Устройство для сбора данных о работе операционной системы

 

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1024934

puDG 06F 1 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3341572/18-24 (22) 01.07.81 (46) 23 06.83. Бюл. 23 (72) А.Х. Ганитулин и Б.И. Синеокий (53) 681.325(088.8) ,(56) l. Авторское свидетельство СССР !

М 499566, кл.G 06 F 9/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 443391, кл. 6 06 F 15/36, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ . О РАБОТЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕИЫ, содержащее входную группу элементов И, М счетчиков, выходную группу элементов И, узел включения времени, генераторы грубого и точного времени, коммутатор, N регистров текущих значений, и блоков сравнения, и регистров имен программ, выход каждого j-го (j=1,2,...,N) регистра текущих значений соединен с первым входом )-го блока сравнения, к второму входу которого подключен выход j-ro регистра имен программ; выход каждого )-го блока сравнения соединен с соответствующим входом коммутатора, установочный вход устройства подключен к входу каждого j-го элемента И входной группы, выходы которых соединены с соответствующими установочными входами

j-го счетчика, к управляющему входу

j-ro счетчика подключен j-й выход ервой группы выходов коммутатора, выход

j-ro счетчика соединен с первым входом )-го элемента И выхоДной группы, к второму входу которого подключен считывающий вход устройства, вторая группа .выходов коммутатора соединена с первыми входами узла включения времени, j-й выход группы выходов которого подключен к синхровходу )-. го счетчика, выход генератора грубого времени соединен с первым входом уз" ла включения времени, к второму выходу которого подклЮчен выход ге" нератора точного времени, а к третьему входу - вход разрешения устройст" ва, выходы элементов И выходной груп-. пы соединены с информационным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит первую группу элементов запрета и Й вторых групп. элементов запрета, группу из N

l первых элементов ИЛИ, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, М первых групп элементов задержки, и первых групп элементов И, N триггеров, вход- 1 ной регистр, вторую группу элементов задержки, счетчик имен, причем. инфор" мационный вход устройства соединен с первым входом элементов запрета пер. вой группы, к второму входу. элементов запрета первой группы подключен вход. запрета устройства, выходы элементов 1 )

: запрета первой группы соединены с ин" © формационным входом входного регист- :рффи .ра, выход входного регистра подключен к входу элементов задержки второй фр группы и входу третьего элемента ИЛИ, р выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом входного регистра, выход третьего элемента ИЛИ подключен к единичному входу каждого .J"ro (j 1,2,...,N) триггера и управляющему входу каждого j-го регист., ЗЭК ра текущих значений, выход j-горегистра имен программ соединен с входом )-го первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элементов запрета j-й второй группы, выходы элементов запрета j-й второй

1024934 группы соединены с входом j ãî ре- гистра имен программ, выход каждого

j-ro блока сравнения подключен к нулевому входу j-го триггера, j -му входу второго элемента ИЛИ, выходы элементов задержки второй группы соединены с входами элементов задержки первой группы, информационным входом регистра текущих значений с номером

1 и вторыми входами элементов запрета j-й второй группы, выходы элементов задержки j-й первой группы подключены к первым входам элементов

И j--й первой группы, вторые входы которых соединены с единичным выходом

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь" зовано в системах сбора статистических данных о работе программ операционной системы. 5

Известно устройство для сбора и выдачи данных о работе ЗВМ, содержащее блок согласования и коммутации, блок управления, блок выделения типа события, регистр характеристики события, регистр типа события, шифратор типа события, шифратор характеристики события, запоминающий блок, блок сопряжения и отметчик времени..устройство осуществляет сбор и накопле- 15 ние на магнитной ленте данных î работе ЗВМ на двух уровнях детализации: уровне устройств и уровне регистров как для всех устройств ЭВМ; так и дл отдельно взятых устройств либо раз- 20 личных их сочетаний jl) .

Недостатками этого устройства являются большие затраты времени центрального процессора и емкости оперативной памяти на работу обслуживаю- 25 щей программы, а также необходимость последующей обработки собранной информации.

