第4章 存储程序控制原理(4.3)
存储程序控制原理的基本思路
存储程序控制原理的基本思路在计算机科学和计算机工程领域，存储程序控制原理是一种常见的方法，用于控制计算机程序的执行顺序和流程。
它是计算机体系结构的重要组成部分，对于计算机的运行和功能发挥至关重要。
本文将介绍存储程序控制原理的基本思路。
存储程序控制原理的核心思想是将程序指令存储在计算机的内存中，并按照一定的顺序执行。
它的基本思路可以概括为以下几个方面：1. 指令的存储和读取存储程序控制原理的第一步是将程序指令存储在计算机的内存中。
指令通常以二进制的形式表示，每一条指令都有一个唯一的地址。
计算机在执行程序时，按照指令的地址顺序从内存中读取指令，并将其送入指令寄存器中。
2. 指令的解码和执行在指令寄存器中的指令被取出后，计算机需要对指令进行解码，以确定指令的类型和操作。
然后，计算机根据指令的类型执行相应的操作，可能涉及到数据的读取、计算、存储等。
3. 程序计数器的更新在每一条指令执行完毕后，程序计数器（PC）需要更新，以指向下一条要执行的指令的地址。
这样，计算机才能按照指令的顺序继续执行程序。
程序计数器是一个特殊的寄存器，它存储了当前指令的地址。
4. 分支和跳转指令除了按照顺序执行指令外，存储程序控制原理还支持分支和跳转指令，用于改变程序的执行流程。
分支指令根据特定的条件来决定下一条要执行的指令，而跳转指令直接将程序计数器设置为指定的地址，从而实现无条件跳转。
5. 子程序和中断存储程序控制原理还支持子程序和中断的调用和处理。
子程序是一段独立的代码，可以被多次调用，并在执行完毕后返回到调用点继续执行。
中断是一种特殊的事件，可以打断正在执行的程序，并执行相应的中断处理程序。
存储程序控制原理的基本思路是将程序指令存储在内存中，并按照一定的顺序执行。
它通过指令的存储、读取、解码和执行，以及程序计数器的更新、分支和跳转指令、子程序和中断的调用和处理等机制，实现了程序的控制和执行。
存储程序控制原理是计算机体系结构中的重要概念，对于计算机的功能和性能具有重要影响。
存储程序和程序控制原理
存储程序和程序控制原理
存储程序和程序控制原理是计算机科学中的基础概念之一。
它是一种计算机数据处理方式，通过存储程序的指令和数据，使计算机能够根据一定的程序流程执行操作。
存储程序的概念最早由冯·诺伊曼提出。
他在设计计算机时，将计算机的指令和数据都存储在同一存储器中，使指令和数据可以共享存储器，从而大大提高了计算机的效率。
程序控制原理是指计算机执行指令时的控制流程。
程序控制原理的基本思想是通过程序计数器(PC)来存储指令序列的地址，从而使计算机能够按照指令序列的顺序逐一执行指令，实现程序的控制流程。
程序控制原理中的条件转移和无条件转移是非常重要的概念。
条件转移是根据某些条件来决定下一步执行的指令，而无条件转移则是直接跳转到指定的地址继续执行。
在现代计算机中，存储程序和程序控制原理已经成为计算机架构的基本组成部分。
它为计算机的高效运行和复杂应用程序的实现提供了关键的支持。
- 1 -。
存储程序控制原理
1、输入处理
输入处理的主要功能就是要及时检测外界进入到交换 机的各种信号，如用户摘/挂机信号、用户所拨号码 （PULSE、DTMF）、中继线上的中国No.1信令的线 路信号、No.7信令等，我们将这些从外部进入到交换 机的各种信号称为事件。输入处理是由输入处理程序 来完成的。在一次呼叫过程中，会产生许多这样的随 机事件，当事件发生时，输入处理程序要及时、准确 地检测和识别这些事件，报告给分析处理程序。
