TSSN - Arsitektur Perangkat Lunak

Pada bab ini, kita akan belajar tentang Arsitektur Perangkat Lunak Sistem dan Jaringan Switching Telekomunikasi.

Perangkat lunak sistem SPC dapat dikategorikan menjadi dua untuk pemahaman yang lebih baik - System Software dan Application Software. Arsitektur Perangkat Lunak berkaitan dengan lingkungan perangkat lunak sistem SPC termasuk pemroses bahasa. Banyak fitur bersama dengan pemrosesan panggilan merupakan bagian dari sistem operasi tempat pengoperasian dan fungsi Manajemen dijalankan.

Pemrosesan Panggilan adalah fungsi pemrosesan utama, yang berorientasi pada peristiwa. Peristiwa yang terjadi di saluran atau trunk pelanggan memicu pemrosesan panggilan. Pengaturan panggilan tidak dilakukan dalam satu urutan pemrosesan berkelanjutan di bursa. Keseluruhan proses ini konsisten dengan banyak proses dasar yang berlangsung selama beberapa puluh atau ratusan milidetik dan banyak panggilan diproses secara bersamaan dan setiap panggilan ditangani oleh pemanggil terpisah.Process. Proses adalah entitas aktif yang aprogram in execution, kadang-kadang bahkan disebut sebagai a task.

Proses dalam Lingkungan Multiprogramming

Pada bagian ini, kita akan melihat apa itu proses dalam lingkungan multiprogramming. Proses dalam lingkungan multiprogramming mungkin salah satu dari berikut -

Running
Ready
Blocked

Status suatu proses ditentukan oleh aktivitasnya saat ini dan proses yang dijalankannya serta transisi yang dialami statusnya.

Suatu Proses dikatakan running, jika instruksi sedang dijalankan oleh prosesor.
Suatu Proses dikatakan ready jika instruksi selanjutnya untuk menjalankan proses sedang menunggu atau memiliki instruksi yang waktunya habis.
Suatu Proses dikatakan blocked, jika menunggu beberapa peristiwa terjadi sebelum dapat dilanjutkan.

Gambar berikut menunjukkan proses yang menunjukkan transisi antara berjalan, siap, dan diblokir.

Sementara beberapa proses dalam keadaan berjalan, beberapa akan dalam keadaan siap sementara yang lain diblokir. Proses dalam daftar siap akan disesuaikan dengan prioritas. Proses yang diblokir tidak berurutan dan mereka membuka blokir dalam urutan acara menunggu untuk terjadi. Jika suatu proses tidak dijalankan dan menunggu beberapa instruksi atau sumber daya lain, waktu prosesor disimpan dengan mendorong proses tersebut ke daftar siap dan akan dibuka blokirnya ketika prioritasnya tinggi.

Blok Kontrol Proses

Blok Kontrol Proses mewakili setiap proses dalam sistem operasi. PCB adalah struktur data yang berisi informasi berikut tentang prosesnya.

Status proses yang sedang berjalan
Prioritas proses yang dalam keadaan siap
Parameter penjadwalan CPU
Menyimpan konten CPU, saat proses terputus
Alokasi memori untuk proses
Detail proses seperti nomornya, penggunaan CPU, dll. Ada
Status peristiwa dan sumber daya I / O yang terkait dengan proses

PCB memiliki semua informasi tentang proses yang akan dijalankan selanjutnya ketika mendapat CPU. Register CPU termasuk aProgram Status Word (PSW) yang berisi alamat instruksi selanjutnya yang akan dijalankan, jenis interupsi yang diaktifkan atau dinonaktifkan saat ini, dll.

Saat CPU menjalankan beberapa proses, proses tersebut perlu dialihkan ketika proses yang sedang berjalan diblokir atau terjadi peristiwa atau interupsi yang memicu proses prioritas tinggi. Situasi seperti itu disebutProcess Switching, yang juga dikenal sebagai Context Switching. Mekanisme prioritas interupsi dijelaskan pada gambar berikut.

