Материал: Программное обеспечение узла телефонной связи

Программное обеспечение узла телефонной связи

Содержание

1. Понятие и общие сведения программного обеспечения ЭУС

.1 Языки программирования

.2 Функциональная структура ПО

. Структура ПО ЭУМ

.1 Внутреннее ПО

.2 Внешнее ПО

. Состав коммутационных программ

.1 Программы приёма информации

.2 Программы обработки вызова

.3 Программы выдачи последовательности периферийных команд

. Последовательность выполнения коммутационных программ в процессе обслуживания вызова

.1 Логическая и временная последовательность

.2 Обслуживание внутристанционного вызова

. Внешнее программное обеспечение

.1 Состав внешнего программного обеспечения

. Система автоматизации программирования

.1 Система автоматизации отладки программ (САОП). Этапы отладки программного обеспечения АТС. Требования к САОП

.2 Состав и функции системы испытательно-наладочных программ

. Практическая часть

. Контрольные вопросы

Введение

Общее направление научно-технического прогресса в современном обществе неуклонно ведет к усложнению взаимосвязи между различными звеньями общественного производства, увеличению информационных потоков в технической, научной, политической, культурной, бытовой и других сферах общественной деятельности.

Совершенно очевидно, что ни один процесс в жизни современного общества не может происходить без обмена информацией, для своевременной передачи которой используются различные средства и системы электрической связи. Прогресс коммутационной техники связан с новейшими достижениями и бурным развитием электронной и вычислительной техники и привел к созданию качественно новых систем автоматической коммутации. К таким системам относятся квазиэлектронные и электронные автоматические станции и узлы, в которых система управления построена на основе использования вычислительных средств.

Современные электронные системы коммутации строятся на основе временного деления каналов и использования импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Обычно системы такого типа называются интегрально-цифровыми системами связи ИЦСС, так как в основу их построения положен единый способ как передачи, так и коммутации дискретных сигналов.

Анализ особенностей отдельных сетей передачи информации, изучение требований пользователей, исследование тенденции развития новых информационных служб приводят к выводу, что средства связи могут стать наиболее эффективными только при условии объединения (интеграции) всех сетей связи в виде единой системы. Поэтому как у нас, так и за рубежом ведутся разработки основных концепций организации подробной интегральной сети, которая за рубежом по терминологии МККТТ названа Integrated Service Digital Network (интегральная сервисная цифровая сеть связи). В отечественной литературе используются некоторые термины, в частности цифровая сеть интегрального обслуживания ЦСИО. Главной целью ЦСИО является предоставление потребителю широкого круга услуг связи в рамках единой сети с высокими технико-экономическими показателями.

Выпускаемые в настоящее время электронные и квазиэлектронные системы коммутации имеют программный принцип построения управляющих устройств. Это означает, что в указанных системах все действия управляющих устройств заранее определены и регламентированы алгоритмом (программой) их функционирования, хранящимся в закодированном виде в памяти этих устройств.

1. Понятие и общие сведения программного обеспечения ЭУС

Выпускаемые в настоящее время электронные и квазиэлектронные системы коммутации имеют программный принцип построения управляющих устройств. Это означает, что в указанных системах все действия управляющих устройств заранее определены и регламентированы программой их функционирования, хранящейся в закодированном виде в памяти этих устройств.

Современные автоматические системы коммутации с программным управлением имеют ряд важных преимуществ, среди которых прежде всего следует отметить высокую надежность и малый объем оборудования АТС. Преимуществом новых систем коммутации является снижение эксплуатационных расходов за счет автоматизации и централизации процессов контроля за работоспособностью оборудования, поиска неисправностей и устранения повреждений путем переключения неисправного блока на резервный. Снижение эксплуатационных расходов обеспечивается также благодаря автоматизации процессов сбора статистических данных о параметрах поступающей телефонной нагрузки, качестве обслуживания вызовов и т.д.

