством, подключены к процессору, Выходы последнего подключены соответственно к блокам визуального вывода и печати, а через блок управления накопит

522502 лем на магнитной ленте-к накопителю на магнитной ленте.

Кроме того, в устройстве блок отбора данных содержит анализатор, регистр маски анализатора, селектор, счетчик и сумматор, первый вход которого соединен с первым выходом счетчика, вход анализатора соединен с выходом регистра маски анализатора, управляющие входы блока подключены соответственно к управляющим входам анализатора селектора, счетчика, регисъра маски анализатора и второму входу сумматора, выходы блока соединены соответственно с выходами селектора, сумматора, анализатора и вторым выходом счетчика; информационйые входы анализатора и селектора подключены к входу приема усиленных сигналов.

Ассоциативный запоминающий блок в устройстве содержит регистр опроса, регистр О маски опроса, дешифратор адреса, матрицу ассоциативных признаков, регистр матрицы, индикатор, узел адресации, накопитель основной информации, регистр накопителя и узел управления, выход узпа управления подключен к управляющему входу регистра опроса, один выход которого соединен с первым входом регистра матрицы, другой выход через последовательно соединенные регистр маски опроса и дешифратор адреса подклю- 3О чен к первому входу матрицы ассоциативных признаков, один выход которой через регистр матрицы соединен с вторым входом матрицы ассоциативных признаков, другой выход которой через последовательно соединенные индикатор и узел 35 адресации подключен к первому входу накопителя основной информации. Выход накопителя через регистр накопителя соединен с вторым входом накопителя основной информации.Выходы блока соединены соответственно с 4О выходами регистра матрицы, регистра накопителя и индикатора, а входы блока соединены соответственно с входами регистра опроса, узла управления, регистра маски опроса и регистра накопителя, 45

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для сбора и анализа данных о работе

ЭВМ; на фиг. 2 — схема блока отбора данных; на фиг. 3 — схема ассоциативного

50 запоминающего блока, Входы коммутатора 1 подключены к контрольным точкам исследуемой ЭВМ, а выходы через блок 2 согласования и блок 3 усилитепя-к входам блока и отбора данных, у который позволяет из множества входных сигналов выделить некоторое подмножество, требуемого для конкретного эксперимента, а также выполняет функции обработки собираемых статистических данных. 6О

Ь

"лок 4 отбора данных связан с блоком 5 упРавления устройством, содержащим намять команд, схему исполнения команд, схему поиска свободной ячейки и генератор тактс вых импульсов>и блоком 6 коммутации,ко торый содержит набор логических схем И

ИЛИ и под воздействием блока 5 управления устройством осуществляет передачу информации либо в ассоциативный запоминающий блок 7, либо в блок 8, Оба ассоциативных запоминающих блока 7 и 8 индентичны и предназначены для хранения данных, поступающих из блока 4 отбора данных, а также статистической информации об этих данных, Блоки 7 и 8 соединены с блоком 9 сопряжения, который связан с блоком 5 управления устройством и процессором 10.

Блок 9 сопряжения реапизует стандартный интерфейс ввода — вывода для связи с процессором 10 и обеспечивает вывод собранных статистических данных с любого ассоциативного запоминающего блока 7 или 8, Через блок 9 сопряжения производится также перезагрузка памяти команд блока 5 управления устройством новыми алгоритмами измерения.

Процессор 10 соединен с блоком 11 гечати, используемым для связи пользоватепя с операционной системой мини-ЭВМ, а также — с блоком 12 визуального вывода и герез блок 13 управления накопителем на магнитной ленте с накопителем 14 на магнитной ленте.

Процессор 10 предназначен для хранения алгоритмов измерений, аккумулирования очередных порций статистических данных блока 7 (8), обработки этих данных, предста ления их на экране блока 12 и записи на магнитную ленту, Сигналы, поступающие с выхода блока 3 усиления, можно разделить на две группы.

Первая группа — это адреса команд, адреса данных, коды операций, состояния процессора, каналов и периферийных устройств исследуемой ЭВМ; вторая группа — это идентификаторы перечисленных выше сигналов., (индентификатор — сигнал, показывающий, что в момент его появления возникает новое состояние).

Например, идентификатором команды является строб команды, генерируемый в процессоре исследуемой ЭВМ после дешифраций нового кода операции, Первая группа сигналов по линии 15 (см фиг. 2) поступает в селектор 16, а вторая по линии 17 в анализатор 18, который связан с регистром 19 маски анализатора.