Наиболее близким к изобретению тех. ническим решением является устройство З0 для сбора статистических данных о работе программ ЗВМ, которое содержит блок регистрации, блок формирования времени, коммутатор, блок анализа адресов и кодов операций. В состав блока регистрации входят входные элеJ-ro триггера, выходы элементов И

j-й первой группы (j 1,2,...,й-1) подключены к входам элементов задержки

j-й первой группы (1=2,3,...,N), информационному входу j-го (j=2,3,...,N) регистра текущих значений и вторым входам элементов запрета j--й "второй группы (j=2,3,...,N), выходы элементов И последней первой группы соединены с входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика имен и входу второго элемента ИЛИ, выход счетчика имен является выходом обращения устройства.

2 менты И,,счетчики и выходные элементы И. Блок формирования времени содержит схему включения времени и генераторы точного и грубого времени.

Блок анализа адресов и кодов операций включает входные элементы И, регистры текущих значений, схемы сравнения и регистры заданных значений(2). .Недостатком известного устройства является невозможность осуществления автоматического сбора данных аб использовании программ операционной системы обращение к которым носит вероятностный характер и определяется .входным потоком заданий, проходящих через вычислительную систему.

Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства за счет обеспечения сбора данных о работе программ оперативной системы, вызов которых определяется входным потоком заданий пользователей.

Цель достигается тем, что в устройство сбора данных о работе операционной системы, содержащее входную группу элементов И, и счетчиков, выходную группу элементов И, узел включения времени, генераторы грубого и точного времени, коммутатор, Й регистров текущих значений, и блоков сравнения, N регистров имен программ, выход каждого j -го (j=l,2,...,N) регистра текущих значений соединен с первым входом -го блока сравнения, к второму входу которого подключен выход j ãî регистра имен программ, 3 1024 выход каждого j -го блока сравнения соединен с соответствующим входом коммутатора, установочный .вход устройства подключен к входу каждого

З.-го элемента И входной группы, выходы которых соединены с соответствующими установочными входами j-ro счетчика, к управляющему входу j ãî

1О счетчика подключен j-й выход первой группы выходов коммутатора, выход

3-го счетчика. соединен с первым входом j-ro элемента И выходной группы, к второму входу которого подключен считывающий вход устройства, вторая группа выходов коммутатора соединена с первыми входами узла включения времени, j-й выход группы выходов которого подключен к синхровходу j-го счетчика, выход генератора грубого времени соединен .с первым входом узла включения времени, к второму входу которого подключен выход генератора точного времени, а к третьему входу - вход разрешения устройства, 25 выходы элементов И выходной группы соединены с информационным выходом устройства, введены первая группа элементов запрета и Й вторых групп элементов запрета, группа из Й первых элементов ИЛИ, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, Й первых групп элементов задержки, N первых групп элементов И, N триггеров, входной регистр, вторая группа элементов 35 задержки, счетчик имен, причем информационный вход устройства соединен с с первым входом элементов запрета первой группы, к второму входу элементов запрета первой группы подключен вход 40 запрета устройства, выходы элементов запрета первой группы соединены с информационным входом входного регистра, выход входного регистра подключен к входу элементов задержки вто- 4S рой группы и входу третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом входного регистра, выхЬд третьего элемента ИЛИ подключен к единичному вход, у) каждого j-ro (j=l,2,...,N) триггера и управляющему входу каждого j-го регистра текущих значений, выход j-ro регистра имен программ соединен с входом j-го первого элемента ИЛИ,. выход которого подключен к первому входу элементов запрета j-й второй группы, выходы элементов запрета j --й второй группы соединены с входом j --ro регистра имен программ, выход каждо934 4 го j-го блока сравнения подключен к нулевому входу j-го триггера, j--му входу второго элемента ИЛИ, выходы элементов задержки второй группы соединены с входами элементов задержки первой группы, информационным входом регистра текущих значений с номером

) 1 и вторыми входами элементов запрета j-й второй группы, выходы элементов задержки j-й первой группы подключены к первым входам элементов

И j""й "первой группы, вторые входы которых соединены с единичным выходом

j-ro триггера, выходы элементов И

)-й первой группы (j=1,2,...,Й-1) подключены к входам элементов задержки j-й первой группы (j=2,3,...,N) информационному входу j-го (j=2,3, ...,Й) регистра текущих значений и вторым входам элементов запрета j-й второй группы (j=2,3,...,N), выходы элементов И последней первой группы соединены с входом четвертого, элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счетчика имен и входу второго элемента ИЛИ, выход счетчика имен является выходом обращения устройства.