呼叫处理的过程具有以下的特点： 整个呼叫处理过程可分为若干个阶段，每个阶段可以 用一个稳定的状态来表示； 整个呼叫处理的过程就是在一个稳定状态下，处理机 监视、识别输入信号，进行分析处理，执行任务和输 出命令，然后跃迁到下一个稳定状态的循环过程； 两个稳定的状态之间要执行各种处理； 在一个稳定状态下，若没有输入信号，状态不会迁移； 相同的输入信号在不同的状态下会有不同的处理，并 迁移到不同的状态； 在同一状态下，对不同输入信号的处理是不同的； 在同一状态下，输入同样信号，也可能因不同情况得 出不同结果
0 1 1 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0
1 0 0
1 1 0 0
1 1 0 0
0 1
摘机识别
挂机识别
图4.3 摘挂机识别原理
在图4.3中，每隔200ms处理机调用摘挂机扫描监视程 序对用户线状态进行扫描，图中每个箭头代表一次 200ms扫描监视程序的执行。由于摘机时用户线状态从 “1”变为“0”，挂机时用户线状态从“0”变为“1”，因 此我们只要将前一个200ms周期的扫描结果，即“前次 扫描结果”，与当前200ms周期扫描的结果，即“这次 扫描结果”进行比较，确定用户线状态从“1”到“0” 的变化点和从“0”到“1”的变化点，就可识别出摘机 信号和挂机信号。
存储程序控制原理的基本内容
存储程序控制原理的基本内容一、概述存储程序控制是计算机科学中的重要概念，它是指计算机按照一定的顺序执行一系列存储在主存储器中的指令。
本文将介绍存储程序控制的基本原理，包括指令的存储和执行过程、程序计数器、指令寻址和跳转等内容，以及存储程序控制的优点和应用。
二、指令的存储和执行过程存储程序控制的核心是指令的存储和执行过程。
计算机通过将程序的指令存储在主存储器（RAM）中，然后按照指令的顺序逐条执行。
在存储器中，每一条指令都有一个唯一的地址，计算机使用程序计数器（PC）来保存当前指令的地址，并且在每次指令执行完毕后自动增加PC的值，以指向下一条指令的地址。
三、程序计数器程序计数器（Program Counter，PC）是存储程序控制的重要组成部分。
它是一个特殊的寄存器，用于保存当前指令的地址。
计算机通过不断更新PC的值来控制指令的执行顺序。
1. PC的初始化在程序开始执行之前，PC的值需要初始化为程序的入口地址，即第一条指令的地址。
这样计算机就能够从正确的地址开始执行指令序列。
2. PC的更新在每次指令执行完毕后，计算机会自动将PC的值增加，以指向下一条要执行的指令的地址。
这个过程称为PC的更新。
3. PC的跳转有时候，程序需要根据一定的条件来改变指令的执行顺序，这就需要用到PC的跳转。
PC的跳转可以通过条件分支和无条件跳转两种方式实现。
四、指令寻址和跳转存储程序控制的另一个重要概念是指令的寻址和跳转。
指令的寻址是指计算机通过地址访问存储器中的指令，而跳转是指根据条件改变指令的执行顺序。
1. 直接寻址直接寻址是指指令中直接包含了操作数的地址。
计算机根据指令中给出的地址，直接访问存储器中的数据。
2. 间接寻址间接寻址是指指令中包含的是一个地址的地址。
计算机根据指令中给出的地址，先从存储器中读取出一个地址，然后再根据这个地址访问存储器中的数据。
3. 条件分支条件分支是指根据指令中给出的条件来决定是否要跳转到某条指令。
存储程序控制原理的基本内容
存储程序控制原理的基本内容一、存储程序控制原理概述存储程序控制是指计算机能够按照一定的程序自动地执行指令，并根据需要完成数据的输入、输出和处理等功能。
在计算机发展的早期，人们通过物理连接来实现计算机的控制，这种方式不仅效率低下，而且非常难以维护。
因此，在上世纪40年代末期，冯·诺伊曼提出了存储程序控制的思想，从而开创了现代计算机的基础。
二、存储程序控制原理的基本组成部分1. 存储器存储器是存放程序和数据的地方。
在计算机中，所有指令和数据都被转化为二进制形式，并被存放在内存中。