Электронная управляющая система узла коммутации выполняет возложенные на неё функции, связанные с технической эксплуатацией в соответствии с заданными алгоритмами функционирования, под которыми понимают точные предписания о порядке выполнения его действий по реализации той или иной функции. Алгоритмы функционирования ЭУС могут быть описаны разными способами с различной степенью детализации: на естественном языке с необходимыми дополнениями графической и цифровой информацией либо на некотором формализованном языке. Совокупность описаний алгоритмов функционирования ЭУС образует алгоритмическое обеспечение АО.В принципе алгоритмическое обеспечение ЭУС может быть полностью или частично реализовано схемным или программным средствами. Соответствующий алгоритм функционирования должен быть представлен в виде программы, то есть в форме, воспринимаемой реализующей его ЭУМ. Приведенное определение программы является наиболее распространенным и может быть приемлемо при анализе программы с точки зрения алгоритмического и информационного содержания реализуемых ею процессов обработки информации. Однако в случае "алгоритмического" определения программы, последняя практически отождествляется с одним из видов программной документации (текстом программы в машинных кодах). В то же время представляется особым видом технических средств, к которым так же, как к аппаратурным средствам, применимы понятия проектирования, отладки (наладки), испытания, производства, технологии, эксплуатации, производительности, надёжности, экономичности и др. и на которые разрабатываются соответствующие виды конструкторской и эксплуатационной документации. Очевидно, что с этой точки зрения "алгоритмическое" определение программы является недостаточным. Так как оно не отражает большинства из перечисленных выше аспектов "технического" понимания программы. В смысле "технического" определения программа представляет собой специфическое техническое изделие, материализованное в памяти ЭУМ в виде совокупности машинных команд, реализующее заданный алгоритм преобразования исходной информации в нужный результат и сопровождаемое необходимым комплектом конструкторской и эксплуатационной документацией.

.1 Языки программирования

Программное обеспечение (ПО) ЭУМ - это совокупность программ и данных, обеспечивающих выполнение ЭУС основных, дополнительных и вспомогательных функций.

Часто под программным обеспечением подразумевается не только совокупность программ, но еще и сопроводительную документацию к ним (инструкции по использованию, описание используемых языков программирования и т. д.). Сама по себе сопроводительная документация не является программным продуктом, но без нее понять и разобраться в программном обеспечении, понимаемом в узком смысле этого слова не возможно.

В настоящее время разработаны и используются языки программирования: CHILL - язык высокого уровня, ориентированный на создание ПО систем реального времени (для написания и отладки программ);

SDL - язык описаний и спецификаций, описывающий алгоритмы работы СКПУ;

MML - язык общения (диалога) "человек - машина", на нем проектируются средства исполнительной ОС.

Перечисленные языковые средства составляют фундамент ПО СКПУ, так как являются по существу основой инструментальных средств для разработки алгоритмов, написания и отладки программ, эксплуатационно-технического обслуживания действующих СКПУ.

Элементарными структурными частями программы являются команды. Команда представляет собой минимальный по смысловому содержанию элемент программы, определяющий на некоторой промежуток времени действия ЭУМ по преобразованию (обработке) информации. Назовём информацию, преобразование которой выполняется ЭУМ по заданной программе или которая используется в процессе выполнения программ, данными.

Необходимо отметить, что программное обеспечение совместно с аппаратурой ЭУМ является средством обработки информации. Поэтому оперативные данные, преобразование которых выполняется ЭУМ с помощью программного обеспечения, то есть данные, являющиеся предметом обработки, не относятся к ПО.

1.2 Функциональная структура ПО

Как и в любом ПО большого объема в ПО СКПУ присутствуют все три его составляющие типа: инструментальное, прикладное и системное. Состав ПО СКПУ приведен на рис.1

Инструментальное программное обеспечение (ИПО) предназначено для автоматизации проектирования программ на различных уровнях - от уровня алгоритмов до уровня машинных команд. Автоматизация процесса проектирования программ основывается на использовании специальных систем автоматизации проектирования (САПР), соответствующих различным уровням разработки ПО. Объем и сложность ПО СКПУ диктует необходимость использования следующих САПР:

. САПР на основе языка спецификаций. Разработка любой программы начинается с проектирования алгоритма ее решения.

Рис.1 Состав программного обеспечения СКПУ.

Алгоритм задачи оформляется в виде блок-схемы, состоящей из ряда условных обозначений. В качестве первичных описаний алгоритмов функционирования СКПУ МККТТ рекомендует использовать язык SDL (Specification and Description Language), основанный на представлении систем коммутации в языке конечных автоматов.

Система автоматизации проектирования на основе языка SDL обеспечивает автоматическое преобразование алгоритма функционирования СКПУ, описанного в терминах языка SDL, в программу на одном из языков программирования. Такая САПР в качестве составных элементов содержит:

программу верификации, обеспечивающую автоматический поиск логических ошибок в первичном описании алгоритмов СКПУ;

программу структуризации, обеспечивающую автоматическое преобразование первичного описания алгоритмов СКПУ к структурному виду, соответствующему требованиям структурного программирования.