На фиг . 1 представлена функциональная схема предлагаемогО устройст" ва; на фиг. 2 - функциональная схема коммутатора; на фиг. 3 - схема узла включения времени.

Устройство содержит (фиг. 1) вход" ной регистр 1, nepsye группу элементов 2 запрета, второй 3 и третий 4 элементы ИЛИ, выходные группы элементов И g, вторую группу элементов б, задержки, вторую группу элементов 7 запрета, первые элементы ИЛИ 8, входные группы элементов И 9, счетчики 10> первые группы элементов 11 задержки, регистры 12 текущих значений, блоки.

13 сравнения, регистры 14 имен программ, первые группы элементов И 15, триггеры 16, коммутатор 17, узел 18. включения времени, четвертый элемент

ИЛИ 19, счетчик 20 имен, генератор 21 грубого времени, генератор 22 точного времени, информационный вход 23 устройства, вход 24 запроса, установочный вход 25, считывающий вход 26, вход 27 разрешения, информационные выходы 28 и выход 29 обращений устройства.

Коммутатор 17 (фиг. 2) представляет собой двухпозиционный многополюсный переключатель и содержит переключающие контакты 30, контакты 31

934 6

Выход j-ro счетчика 10 подключен к первому входу j-й группы элементов 5, к второму входу которой подключен вход 26.

Группа выходов коммутатора 17 подключена к первым входам узла 18, j-й выход группы выходов которого под- ключен к третьему входу j-го счетчика 10. Выход генератора 21 подключен к первому входу узла 18, к второму входу которого подключен выход генератора 22, а к третьему входувход 27 устройства. Выходы групп элементов 9 являются информационными ка 20 - выходом 29 обращений.

Элементъ коммутатора 17 соединены следующим образом. Входы коммутатора подключены к контактам 30. Контакты

31 подключены к второй группе выходов коммутатора, а каждый j -й (j

1 2,,N) контакт 32 подключен к -му выходу первой группы выходов коммутатора.

Элементы узла включения времени соединены следующим образом. Каждый

j-й вход первых входов узла подключен к единичному входу j --ro триггера 33. К нулевому входу каждого J -го триггера 33 подключен вход 27 разрешения. Единичный выход j --ro триггера

33 подключен к первому входу j --го элемента 34, к второму входу каждого элемента 34 подключен контакт 35.

Первый вход узла !8 подключен к контакту 36, а второй - к контакту 37.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистры 14, Входы обнуления не показаны. Признаки анализа всех программ OC равны многоразрядные коды имен программ OC

Если одноразрядный признак анализа программ ОС, поступающий из ЭВИ на второй вход первой группы элементов 2, имеет единичное знаЧение (данные об обращении к этой программе солиза программы ОС имеет нулевое значение (данные о программе собирать нужно), код имени программы с выхода первой группы элементов 2 поступает в регистр 1. Код имени программы с выхода регистра 1 поступает на вход элемента 4, в результате чего на вы5 1024 первой позиции и контакты 32 второй позиции.

Узел 18 включения времени (фиг.3) содержит триггеры 33 включения времени, элементы И 34, переключающий контакт 35, контакты 36 первой позиции и контакты 37 второй позиции, Элементы устройства соединены следующим образом. К первому входу регистра 1 подключен выход первой груп- 1ф пы элементов 2. С первым входом группы элементов 2 соединен информационный вход 23 устройства, с вторым входом - вход 24. Выход регистра 1-подключен к входу группы элементов 6 и 1р выходами устройства, а выход счетчивходу элемента 4. К второму входу регистра 1 подключен выход элемента 3.