当计算机需要执行某个指令时，就从内存中读取相应的指令，并按照指令所规定的操作进行处理。
2. 控制器控制器是计算机中最重要的部件之一。
它负责解释并执行从内存中读取到的指令，并按照指令所规定的操作来完成相应任务。
在执行每个指令时，控制器会依次完成以下步骤：（1）取出指令：从内存中读取指令，并将其存放在指令寄存器中。
（2）解码指令：将指令翻译成控制信号，以便计算机能够执行相应的操作。
（3）执行指令：根据控制信号执行相应的操作，例如进行数据的读写、算术运算等。
（4）更新程序计数器：将程序计数器中存储的地址加1，以便下一条指令能够被正确地执行。
3. 程序计数器程序计数器是存储下一条要执行的指令地址的地方。
当计算机需要执行某个程序时，程序计数器会被初始化为该程序的起始地址。
在执行每个指令时，程序计数器会自动加1，以便下一条指令能够被正确地执行。
4. 标志寄存器标志寄存器用于存储各种状态信息。
例如，在进行算术运算时，标志寄存器可以用来记录是否发生了溢出或进位等情况。
在控制转移语句时，标志寄存器可以用来判断条件是否满足，并根据结果进行相应的跳转操作。
三、存储程序控制原理的工作流程1. 程序加载在开始执行某个程序之前，需要先将该程序从外部设备（如硬盘、U 盘等）加载到内存中。
加载程序的过程通常由操作系统来完成，操作系统会将程序分配到内存中的某个空间，并将其起始地址存储在程序计数器中。
存储程序控制原理
存储程序控制原理引言存储程序控制原理是计算机科学中的重要概念，它是计算机内部执行指令的基本原理之一。
存储程序控制原理使得计算机能够按照预定的顺序执行指令，实现各种任务。
本文将介绍存储程序控制原理的基本概念、原理和应用。
一、存储程序的概念存储程序是一种将指令和数据存储在计算机内存中的方法。
在存储程序控制原理下，计算机能够根据存储器中的指令顺序执行程序，而不需要人工干预。
这种方式使得计算机能够自动执行复杂的任务，提高了计算机的效率和可靠性。
二、存储程序控制的原理存储程序控制的原理可以归结为以下几个基本要素：1.指令寄存器：计算机通过指令寄存器将存储器中的指令取出并放入指令译码器中进行解析。
指令寄存器是存储程序控制的核心组件之一，它负责存储并传递指令。
2.指令译码器：指令译码器负责将指令转换成计算机能够理解的信号，从而控制计算机的执行。
指令译码器能够将指令的不同部分解析出来，并根据解析结果控制计算机的运算器、存储器等组件进行相应的操作。
3.程序计数器：程序计数器是存储程序控制中的重要组件之一，它用于存储当前正在执行的指令的地址。
当一条指令执行完毕后，程序计数器会自动加1，以便执行下一条指令。
4.存储器：存储器是存储程序控制的核心部件，它用于存储指令和数据。
存储器中的指令按照顺序存放，计算机能够根据程序计数器的值来读取指令，并根据指令的要求进行相应的操作。
三、存储程序控制的应用存储程序控制原理被广泛应用于计算机科学和工程领域。
以下是一些常见的应用场景：1.操作系统：操作系统是计算机系统中的核心软件，它实现了存储程序控制原理，能够自动管理计算机的资源和执行各种任务。
操作系统通过存储程序控制原理，实现了进程管理、文件管理、内存管理等功能。
2.编程语言：编程语言是开发软件的工具，它们也是基于存储程序控制原理设计的。
编程语言提供了丰富的语法和库函数，使得开发人员能够按照顺序编写指令，实现各种功能。
3.嵌入式系统：嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常用于控制各种设备和系统。
存储程序控制原理课件
智能家居控制系统
总结词
智能、舒适、便利
详细描述
智能家居控制系统利用存储程序控制原理，实现对家居设备的智能化管理和控制 ，提供舒适、便利的生活环境。
交通讯号控制系统
总结词
安全、高效、环保
详细描述