·   САПР на ЯВУ реального времени. В настоящее время разработаны несколько языков высокого уровня, специально ориентированных на создание программного обеспечения систем реального времени. Наиболее характерными примерами таких языков являются языки Ада, Модула и CHILL. Последний разработан под эгидой МККТТ и ориентирован на разработку ПО электронных СКПУ, что нашло свое отражение в названии этого языка CHILL - сокращение от CCITT High Level Language (язык высокого уровня МККТТ). Применение этого языка способствует увеличению производительности труда программистов, поскольку в нем используется целый ряд конструкций, специально предназначенных для разработки программ поддержки функционирования систем реального времени.

·   САПР на машинно-зависимом языке высокого уровня. Использование данного типа языков дает программисту все преимущества обычного ЯВУ и вместе с тем позволяет учитывать архитектурные особенности конкретной ЭВМ, входящей в состав управляющей системы. Примером может служить язык PL/M-86, на котором разработано практически все программное обеспечение ЭАТС-200. В рассматриваемую САПР входит программа компилятора, обеспечивающая перевод программ на язык машинных команд.

·   САПР на языке ассемблера. Языки низкого уровня типа ассемблера используются для разработки программ с нормированным временем выполнения. В состав САПР на языке ассемблер входят следующие программы:

транслятор, обеспечивающий автоматическое преобразование программ с языка ассемблера в язык машинных команд;

редактор связей (компоновщик), служащий для объединения различных частей одной программы в единый программный модуль.

Неотъемлемой частью САПР всех уровней являются программы работы с текстовой информацией. Эти программы предназначены для создания и редактирования текстов программ, написанных на различных языках программирования. В процессе редактирования текста можно производить, например, размножение отдельных строк, перемещение частей текста, контекстный поиск или замену, исправление информации в пределах одной или нескольких строк и т. д. Предусматривается возможность редактирования одновременно нескольких текстов, например созданных в различное время. В этом случае может производиться сравнение, сортировка, объединение текстов и т. д. Кроме того, программы работы с текстовой информацией дают возможность производить перенос текстов, запись и считывание на (внешние носители информации (магнитные диски, ленты и т.д.).

Работа с текстовой информацией осуществляется, как правило, в режиме диалога с программистом и с использованием так называемых экранных редакторов текста. Последние обеспечивают отображение на экране дисплея как самого текста, так и всех процедур по его редактированию, что дает пользователю максимум удобств.

Прикладное программное обеспечение (ППО) СКПУ (рис.1) может быть разбито на основное и вспомогательное. Основное прикладное программное обеспечение содержит программы и данные, предназначенные для обеспечения функционирования ЭВМ в процессе управления СКПУ, т. е. обеспечивает все этапы технологического процесса установления соединений. Вспомогательное ППО используется на этапе разработки основного ППО и подготовки АТС в эксплуатацию. Оно используется для автономной и комплексной отладки, испытания основного ППО, а также для генерации программного обеспечения каждого конкретного экземпляра АТС.

Основное ППО состоит из коммутационных, административных и программ техобслуживания. Коммутационные программы предназначены для управления процессом установления соединения на станции (определение состояния абонентской линии, прием номера вызываемого абонента, контроль за состоянием разговорного тракта, обработка всех видов сигнализации и т.д.). Административные программы служат для удовлетворения запросов абонентов и администрации сети связи (управление абонентскими и станционными данными, контроль телетрафика и сбор статистической информации, управление учетом стоимости разговора, выдача различного рода справок и т.д.). Программы техобслуживания обеспечивают поддержание в работоспособном состоянии аппаратно-программных средств СКПУ (контроль оборудования с целью выявления неисправностей, диагностика отказавшего устройства, локализация неисправности, включение в работу восстановленных устройств и т.д.).

Вспомогательное ППО содержит системы автоматизации отладки, испытательных программ и генерации основного ППО. В задачу системы автоматизации отладки входит прежде всего верификация, под которой понимают обнаружение и устранение допущенных при разработке основного ППО ошибок. Большой объем и сложность основного ППО СКПУ, необходимость работы в реальном масштабе времени и взаимодействие с многочисленными внешними устройствами делает процесс отладки чрезвычайно сложным. Система автоматизации отладки дает разработчику удобные и эффективные средства управления процессом выполнения отлаживаемых программ, включающие принудительную остановку их выполнения с выведением промежуточных результатов работы, имитацию необходимых для отладки ситуаций, учет временных соотношений и т. д. Система генерации основного ППО необходима для подготовки ПО для каждой конкретной станции. Эта система обеспечивает учет конкретных особенностей отдельных экземпляров АТС (емкость, число и коды направлений, категории абонентов и т.д.). Система испытательных программ предназначена для проверки правильности функционирования оборудования и ПО СКПУ после его установки на объекте без подключения на станцию реальной нагрузки (трафика). Эти же программы находят применение при расширении емкости станции, обеспечивая проверку работоспособности вновь установленного оборудования.