Выход элемента 4 подключен к единичному входу каждого 1-го (j=1,2,...,Й где N - количество имен программ, фиксируемых одновременно в устройстве) триггера 16 и первому входу каждого j-го регистра 12. Выход каждого

j-го регистра 12.подключен к.первому

;входу j -го блока 13, к второму входу которого подключен выход j -го регистра 14. Выход j--го регистра 14 подключен одновременно к входу j --.го элемента 8, выход которого подключен к первому входу j--й группы элементов 7,.выход которой подключен к входу j-ro регистра 14.

Выход каждого j-го блока 13 подключен к нулевому входу j-го триггера 16, входу элемента 3 и входу ком35 мутатора .17. Выход группы элементов

6 подключен к j-й (1 = 1) группе элементов 11, j -ro (j = 1) регистра 12 и второму входу j-й (j = 1) группы элементов 7. Выход каждой j-й группы 4 счетчики 6 и счетчик 20 обнулены. элементов 11 подключен к первому входу j-й группы элементов 15, второму входу которой подключен единичный вы- нулю. По входу 23 на первые входы ход j-ro триггера t6. Выход каждой групп элементов 2 поступают из ЭРИ

j-й (1=1,2,...,N-1.) группы элементов

15 подключен к входу j -й (j. 2,3,..., N) группы элементов 11, второму входу 1 -го (j=2,3,...,N) регистра 12 и второму входу j- é (j=2,3,...,N) группы элементов 7. Выход последней

50 группы элементов 15 подключен к вхо- бирать не нужно), код имени програмду элемента 19, выход которого под- мы ОС теряется. Если же признак анаключен к входу счетчика 20 и входу элемента 3. Установочный вход 25 подключен к входу каждой 1-й группы элементов 9, выход которой подключен к первому входу 1 -го счетчика 10, к второму входу которого подключен J -й выход группы выходов коммутатора 17.

/ 102 ходе этого элемента появляется единичный сигнал. Этим сигналом производится установка в единичное состояние триггера 16, подготавливающих к

5 работе группы элементов 15, и обнуление регистров 12. Задержанный на группе элементов 6 код имени программы (время задержки выбирается так, что перед приемом кода имени программы обеспечивается обнуление регистров 12) поступает íà j -й регистр 12 и второй вход j -й группы элементов 7. На первый вход j -й

15 группы элементов 7 поступает нулевой сигнал с выхода j-ro элемента 8 (поскольку регистр 14 находится в нулевом состоянии), разрешающий прием кода имени программы через j-ю

20 группу элементов 7 в регистр 14. После приема кода имени программы в

j-e регистры 12 и 14 3-й блок 13 выдает .единичный сигнал на j --й "вход коммутатора 17, нулевой вход j -го триггера 16 и вход элемента 3 для об25 нуления регистра 1.. Триггер 16, устанавливаясь в нулевое состояние, запрещает продвижение кода имени программы через j-ю группу элементов 15 .

4ерез коммутатор 17, установленный ао 30 вторую позицию (" частотный режим"), единичные сигналы с выходов блоков 13 и соответствующие контакты 30 и 32 поступают на первую группу выходов коммутатора. Сигнал cj-го выхода пер- З5 вой группы коммутатора 17 заносит в

j -й счетчик 10 единицу. . При дальнейшем поступлении .кодов новых имен программ ОС, не зафиксированных в регистрах 14, они последова- 40 тельно занимают свободные регистры

14, что обеспечивается установкой триггеров 16 в единичное состояние.

Если все регистры заняты, а во входной регистр 1 поступает код имени 45 программы, не равный кодам имен программ, хранящихся в регистрах 14, этот код, пройдя последовательно через и групп элементов 11 и групп элементов 15, поступает на вход элемен- 50 та 19. На выходе этого элемента появляется единичный сигнал, который уве. личивает содержимое счетчика 20 и обнуляет через элемент 3 регистр 1.

Таким образом, в счетчике 20 оказы" вается зафиксированным количество обращений к программам, для хранения имен которых не хватило регистров 14.