交通讯号控制系统运用存储程序控制原理，对城市交通讯号进行实时调控，提高交通效率，保证交通安全，降低 环境污染。
指令类型
存储程序控制原理的指令 系统包括单地址、双地址 和多地址指令，以及串行 和并行指令等。
指令结构
指令系统还包括指令长度 、指令格式和指令中的操 作码等结构。
指令的功能
指令系统能实现数据传输 、运算、逻辑判断和控制 转移等操作。
寻址方式
立即寻址
立即寻址是指将操作数直接编码 在指令中，这种寻址方式速度快
。
系统稳定性改进
容错技术
通过硬件冗余、软件重试等技术手段，提高系统 的容错能力，保证系统的稳定性。
故障检测与恢复
实时监测系统状态，快速定位并处理故障，减小 系统故障对业务的影响。
负载均衡
公道分配系统资源，避免单点故障，提高系统的 整体稳定性。
系统可维护性提升
可扩大性设计
01
采用模块化设计思想，便于系统功能的扩大和升级。
第三代计算机采用了集成 电路（IC）作为逻辑电路 的基本元件，这使得计算 机的体积进一步缩小，运 算速度更快，价格更低。
第四代计算机采用了大规 模集成电路（LSI）和超大 规模集成电路（VLSI）作 为逻辑电路的基本元件， 这使得计算机的体积进一 步缩小，运算速度更快， 价格更低。
存储程序控制原理的应用范围
01
020304 Nhomakorabea科学计算
西安电子科技大学_计算机组成与体系结构_第4章存储系统_课件PPT
存取方式 读写功能
随机读写：RAM 顺序(串行)访问：
顺序存取存储器 SAM 直接存取存储器 DAM
12
4.1 存储系统概述 4.1.2 存储器分类：不同的分类标准
存储信息的介质
在计算机中的用途
存放信息的易失(挥发)性
存取方式 读写功能
读写存储器 只读存储器
13
存储信息的介质
在计算机中的用途 存放信息的易失(挥发)性 存取方式 读写功能
易失：RAM 非易失：
ROM 磁盘
……
11
4.1 存储系统概述 4.1.2 存储器分类：不同的分类标准
存储信息的介质 在计算机中的用途 存放信息的易失(挥发)性
存储器的存取时间 与存储单元的物理 地址无关，随机读 写其任一单元所用
无
36
8086系统总线
D0～D7
A1～A13 MEMR MEMW
A0
D8～D15 A1～A13 MEMR MEMW
BHE
&
A19
A18
A17
&
A16 A15 A14
6264与8086系统总线的连接
6264
D0～D7
A0～A12
CS1
OE
WE
CS2
6264
D0～D7
A0～A12
CS1
OE
WE
CS2
74LS138
每次读出/写入的字节数 存取周期
价格
体积、重量、封装方式、工作电压、环境条件
14
4.1 存储系统概述 4.1.2 存储器的性能指标
容量 速度 可靠性
可维修部件的可靠性： 平均故障间隔时间（MTBF）
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第4章 存储程序控制原理
（1）T接线器：实现信息时隙变换
TS1 a 0 1 ... 1023 0 ... 7 ... 1023 a TS7 a
TS7 a 0 1 ... 1023 0 ... 7 ... 1023 a
TS1 a
SM
SM
1
CM
1
CM
入线：顺序存入，控制读出
出线：控制存入，顺序读出
第4章 存储程序控制原理
第一级 0 1 2 0 0 下表10首地址 下表20首地址 10 11 12 0 0
第二级 110 下表110首地址 下表120首地址 „„ 111 112 0 0
第三级
下表地址 下表地址
„„ 20 9 21 0 0 下表210首地址 下表220首地址 „„ „„ 90 119 1
第4章 存储程序控制原理
从PTSW_k → STSW_i的通路（ B → A ）：是否也要 这么查找？
