Среднее Заочное отделение / 8 семестр / Эксплуатация программного обеспечения сетей телекоммуникаций / 2. Краткая характеристика языковых средств

Краткая характеристика языковых средств, используемых при разработке программного обеспечения сетей телекоммуникаций с программным управлением

При разработке программного обеспечения систем коммутации с программным управлением (СКПУ) МККТТ рекомендует использовать следующие языковые средства: язык, предназначенный для описания алгоритмов работы систем коммутации с программным управлением, - язык описаний и спецификаций (язык SDL); алгоритмический язык программирования высокого уровня реального времени для написания и отладки программ (язык CHILL); язык, обеспечивающий взаимодействие человека с управляющей ЭВМ (язык MML).

Язык описаний и спецификаций SDL впервые был определен рекомендациями МККТТ серии Z.100 в 1976 году (Оранжевая книга). Как и любой алгоритмический язык высокого уровня, он имеет свой алфавит, синтаксис и семантику. SDL предназначен для облегчения взаимодействия между специалистами при формализованном рассмотрении структурных и поведенческих свойств коммуникационных систем.

Основной областью применения SDL является описание различных аспектов поведения систем реального времени. Возможными применениями являются:

· обслуживание вызова в коммутационных системах;

· поддержка работоспособности и исправление сбоев в общих телекоммуникационных системах;

· управление системой (например, управление перегрузками, процедуры модификации и расширения возможностей);

· вопросы сопровождения и функционирования, управление сетями;

· протоколы передачи данных.

В общем случае, SDL может быть использован для описания поведения любого объекта, допускающего описание с помощью дискретной модели; иными словами, объект поддерживает связь со своей окружающей средой с помощью дискретных сообщений.

SDL может быть использован для неформальной (и/или формально неполной) спецификации системы на высоком уровне, для полуформальной спецификации и для детальной спецификации. В зависимости от той среды, которая будет пользоваться осуществленной спецификацией, многие аспекты описания некоторой системы могут быть оставлены на уровне соглашения между разработчиком спецификации и тем, кто будет ею пользоваться.

Язык программирования высокого уровня МККТТ CHILL разработан по рекомендации МККТТ как средство для создания программного обеспечения АТС с программным управлением. При разработке использовался опыт, приобретенный при разработке и использовании таких языков программирования высокого уровня, как Паскаль, Алгол, PL/1. Полное формальное описание языка CHILL приведено в Рекомендации МККТТ Z.200.

Программа, написанная на языке CHILL, должна содержать три обязательные компоненты:

· описание объектов данных;

· описание действий, которые должны выполняться над объектами данных;

· описание структуры программы.

Описание объектов данных, являющихся информационными единицами программы, производится с помощью операторов описания и операторов определения. Описание действий производится с помощью операторов действий, задающих как конкретные операции, выполняемые над объектами данных, так и порядок выполнения этих операций. Структура программы задается оформлением описаний, определений и действий в виде специальных программных единиц, которые определены в CHILL.

Следует отметить, что наряду с другими в CHILL определена программная структура PROCESS, которая используется как средство описания параллельных действий во времени. Включение в состав языка программной структуры PROCESS и определяет CHILL как язык реального времени.

Каждому объекту данных в CHILL должен быть предписан определенный тип, задающий совокупность свойств, присущих некоторому множеству возможных значений объекта, его внутреннюю структуру, метод доступа к значению. Тип определяет также набор допустимых операций, которые могут выполняться с объектом данных.

Язык общения (диалога) человека с ЭВМ MML впервые был определен рекомендациями МККТТ серии Z.300 в 1988 году (Синяя книга). Он может использоваться, чтобы облегчить функции технической эксплуатации и обслуживания встроенных систем программного управления различных типов на электронных АТС. В зависимости от национальных требований, MML может также использоваться, чтобы облегчить установку и приемочные испытание таких систем.

MML содержит особенности, которые достаточны для гарантии того, что все уместные функции для технического обслуживания, установки и приемочных испытаний встроенных систем программного управления могут быть выполнены.

Основные особенности языка MML следующие:

· MML обеспечивает последовательный интерфейс, который является легким для изучения и удобным новичками также как экспертам, делающий возможным ввод команд и интерпретацию откликов удобными для всех пользователей;

· MML гибок, позволяя оптимизировать разработку системы применительно к решаемым задачам. Это обеспечивается наличием разнообразных форм ввода/вывода команд, включая прямой ввод, меню и формы;

· MML приспосабливаем к различным видам персонала и к различным национальным языкам и организационным требованиям;

MML имеет открытую структуру, т.е. дополнение любой новой функции или требования не оказывает никакого влияния на существующие

Программное обеспечение ЭВМ – это организованная совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих программ и соответствующих им данных, предназначенных для обеспечения целенаправленной работы ЭВМ.