Если на вход регистра l,ïîñòóïàåò код имени программы, уже имеющийся

4934 8 на одном из регистров 14, например с номером 3 (1 с CiN), этот код не записывается в другой свободный регистр 14, а только проходит сравнение с кодом на -м блоке 13 и единичный сигнал с выхода 8 -го блока 13 поступает на -й вход коммутатора 17. Сигнал с 3 --го выхода первой группы выходов коммутатора увеличивает значение

0-ro счетчика 10 на единицу.

В случае необходимости измерения времени прохождения какой-либо части программы коммутатор 17 переключается в первую позицию ("временной режим") °

В этом случае единичные сигналы с выходов блоков 13 через контакты 30 и 31 поступают на выход второй группы коммутатора. При возникновении единичного сигнала на 1-м выходе второй группы коммутатора 17 j -й триггер

33 узла 18 устанавливается в единичное состояние. В результате этого подготавливается к работе j -й элемент 34.

В зависимости от положения переключателя (первая позиция — "грубо" или вторая позиция - "точно") через контакты 35 и 36 или 35 и 37 и j --й элемент 34 на вход j -го счетчика 10 проходят сигналы грубого или точного времени. Время выполнения программ определяется путем подсчета в счетчиках 10 .меток времени, вырабатываемых генератором грубого времени либо генератором точного времени (например, секундные метки вырабатывает генератор грубого времени, а микросекундные - генератор точного времени).

Поскольку времена выполнения про грамм отличаются, а разрядность счетчиков 10 фиксирована, наличие в составе устройства генераторов как грубого, так и точного времени позволяет определять времена выполнения программ, различающихся по временам реализации. После окончания выполнения, программ по сигналу, поступающему по входу 27, производится установка триггеров 33 в нулевое состояние. В результате, в счетчиках

10 фиксируется значение времени выполнения программ.

Через группы элементов 9 производится занесение с входа 25 кодов счетчиков. Эти коды поступают из ЭВИ и представляют собой количество обращений к конкретным программам ОС при выполнении на ЭВИ предшествующего потока заданий. Необходимость такого занесения кодов возникает при сборе

1024934

10 обобщенных данных в работе программ

0С при прохождении через,ЗВМ различных потоков заданий за фиксированное время. Выдача данных. из устройства осуществляется через .группы элементов 5 по сигналу, поступающему на вход 26. После сбора данных об обращенйи к и программам ОС целесообразно запретить дальнейший сбор данных о программах, сделав с помощью спе1О циальной вспомогательной программы признаки анализа этих программ ОС равными .единице. Тем самым будет обеспечен сбор данных уже о других программах 0С, к которым будет иметь место обращение из потока заданий пользователей и признаки анализа которых равны нулю. Если же необходимо получить данные относительно конкретных программ ОС, после начального об- 2О нуления регистров 14 в них необходимо занести соответствующие имена программ ОС.

Устройство для сбора данных о работе ОС позволяет сократить время, не- 25 обходимое для получения данных об использовании программ ОС. Действительно, пусть.ОС включает в свой состав М программ, а совокупность заданий пользователей, выполняемых на ЭВМ за время Т, использует п(па М) программ.

Предположим, что в известном и предлагаемом устройствах содержится й(Й« И) регистров для одновременного запоминания имен программ, которые вызываются из заданий пользователей.

Тогда для исследования всех программ

ОС с применением известного устройства необходимо время Т1, равное

Т =МЛ ° Т

Применение предлагаемого устройства обеспечивает исследование OC эа время Т

Tg =- ° Т+- -T и и

N N где .Ту - время работы вспомогательной программы изменения значений признаков анализа.

Так как в современных ЭВИ п ас N, при значении М = 1487 ТЭ составляет порядка 155-175 с, пренебрежимо мало по сравнению с временем Т, составляющим 12-24 ч, выигрыш во времени равен

W — = — (Ти И Т И

) ъ

Т и Т 4.Т и

При указанных соотношениях М и и выигрыш во времени составляет 2,83-3,1 раза.

1024934

1024934 а аз 4397/46

Подпиское

Филиал ППП "Патект"„ г.Ужгород,ул.Проехткал,4