Jika sebuah proses Amemindai baris pelanggan tertentu dan menemukannya gratis, lalu proses membuat panggilan dengan pelanggan tersebut. Namun, jika proses B lain mengklaim prioritas dan membuat panggilan dengan pelanggan yang sama pada saat yang sama, maka kedua proses tersebut perlu melakukan panggilan ke pelanggan yang sama pada saat yang sama, yang tidak disarankan. Masalah serupa mungkin terjadi dengan tabel dan file bersama lainnya juga.

Informasi tentang sumber daya pertukaran (trunk, register, dll.) Dan pemanfaatannya saat ini disimpan dalam bentuk tabel. Tabel-tabel ini bila diperlukan dibagikan oleh proses yang berbeda. Masalahnya terjadi ketika dua atau lebih proses memilih tabel yang sama pada waktu yang sama. Masalah ini dapat diselesaikan dengan memberikan akses ke setiap proses ke tabel bersama.

Berbagi Sumber Daya

Kapan pun sebuah proses menggunakan tabel bersama atau sumber daya bersama, semua proses lain yang membutuhkan hal yang sama harus tetap menunggu. Ketika proses yang berjalan selesai menggunakan sumber daya, itu akan dialokasikan ke proses siap yang diprioritaskan pertama yang terus menunggu. Proses menggunakan sumber daya bersama ini disebutMutual Exclusion. Proses, yaitu mengakses sumber daya bersama, dikatakan ada di dalamnyaCritical Section atau Critical Region. Pengecualian Reksa menyiratkan bahwa hanya satu proses yang dapat berada di wilayah kritis pada setiap contoh untuk sumber daya bersama tertentu. Pengodean agar proses berada di bagian kritis dilakukan dengan sangat hati-hati sehingga tidak ada loop yang tak terbatas. Ini membantu dalam proses agar tidak diblokir. Pekerjaan yang dilakukan lebih akurat dan efisien. Ini membantu proses lain yang menunggu.

Jika dua proses dalam semaphore harus berbagi sumber daya yang sama, itu dibagikan oleh mereka untuk interval waktu tertentu. Saat yang satu menggunakan sumber daya, yang lain menunggu. Sekarang, sambil menunggu, agar sinkron dengan yang lain, ia membaca tugas yang telah ditulis sampai saat itu. Ini berarti, status proses itu harus bukan nol dan harus terus bertambah, yang jika tidak akan dikirim ke daftar yang diblokir. Proses yang ada dalam daftar yang diblokir ditumpuk satu sama lain dan diizinkan untuk menggunakan sumber daya sesuai dengan prioritasnya.

Gambar berikut menunjukkan bagaimana proses tersebut bekerja -

Jika dua atau lebih proses dalam semaphore menunggu tanpa batas waktu untuk sumber daya dan tidak mendapatkan nol untuk kembali ke status blok, sementara proses lain menunggu dalam keadaan diblokir untuk penggunaan sumber daya yang sama sementara tidak ada yang bisa menggunakan sumber daya tapi tunggu, seperti itu sebuah negara disebut Deadlock State.

Teknik telah dikembangkan untuk pencegahan kebuntuan, penghindaran, deteksi dan pemulihan. Oleh karena itu, ini mencakup fitur-fitur penting dari sistem operasi untuk mengganti prosesor.

Produksi Perangkat Lunak

Produksi perangkat lunak SPC penting karena kompleksitas dan ukurannya bersama dengan masa kerja yang lama dan keandalan, ketersediaan, dan portabilitas.

Produksi perangkat lunak adalah cabang rekayasa perangkat lunak yang menangani masalah yang dihadapi dalam produksi dan pemeliharaan perangkat lunak berskala besar untuk sistem yang kompleks. Praktik rekayasa perangkat lunak dikategorikan menjadi empat tahap. Tahapan ini melengkapi produksi sistem perangkat lunak.

Spesifikasi fungsional
Deskripsi formal dan spesifikasi rinci
Pengkodean dan verifikasi
Pengujian dan debugging

Perangkat lunak aplikasi dari sistem switching dapat dibagi menjadi perangkat lunak pemroses panggilan, perangkat lunak administratif, dan perangkat lunak pemeliharaan; paket perangkat lunak aplikasi dari sistem switching menggunakan organisasi modular.

