3. Алгоритмическое и программное обеспечение эус

3.1. Применение языка sdl для описания процесса обслуживания вызова

Язык спецификаций и описаний SDL, рекомендуемый МСЭ-Т для применения на этапах проектирования алгоритмического обеспечения (АО), строится на базе автоматной модели УК, реализующего процесс обслуживания одиночного вызова (одиночной заявки или сообщения при описании процессов других типов).

Автономная модель УК, обслуживающего одиночный вызов представляет собой композицию операционного (ОА) и управляющего (УА) автоматов. Операционный автомат моделирует внешнее окружение УК (участников соединений), а УА – комплекс средств УК, используемый при обслуживании вызовов данного типа. Управляющий автомат связан с генератором управляющих сигналов (ГУС), представляющим собой датчик случайных чисел с заданным законом распределения. Управляющий автомат является асинхронным конечным автоматом и задается:

- множеством X= входных сигналов, вырабатываемых участниками соединения или оповещающих УК об отсутствии реакции участников в течении заданного времени (о срабатывании установленной выдержки времени);

- множеством Y= выходных сигналов, вырабатываемых УК для участников соединения или задающих для них допустимое время реакции (устанавливающих выдержку времени);

- множеством Z= внутренних состояний УА, отображающих предысторию обмена сигналами между УК и его внешним окружением;

- множеством U= управляющих сигналов, оповещающих УА о возможности перехода по поступившему входному сигналу в то или иное новое состояние (сигналов о свободности-занятости элементов ИС, необходимых для перевода УК в новое состояние);

- функциями переходов Hи выходов, определяющих закон функционирования УА (алгоритм обслуживания).

Внутреннее состояние z(t_n) УА отображается в его памяти и однозначно соответствует последовательности входных-выходных сигналов, переданных к моментуt_nмежду УК и его внешним окружением. Последним элементом в этой последовательности является выходный сигнал УК. Внутреннее состояние УА в зависимости от этапа проектирования АО может задаваться либо номеромz(t_n)=z_k, либо дополнительно вектором состояния элементов ИСz(t_n)=z_k(s₁,…,s_L), гдеsi=1, если вk-м состоянии УА для обслуживания вызова занят элемент ИСi-го типа (i=1,ˉL),si=0 в противном случае.

Внутренние состояния УА могут быть устойчивыми и неустойчивыми (промежуточными или переходными). Состояние z(t_n) является устойчивым с момента выдачи выходного сигнала до ближайшего момента поступления входного сигнала. Промежуток времени, в течении которого автомат находится в устойчивом состоянии, называется устойчивым тактом работы или этапом устойчивого состояния процесса функционирования автомата. Длительность этого такта (этапа) определяется временем реакции участника соединения на полученный выходной сигнал. В устойчивом состоянии автомата процесс его функционирования приостанавливается до момента поступления очередного входного сигнала из ОА.

Состояние z(t_n) автомата является переходным с момента поступления входного сигнала до ближайшего момента выдачи выходного сигнала. Соответственно говорят о неустойчивом такте работы или этапе переходного состояния процесса функционирования автомата. Длительность этого этапа определяется временем работы ЭУС по переводу УК для обслуживаемого вызова в новое устойчивое состояние. Пара соседних этапов устойчивого и переходного состояний процесса функционирования УА образует тап обслуживания вызова, а процесс смены этих этапов во времени – процесс обслуживания вызова (ПОВ).

Для описания ПОВ достаточно задать закон перехода УА из одного устойчивого состояния в другое и соответствующего изменения выходных сигналов автомата. Этот закон задается функциями HиG, которые могут быть представлены в аналитическом виде (в виде вычислимых функций), таблицей переходов и выходов, автоматной матрицей или графами автомата.

Наиболее удобным формализованным способом описания ПОВ является ГРАФ автомата, представляющий собой множество вершин, соединенных направленными дугами. Каждая вершина этого графа имеет обозначение z_k/y_m, отражающее устойчивое состояние УА и выходной сигнал автомата в этом состоянии. Если поступление входного сигналаx_nпри наличии управляющего сигналаu, вызывает переход автомата из одного устойчивого состояния в другое, то соответствующие этим состояниям вершины соединяются дугой, указывающей направление перехода и имеющей обозначениеx_n/y_r.

Рассмотренная автоматная модель УК представляет собой теоретическую основу построения языка спецификаций и писаний SDLи применения его для описания ПОВ. ЯзыкSDL– это формализованный графический язык, содержащий набор определений, соответствующих им графических символов и правил, регламентирующих порядок их следования при описании процесса. Основными определениями языкаSDLявляются: СИГНАЛ, ВХОД, СОСТОЯНИЕ, ПЕРЕХОД, ВЫХОД, ВХОД, РЕШЕНИЕ, ЗАДАЧА. Перечисленные определения интерпретируются следующим образом:

СИГНАЛ – поток данных, несущих информацию;

ВХОД – входной сигнал, воспринимаемый процессом;

СОСТОЯНИЕ – положение, в котором процесс приостановлен в ожидании ВХОДА;

ПЕРЕХОД – последовательность действий, происходящих при появлении ВХОДА и направленных на изменение СОСТОЯНИЯ процесса; процесс всегда находится или в одном из состояний, или в условиях перехода. К таким действиям относятся:

РЕШЕНИЕ – действие во время перехода, определяющее выбор одного из нескольких возможных путей продолжения процесса;

ВЫХОД – выходной СИГНАЛ, формируемый процессом;

ЗАДАЧА – любое действие при выполнении перехода, не являющееся РЕШЕНИЕМ или ВЫХОДОМ.

Из автоматной модели УК вытекают также следующие правила следования символов языка SDLпри описании процесса:

за символом СОСТОЯНИЕ может следовать один или несколько символов ВХОД;

каждому символу ВХОД должен непосредственно предшествовать только один символ – СОСТОЯНИЕ;

за символами ВХОД, ВЫХОД и ЗАДАЧА должен следовать только один символ любого вида, кроме символа ВХОД;

за символом РЕШЕНИЕ должны следовать два или более символов, которые не могут быть символом ВХОД.

При графическом изображении процесса символы соединяются между собой линиями в соответствии с логикой протекания процесса. Внутри символов может располагаться текст, конкретизирующий содержание соответствующих определений. Внутри символа СОСТОЯНИЕ возможно размещение диаграммы соответствующего устойчивого состояния УК (изображения занятых в этом состоянии элементов ИС и их взаимосвязи).