第四章程控数字交换系统的软件4.1.1 程控交换软件的基本特点程控交换软件的基本特点是：实时性强、具有并发性、适应性强、可靠性和可维护性要求高。

一、实时性强。

2、在正常的情况下，实时性要求最为严格的是信号接受及信号处理程序。

（微秒级）3、相对而言，对时间要求最不严格的是运行管理功能。

（秒级）二、并发性和多道程序运行1、并发性就是在同一时间内执行多道程序。

2、采用多道程序运行，可以使处理机在一段时间内同时保持若干进程处于激活状态3、不同用户启动的呼叫处理进程实例可使用同一个程序代码，各进程实例的差别仅在于它们所处理的数据不同。

4、多个进程实例共用一个程序代码。

三、可靠性要求高1、可靠性指标是99.98%的正确呼叫处理及40年内系统中断运行时间不超过两小时.2、提高可靠性的措施有：（1）、对关键设备（如中央处理机、交换网络）采用冗余配置；（2）、采用各种措施及时发现已出现的错误，在交换机软、硬件出现故障时，迅速确定故障性质及其所在，如为硬件故障，则隔离故障部件，调用备用设备重新组成可工作的硬件系统，如为软件故障，则采用程序段的重新执行或再启动，予以恢复。

四、能方便地适应交换机的各种条件1、为了使交换机能适应不同交换局对交换机的具体要求，在交换机软件的设计中普遍采用参数化技术，使描述处理逻辑大程序部分与给予处理参量的数据部分分离。

2、可用局数据和用户数据来适应不同的局条件。

五、软件的可维护性要求高采用模块化、结构化设计方法，采用数据驱动程序结构，在编程时尽量采用有意义的标识符常数，建立完备、清晰的文档资料，把易随硬件更新、扩充而变化的软件部分相分离，采用虚拟机层次结构等，都有助于提高软件的可维护性。

4.1.2 程控设计的基本技术交换机软件的设计中，普遍采用了自顶向下、模块化、层次化、参数化、数据驱动程序、有限状态模型等基本设计技术和概念。

一、自顶向下设计和模块化。

1、系统---子系统----功能块----功能模块2、自顶向下设计的一个重要特征是对分解中的每一级而言，低一级的设计细节是“隐藏的”，只需确定各模块间的数据接口。

3、一个好的模块设计，应使得模块内部的关联性要强，模块间的关连性要弱，保证各模块的独立性。

二、层次结构和虚拟机概念1、层次结构中，各层之间只有单向依赖关系。

2、一个硬件模块、被一层或多层软件包围，这些硬件和软件共同组成一个虚拟机。

3、软件层次越多，则虚拟机显示的功能就越强。

三、参数化1、参数化技术就是在编制程序时对于程序中要用到的半固定数据（如描述交换机容量、硬件配置、路由组织、中继信令方式等方面的数据）暂不赋值，而是用参数来代替它们，仅在为每一台交换机安装时，根据交换局的要求再来确定这些参数的具体数值。

2、一般将这些参数的具体数值称为局数据和用户数据。

四、数据驱动程序1、数据驱动程序，就是根据一些参数查表来决定需要启动的程序。

2、这些程序结构的最大优点就是，在规范发生变化时，控制程序的结构不变，只需修改表格中的数据就可以适应规范的变化。

3、动作驱动程序结构。

4、数据驱动程序结构。

5、比较：动作驱动程序结构，当设计规范发生变化时，相应的程序结构要发生变化；数据驱动程序结构，规范发生变化时，其程序结构不变，只需修改表格中的数据就能适应修改后的规范。

五、有限状态机FSM和有限消息机FMM的概念。

1、系统的有限状态机描述是指能将系统（或进程）的状态定义为有限个状态，然后描述在每个状态下受到某个外部信号激励时系统作出的响应及状态转移的情况。

也就是说，系统（或进程）具有有限个非空状态集和有限的输入、输出信号集合。

2、FMM是一种软件功能模块，实际上是一组程序，是进程的功能描述，它描述了一个进程所具有的状态，在每一状态下可能接收到的消息以及接受到每个消息后应执行的动作，包括向外部发送的消息和转到的下一稳定状态。

4.1.3 程序设计语言规范描述语言SDL用于系统设计阶段，用来说明对程控交换机的各种功能要求和技术规范，并描述功能和状态的变化情况（开发阶段）；高级语言和汇编语言用来编写软件程序（运行阶段）；人机对话语言MML主要用于人机对话，在软件测试和运行维护阶段使用。

一、规范描述语言SDL1、“行为”是指系统在收到输入信号时的响应方式。

2、系统的有限状态自动机描述是指能将系统的状况定义为一系列（有限个）状态，然后描述在每个状态下受到某个外部激励信号时系统作出的响应和状态转移的情况。

3、SDL描述系统不同细节的三个表示层次是：系统、模块和进程。

三者之间，通过信道连接，进程之间通过信道路由来连接。

4、SDL具有两种表示形式。

一种称为SDL/GD，另一种为SDL/PR。

A、系统定义。

1、每个系统由几个用信道连接起来的模块组成。

2、将系统分成几个模块的依据是：使得模块大小适中，便于处理；能与实际的软件（硬件）划分相适应，与自然的功能划分相一致；使模块之间的交互作用减少最少。

3、系统结构的描述。

（6个）4、系统图的SDL/GR表示。

B、模块定义。

1、模块定义的项目。

（7点）2、模块SDL/GR表示。

C、进程定义。

1、进程是一种扩展的有限状态的自动机，它规定了一个系统的动态行为。

2、进程的组成。

（8点）一、汇编语言和高级语言。

（一）、汇编语言。

（二）、高级语言。

1、CHILL语言。

CHILL程序由数据对象描述、动作描述和程序结构描述三部分组成。

2、C语言。

三、人机对话语言MML。

1、MML语言是一种交互人机操作和维护命令语言，用于程控交换机的操作、维护、安装和测试。

2、MML语言包括输入语言、输出语言。

输出信息分为非对话输出和对话输出。

A、输入信息人机命令。

如用户线命令为：CREATE-SINGLE-SUBSCR：DN=K’2412401，EN=H’1010&1；B、输出语言。

1、非对话输出为特定事件（例如告警）出现或在执行一段较长时间的任务（例如话务统计）结束后的自动输出。

2、对话输出是对命令的回答，当操作人员输入的命令已被交换机正确执行后，即显示“命令已成功执行”的信息及命令执行后的相关结果；如命令有错或由于某种原因无法执行时，则输出拒绝执行的原因。