522502

Совместное применение анализатора 18 и программируемого регистра 19 маски позволяет выделять только те идентификаторы которые необходимы для проведения конкретного эксперимента. 5

Селектор 16 содержит программируемыи входной регистр и матрицу переключающих вентилей. Путем изменения содержимого вхоц. ного регистра производится отбор сигналов, необходимых для данного эксперимента. 10

Блок 4 содержит сумматор 20 накапливающего типа, связанный со счетчиком 21, имеющимвход 22 для добавления единиц.

Регистр 23 опроса, выполненный в виде счетчика (см, фиг. 3) и входящий в состав 15 блока 7 (8), связан с регистром 24 матрицы и через регистр 25 маски опроса и дешифратор 26 адреса — с входами матрицы 27 ассоциативных признаков, кроме того, регистр 23 опроса по входу 28 добав- 0 ления единиц связан с узлом 29 управления.

Матрица 27 ассоциативных признаков используется для хранения признаков, поступающих из регистра 23 опроса.

Регистр 24 матрицы используется при выполнении операций запись/чтение и своими входами и выходами связан с матрицей ассоциативных признаков, которая также подключена через индикатор 30иузел31 адресации к накопителю 32 основной информации.

Индикатор 30 содержит набор детекторов и шифратор адреса и используется для установления равенства неравенства содер жимого регистра 23 опроса и содержимого одной из ячеек матрицы 27 ассоциативных признаков.

Накопитель 32 основной информации используется дпя запоминания числа появлений признаков, их длительностей, комбина40 ций и т.п.

Каждой ячейке накопителя 32 основной информации соответствует единственная ячейка матрицы 27 ассоциативных признаков и первая выбирается всякий раз, когда уста45 новлен индикатор соответствующей матрицы ассоциативных признаков.

Накопитель 32 основной информации связан с регистром накопителя, который используется для выполнения операций за50 пись/чтение.

Устройство работает с использованием программируемых алгоритмов измерений, которые реализуются следую;цим набором основных операций:

Запись по адресу (ЗПАДР)

- в регистр 23 опроса помещается адрес, по которому записывается содержимое регис» тра 24 матрицы и регистра 33 накопителя, 6

Ч т е н и е и о а д р е с у (ЧТ.АЙР)

- в регистр 23 опроса помещается адрес, по которому считывается информация в регистр 24 матрицы и регистр 33 накопителя.

О п р о с (ОПРС) — содержимое регистра 23 опроса через регистр 25 маски опроса сравнивается со всеми словами, хранящимися в матрице 27 ассоциативных признаков по критерию "РАВНО", в результате чего для ячейки с равным содержимым в индикаторе 30 устанавливает ся индикатор и в блок 5 управления устройством через блок 6 коммутации поступает сигнал "РАВНО," в противном случае — сигнал

"HE РАВНО", Запись нового (ЗПНВ) — содержимое регистра 24 матрицы и регистра 33 накопителя запоминается в первой свободной ячейке.

Запись по признаку(ЗППР) — содержимое регистра 33 накопителя запоминается в ячейке, для которой в индикаторе 30 установлен индикатор РАВНО".

Чтение п о признаку (ЧТ ПР)

- содержимое ячейки, для которой установлен индикатор "РАВНО", считывается в регистр 33 накопителя, Маскирование (МАСК) — производится подавление части признака, хранящегося в регистре 23 признака.

Перед началом измерений пользователь сообщает операционной системе мини- ЭВМ следующую информацию: тип алгоритма ис мерений»какая информация и в какой форме должна выводитьсяна блок 12; время, через которое необходимо изменять информацию на экране блока 12 (время индикации), необходимость записи данных на архивную ленту накопителя 14.

Получив указанную информацию, процессор

10 сбрасывает блок 4 отбора данных, блок5 управления устройством, ассоциативные запоминающие блоки 7,8 и загружает память команд блока 5 управления устройством выбранным алгоритмом измерений, По окончании загрузки блок -5 управления устройством устанавливает направление передачи информции с выхода блока 6 коммутации в блок 7 и состояния, требуемые заданным алгоритмом измерений, для следующих регистров: регистра 19, регистра 25 маски опроса и входного регистра селектора 16, а также выдает сигнал в анализатор 18, разрешающий его работу, При возникновении любого немаскируемс го идентификатора анализатор 18 выдает сигнал в блок 5 управления устройством, по которому информация, присутствующая на лин и 15. через селектор 16 и блок 6 ком522502

8 состояний, а в соответствующих ячейках накопителя 32 основной информации- суммарные длительности этих состояний за время индикации, Измерение числа повторений. В этомрежиме одновременно с загрузкой регистра

23 опроса производится добавление единицы в счетчик 21, далее передача содержимого счетчика 21 в сумматор 20, сброс счетчика 21, выполнение ОПРС, При получении из индикатора 30 сигнала "РАВНО" блок 5 управления устройством выполняет ЧТПР, передачу содержи

) мого регистра накопителя в сумматор 20.