Dengan diperkenalkannya Kontrol Program Tersimpan, sejumlah layanan baru atau yang lebih baik dapat disediakan bagi pelanggan. Berbagai jenis layanan yang disempurnakan seperti panggilan singkat, panggilan nomor yang direkam atau tidak ada panggilan panggilan, panggilan balik saat gratis, penerusan panggilan, jawaban operator, catatan nomor panggilan, tunggu panggilan, penahanan konsultasi, panggilan konferensi, alarm otomatis, pembatasan STD, panggilan jahat penelusuran, dll. semuanya diperkenalkan dengan perubahan ini di telepon.

Jaringan Multi-Tahap

Jaringan multi-tahap adalah jaringan yang dibangun untuk menyediakan koneksi antara lebih banyak pelanggan secara lebih efisien daripada sistem switching Crossbar.

Jaringan switching Crossbar yang dibahas sebelumnya memiliki beberapa batasan seperti yang dijelaskan di bawah -

Jumlah Crosspoint akan menjadi kuadrat dari jumlah stasiun yang terpasang dan oleh karena itu mahal untuk sakelar yang besar.
Kegagalan Crosspoint mencegah koneksi dengan dua pelanggan di mana Crosspoint terhubung.
Meskipun semua perangkat yang terpasang aktif, hanya beberapa Crosspoint yang digunakan

Untuk menemukan solusi untuk mensubsidi kerugian ini, sakelar divisi ruang multistage dibangun. Dengan membagi sakelar Palang menjadi unit-unit yang lebih kecil dan menghubungkannya, dimungkinkan untuk membangun sakelar multistage dengan Crosspoint yang lebih sedikit. Gambar berikut menunjukkan contoh sakelar multistage.

Sakelar multistage seperti di atas membutuhkan jumlah Crosspoint yang lebih sedikit daripada yang dibutuhkan dalam peralihan Crossbar. Menurut contoh yang ditunjukkan di atas, untuk 8 (input) dan 8 (output) berbagai pelanggan (baik pelanggan yang dipanggil maupun yang memanggil), Crosspoint yang dibutuhkan dalam jaringan Crossbar normal akan berbentuk kuadrat, yaitu 64. Namun, dalam jaringan Crossbar multistage, hanya 40 Crosspoint sudah cukup. Ini seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Pada sakelar Crossbar multistage besar, pengurangannya lebih signifikan.

Keuntungan Jaringan Multistage

Keuntungan dari jaringan multistage adalah sebagai berikut -

Jumlah Crossbars berkurang.
Jumlah jalur koneksi bisa lebih banyak.

Kekurangan Jaringan Multistage

Kerugian dari jaringan multistage adalah sebagai berikut -

Sakelar multistage dapat menyebabkan Blocking.
Jumlah atau ukuran sakelar perantara jika ditingkatkan dapat mengatasi masalah ini, tetapi biaya meningkat dengan ini.

Pemblokiran

Pemblokiran mengurangi jumlah Crosspoints. Diagram berikut akan membantu Anda memahami Blocking dengan lebih baik.

Pada gambar di atas, dimana terdapat 4 input dan 2 output, Subscriber 1 terhubung ke Line 3 dan Subscriber 2 terhubung ke Line 4. Garis berwarna merah menunjukkan koneksi. Namun, akan ada lebih banyak permintaan yang datang; permintaan panggilan dari pelanggan 3 dan pelanggan 4 jika dibuat tidak dapat diproses, karena panggilan tidak dapat dibuat.

Pelanggan dari blok di atas juga (seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas) menghadapi masalah yang sama. Hanya dua blok yang dapat dihubungkan pada satu waktu; menghubungkan lebih dari dua atau semua input tidak dapat dilakukan (karena tergantung pada jumlah output yang ada). Karenanya, sejumlah koneksi tidak dapat dibuat secara bersamaan, yang dipahami sebagai panggilan yang diblokir.