Как и любое программное обеспечение большого объема, программное обеспечение СКПУ содержит все три его составляющие: инструментальное, прикладное и системное программное обеспечение.

Инструментальное программное обеспечение предназначено для автоматизации проектирования программ на различных уровнях – от уровня алгоритмов до уровня машинных команд. Автоматизации процесса проектирования программ основывается на использовании специальных систем автоматизации проектирования (САПР), соответствующих различным уровням разработки программного обеспечения. Объем и сложность программного обеспечения СКПУ диктуют необходимость использования следующих САПР:

1. САПР на основе языка описаний и спецификаций (МККТТ рекомендует использовать язык SDL, основанный на представлении систем коммутации в языке конечных автоматов). САПР на основе языка SDL обеспечивает автоматическое преобразование алгоритма функционирования СКПУ, описанного в терминах 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.

2. САПР на языке программирования высокого уровня реального времени. Наиболее характерными примерами таких языков являются языки Ада, Модула и CHILL (разработан под эгидой МККТТ). Применение этого языка позволяет повысить производительность труда программиста, т.к. в нем используется целый ряд конструкций, специально предназначенных для разработки программ поддержки функционирования систем реального времени.

3. САПР на машинно – зависимом языке программирования высокого уровня реального времени. Такой язык дает все преимущества обычного языка программирования высокого уровня и вместе с тем позволяет учитывать архитектурные особенности конкретной ЭВМ, входящей в состав управляющей системы.

4. САПР на языке ассемблера. Языки низкого уровня типа ассемблера используются для разработки программ с нормированным временем выполнения. В состав САПР на языке ассемблера входят 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.

Прикладное программное обеспечение СКПУ делится на основное и вспомогательное. Основное прикладное программное обеспечение содержит программы и данные, предназначенные для обеспечения функционирования ЭВМ в процессе управления СКПУ, т.е. обеспечивают все этапы технологического процесса установления соединений.

Основное прикладное программное обеспечение СКПУ 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, 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, учет стоимости разговора и т.д.). Программы техобслуживания обеспечивают поддержание в работоспособном состоянии аппаратно – программных средств СКПУ (контроль оборудования с целью выявления неисправностей, диагностика отказавшего устройства, включение в работу вспомогательных устройств и т.д.).

Вспомогательное прикладное программное обеспечение содержит системы автоматизации отладки, испытательных программ и генерации основного прикладного программного обеспечения. В задачу системы автоматизации отладки входит прежде всего верификация, под которой понимают обнаружение и устранение ошибок, допущенных при разработке основного прикладного программного обеспечения. Система автоматизации отладки дает разработчику удобные и эффективные средства управления процессом выполнения отлаживаемых программ, включающие принудительную остановку их выполнения с выведением промежуточных результатов работы, учет временных соотношений и т.д. Система генерации основного прикладного программного обеспечения необходима для подготовки программного обеспечения для каждой конкретной станции. Эта система обеспечивает учет конкретных особенностей отдельных экземпляров АТС (емкость, число и коды направлений, категория абонентов и т.д.). Система испытательных программ предназначена для проверки правильности функционирования оборудования и программного обеспечения СКПУ после его установки на объекте без подключения не станцию реальной нагрузки. Эти же программы применяются при расширении емкости станции, обеспечивая проверку работоспособности вновь установленного оборудования.

Системное программное обеспечение можно разделить на исполнительную и инструментальную операционные системы. Несмотря на кажущуюся общность назначения исполнительной и инструментальной операционных систем (поддержка функционирования соответствующих программ), между ними существует принципиальная разница, заключающаяся в степени участия человека в управлении ходом работы ЭВМ (степень интерактивности). В инструментальной операционной системе управление главным образом осуществляется посредством директив, получаемых от оператора, которые вызывают выполнение определенной последовательности действий. В исполнительной операционной системе выполнение действия вызывается в результате работы специализированной управляющей программы операционной системы при минимальном участии человека.

Применительно к СКПУ исполнительная операционная система должна обеспечивать параллельное выполнение большого числа программных модулей с различными приоритетами и периодами запуска. Таким образом, средства интерактивного общения в случае инструментальной операционной системы имеют определяющее значение для ее функционирования, а в случае исполнительной операционной системы – лишь вспомогательное, например при возникновении аварийных ситуаций в СКПУ и проведении плановых контрольно – технологических проверок. Интерактивные средства исполнительной операционной системы МККТТ рекомендует проектировать на основе языка общения (диалога) человека с ЭВМ MML (Man – Machine Language).