15 сложение, передачу результата сложенияв регистр накопителя, ЗП, ПР, сброс сумматора 20 и регистра накопителя, переход в состояние ожидания нового идентификатора.

20 При поступлении сигнала "НЕ РАВНО" выполняется следующая последовательность операций: содержимое сумматора 20 передается в регистр 33 накопителя, а содержимое регистра 23 опроса — в регистр

25 матрицы, ЗП. НВ, сброс регистра накопителя, регистра матрицы, сумматора, ожидание нового идентификатора.

Алгоритм может использоваться для измерения числа появления таких событий, 30 как адреса команд, адреса данных, коды операций.

За время индикации в блоке 7 (8) накапливается гистограмма по измеряемому событию.

35 Измерение длин линейных участков программ, В этом режиме процессор 10 з гружает память команд блока 5 управления устройством не тоиько алгоритмом измерений, но и командами перехода, сушест вующими в системе команд данной ЭВМ. мутации поступает в регистр 23 опроса блока 7, Информация, поступившая в регистр 23 опроса, используется в качестве ассоциативного признака, над которым выполняется последовательность действий, предписанных алгоритмом измерений, Рассмотрим работу устройства при выполнении некоторых алгоритмов измерений.

Измерение длительностей, В этом режиме совместно с сигналом, разрешающим работу анализатора 18, блок 5 управления устройством разрешает поступление импульсов от генератора тактовых импульсов (ГТИ в счетчик 21 по входу 22, тем самым измеряется длительность сигнала на основе счетно-импульсного метода.

Для обеспечения различной разрешаюшеи способности при измерении длительностей

ГТИ может быть также программируемым

При появлении идентификатора блок 5 управления устройством наряду с загрузкой регистра 23 опроса производит следующие операции: прекращает добавление импульсов в счетчик 21, передает содержимое счетчика 21 в сумматор 20, сбрасывает счетчик 21, разрешает добавление импульсов в счетчик 21 и выполняет команду OIlPC, Если из индикатора 30 через блок 6 коммутации в блок 5 управления устройством поступает сигнал "РАВНО", то блок5 выполняет ЧТ,ПР, передачу содержимого регистра 33 накопителя через блок 6 ком мутации в сумматор 20, сложение, передачу результата через блок 6 коммутации в регистр 33 накопителя, ЗП.ПР и сброс регистра 33 накопителя и сумматора 20, Устройство ожидает появления нового иден тификатора.

Если же поступает сигнал "НЕ РАВНО", то содержимое сумматора 20 через блок6 коммутации передается в регистр 33 накопителя, а содержимое регистра 23 опросав регистр 24 матрицы и выполняется ЗП.

НВ, после которой производится сброс сумматора 20, регистра накопителя и регистра матрицы, Устройство ожидает возникновения новс го идентификатра.

Данный алгоритм может использоваться для измерения длительностей нахождения процессора, каналов, периферийных устройств в возможных для них состояниях. Применяя 55 операцию маскирования можно измерять длительности состояний отдельных компонент и их логических комбинаций, В результате про» работки алгоритма в матрице 27 ассоциативных признаков хранятся типы возникших 60

Используя команду ЗП.АДР, блок 3 управления устройством пересылает команды перехода в матрицу 27 ассоциативных признаков и настраивает селектор 16 и анализатор 18 на выдэление соответственно кодов операций и строба команды.

После появления идентификатора и загрузки регистра 23 опроса, блок управления устройством выполняет команду ОПРС.

При получении сигнала НЕ РАВНО из индикатора 30, в счетчик 21 добавляется единица и устройство переходит в состояние ожидания нового идентификатора.

Если пришел сигнал "РАВНО", то блок управления устройством передает соде жимое счетчика 21 через блок 6 коммутации в регистр 23 опроса, сбрасывает счетчик 21, выполняет ОПРС.

522502

В случае получения сигнала "НЕ РАВНО" > блок управления устройством передает содержимое регистра опроса в регистр 24 матрицы, выполняет ЭП. НВ, после чего сбрасывает регистр накопителя, регистр матрицы и сумматор, Устройство ожидает возникновения нового идентиФикатора.