4.1.4 程控软件开发、生产的一般过程一、软件的开发软件开发的任务是根据性能及技术要求设计出符合一定质量标准的软件模块。

分为需求分析、软件设计、编程和测试几个步骤。

1、需求分析。

软件设计需求分析所要解决的问题是该软件应该“做什么”。

即根据设计要求提出软件系统应该完成的各项功能，输入输出数据形式以及硬件或其他软件系统的联系与界面等。

2、软件设计。

在软件设计阶段要解决所开发的软件“怎么做”的问题。

分为两步，即总体设计和详细设计两步。

总体设计着重解决设计问题。

详细设计要决定各个模块的具体算法。

3、编程。

编程是用高级语言或汇编语言写程序来完成软件设计阶段确定的各模块的功能，并通过相应的语言编程器转变为目标机的机器码。

4、测试。

（1）、测试的作用是保证所设计软件符合原设计要求，并尽量排除软件模块中存在的错误。

2）、测试的两种方法：黑盒方法和白盒方法。

3）、测试的三个步骤：单元测试、整体测试、系统测试。

二、软件的生产（生产满足交换局功能的软件）1、根据设计要求将所需程序模块链接起来生成程序文件。

2、根据交换局的软、硬件配置和运行环境生成局数据、用户数据文件。

三、软件维护软件维护是指在软件投入运行以后，为了改正错误或满足新的需要而修改软件的过程。

1、软件维护的内容。

包括三个方面：改正性维护、适应性维护、完善性维护。

A、改正性维护:改正性维护是在软件运行中发生异常或故障时进行的，这些故障是由于在软件开发过程中某个环节上隐错造成的。

通常以“补钉”的形式出现。

B、适应性维护:适应性维护是使运行能适应外部环境的变动。

主要是修改交换机的局数据C、完善性维护:完善性维护是为了扩充软件的功能，用以满足业务的发展和用户的要求。

4.2 运行程序的一般结构一、运行软件的基本组成。

1、程控交换机的运行软件是指存放在交换机处理机系统中，对交换机的各种业务进行处理的程序和数据的集合。

2、程控交换机的运行软件由程序和数据两大部分组成。

根据功能不同，程序又可分为系统程序和应用程序两大部分。

系统程序由操作系统和数据库系统构成，应用程序是直接面向用户，为用户服务的程序，包括呼叫处理、维护程序和管理程序三部分。

3、运行软件结构图。

二、数据数据分为半固定数据和暂时性数据。

1、半固定数据。

:半固定数据用来描述交换机的软、硬件配置和运行环境等信息。

分为局数据和用户数据。

（1）、局数据 A、局数据用来描述交换机的配置及运行环境。

B、局数据包括的内容。

（2）、用户数据A、用户数据用来说明用户的情况，每个用户都有其特有大用户数据。

： B、用户数据的内容。

C、用户数据、局数据和呼叫处理程序的关三、程序1、操作系统A、系统又称为执行控制程序，是处理机硬件与应用程序之间的接口，它统一管理系统中的软件、硬件资源，合理组织各个作业的流程，协调处理机的动作和实现处理机之间的通信。

B、操作系统的主要功能是任务调度、存储管理、进程之间的通信和处理机之间的通信、系统的防御和恢复。

C、任务调度的基本功能：D、存储器管理的基本功能：E、定时管理功能：F、消息处理程序的功能：G、故障处理程序的功能：2、呼叫处理程序：A、呼叫处理程序负责整个交换机中所有呼叫的建立，监视与释放，并完成对各种电话新业务的处理。

B、呼叫处理程序由硬件接口、信令处理、电话资源管理、呼叫控制、呼叫服务、计费处理等程序组成。

3、维护管理系统A、维护管理系统的主要功能是管理和维护交换机运行所需的局数据和用户数据，统计话务量和话费，及时发现和排除交换机出现的软件、硬件故障，使交换机正常运行。

B、维护管理系统包括数据管理子系统、话务统计子系统、维护子系统、测试子系统和计费处理子系统几部分。

4.3操作系统特点：程控交换机是一个实时处理系统，它的操作系统是实时多任务操作系统，其特点是是实时性强、可靠性要求高、能支持多任务操作。

4.3.1 操作系统的层次结构和核心层处理流程1、程控交换机的操作系统大都采用层次结构，整个操作系统的功能由核心层和若干模块组成。

2、核心层提供的三方面功能：（中断处理、任务调度、原语管理）4.3.2 操作系统接口A、操作系统接口图B、操作系统的两个界面：第一个界面是操作系统与其它软件模块之间的接口，操作系统工程通过次界面为其它软件模块提供支持。

在这个界面上的接口称为原语接口或系统调用接口。

第二个界面是操作系统与某些硬件的接口，通过此接口，操作系统为硬件资源进行管理，对输入输出进行控制。

该接口称为中断接口。

一、原语调用与原语接口1、原语过程：对应于每一条原语，在操作系统中都有一段程序。