При получении сигнала "РАВНО", блок5 управления устройством выполняет IT.ÏÐ, передачу содержимого регистра 33.накопи- )0 теля в сумматор 20, добавление единицы в счетчик 2 1, передачу содержимого счетчика 2 1 в сумматор 20, сложение, передачу резуль тата в регистр накопителя, 311,ПР, сброс счетчика 21, регистра накопителя, сумма- 15 тора и переходит всостояние ожидания нового идентификатора.

За время индикации для каждой команды перехода накапливается гистрограмма линейных участков. 20

Поскольку алгоритмы программируемы, то пользователь может легко модифицировать конкретный алгоритм измерений, Например, алгоритм измерения длительностей легко модифицировать так, чтобы 25 получать не только суммарное время по определенному состоянию, но и гистограмму длительностей.

По истечении времени индикации, процессор 10 через блок 9 сопряжения передает в блок 5 управления устройством управляющий сигнал, по которому блок 5, завершив очередной цикл отработки, меняет направление передачи информации с выхода блока 6 коммутации в блок 8 и посылает управляющий сигнал в узел 29 управления блока 7.

Узел 29 управления начинает выполнять в цикле командУ ЧТ.АДР, модифицируя по входу 28 содержимое регистра 23 опроса.

После полной перекачки содержимого блока 7 в память процессора 10, последний, используя программы визуального вывода, осуществляет индикацию собранной информации на экране блока 12 и при необхо45 димости записывает ее на архивную ленту 14.

Описанный цикл работы повторяется до подачи пользователем команды прекращения измерений или до замены старого алгоритма измерений новым, Для реально существующих ЭВМ устрои50 ство позволяет. решать задачу адаптации конфигурации ЭВМ и ее операционной системы к реальной входной нагрузке с целью оптимизации производительности ЭВМ, 55

Ф ормула изобретения

1. Устройство для сбора и анализа данных о работе электронной вычислительной

60 машины, содержащее блок управления устройством, блок управления накопителем на магнитной ленте, блок визуального вывода, блок усиления, вход которого через последовательно соединенные коммутатор и блок согласования соединен с входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я темь что1 с целью повышения эффективности работы устройства, в него введены блоки коммутации, сопряжения, отбора данных, два ассоциатив ных запоминающих блока, процессор и блок печати, причем блок отбора данных соединен с блоком управления устройством, выходом блока усиления и через блок коммутации, подключенный к блоку управления устройством, с ассоциативными запоминающими блоками, выходы которых через блок сопряжения, соединенный с блоком управления устройством, подключены к процессору, выходы которого подключены соответственно к блокам визуального вывода и печати, а через блок управления накопителем на магнитной ленте — к накопителю на магнитной ленте, 2. Устройство поп. 1, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что в нем блок отбора данных содержит анализатор, регистр маски анализатора, селектор, счетчик и сумматор, первый вход которого соединен с первым выходом счетчика, вход анализатора соединен с выходом регистра маски анализатора, управляющие входы блока подключены соответственно к управляющим вх дам анализатора, селектора, счетчика, регистра маски анализатора и второму входу сумматора, выходы блока соединены соответственно с выходами селектора, сумма.— тора, анализатора и вторым выходом счетчика, информационные входы анализатора и селектора подключены к входу приема уси-. ленных сигналов, 3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что в нем ассоциативный запоминающий блок содержит регистр опроса, регистр маски опроса, дешифратор адреса, матрицу ассоциативных признаков, регистр матрицы, индикатор, узел адресации, накопитель основной информации, регистр накопителя и узел управления, выход которого подключен к управляющему входу регистра опроса, один выход которого соединен с первым входом регистра матрицы, другой выход через последовательно соединенные регистр маски опроса и дешифратор адреса подключен к первому входу матрицы ассоциативных признаков, один выход которой через регистр матрицы соединен с вторым входом матрицы ассоциативных признаков, 522502

1ч

1 ! ! ! ! !

Г. ! юг. D

Составитель А. Шеренов

Техред Г. Родак K0pp«»p H. Ковалева

Заказ 4974/412 Тираж 864 П одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная. 4 другой выход которой через последовательно соединенные индикатор и узел адресации подклк.чен к первому входу накопителя основной информации„выход которого через закис-тр накопителя соединен со вторым вхо;ом юкопителя основной информации, выхоГ

I ! ! ! ! ! ! ! ! !

l ! !

L ды блока соединены соответственно с выход дами регистра матрицы, регистра накопите ля и индикатора, входы блока соединены соответственно со входами регистра опроса, узла управления, регистра маски опроса и регистра накопителя.