分析分2个阶段进行。
第4章 存储程序控制原理
（1）预译处理：号首分析 在收到用户开始拨的几位号码（号首）后，程序分析呼 叫类型，并做好进一步的呼叫准备。 号首一般为1~3位，在交换机安装时先设置好。
如：拨号第一个为“0”：国内长途，走中继。
再拨号第二个也为“0”：国际长途，走中继。 拨号第一个为“1”：特服接续，如110、12315。 拨号第一个为“2-9”：本地电话或其他定义。
1 4 7 *
2 5 8 0
3 6 9 #
A B C D
770 Hz
852 Hz
941 Hz
第4章 存储程序控制原理
交换机上专门有几套收号器用来检测这种信号，并把
它识别为具体的数字（16进制形式），称为收号。
多用数字滤波器和组合逻辑电路实现。软件扫描只需 定期读取这些数字。
f1数字滤波 输入 f2数字滤波 „„„ f8数字滤波 数 字 逻 辑 识 别 输出
第4章 存储程序控制原理
（2）拨号分析：全部号码分析，确定用户位置及接续方案。
第4章 存储程序控制原理
（3） 查表分析: 表格有塔形结构和线性结构2种。以塔形结构为例： 塔形结构由多级表组成，每收到一位号码，就查一级表格。
即第1位查第1级表，第2位查第2级表，依此类推。
表中每个单元的含义： 第一位若为0: 表示继续查找，其后即为下表地址。 第一位若为1: 表示停止查找，其后即为接续任务代码。
第4章 存储程序控制原理
与门 接 口 检 测 信 号 0 1 „ 7 „
PS 0 1 1
8ms
其中：1表示用户环路电流小（挂机）；
0表示用户环路电流大（摘机）。
第4章 存储程序控制原理
分析： 一直为1: ？ 挂机状态
一直为0: ？
1→0: ？ 0→1: ？
摘机状态 状态转换，开始摘机
状态转换，开始挂机
第4章 存储程序控制原理
3) 输出处理 输出驱动属于输出处理，也是与硬件直接有关的低层软件。 输出处理与输入处理都要针对硬件设备，可以合称为设备
处理。扫描是处理机输入信息，驱动是处理机输出信息，它们 是处理机在呼叫处理过程中与硬件联系的两种基本方式。
第4章 存储程序控制原理
4) 呼叫处理程序的结构：
0 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 0
SR=PR LR
SR LR
SR LR
摘机识别
挂机识别
用户摘挂机识别
第4章 存储程序控制原理
4.3.3 双音多频（DTMF）信号的扫描
按键电话机用双音多频（DTMF）信号表示号码，话
机送出的拨号号码由两个音频组成。
1209 Hz 697 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz
收集话路设备的状态变化和有关的信令信息称为输入处理。
各种扫描程序都属于输入处理。实时性要求较高。
第4章 存储程序控制原理
2) 内部处理
内部处理是呼叫处理的高层软件，与硬件无直接关系。例 如数字分析、路由选择、通路选择等。
呼叫建立过程的主要处理任务都在内部分析、处理中完成。 内部处理程序的一个共同特点是要通过查表进行一系列的 分析、译码和判断。内部处理程序的结果可以是启动另一个内 部处理程序或者启动输出处理。
改变，只有在局间中继线调整时才会发生变化。
第4章 存储程序控制原理
1. 路由选择的任务
C局
迂回路由
最 终 3 路 由
2 高效路由 1
A局
直达路由
B局
直达路由
（a） 迂回路由示例
（ b）
第4章 存储程序控制原理
数字分析程序输出路由索引（RTX, Route Index），其中 有两个数据：
（1）中继群号（TGN, Trunk Group）
bit位号→ 0 单元偏 移地址→ （行号） 1 „ 31 „„ 31 1 „„ „„ 1 0 0 1
怎样根据存储位置计算时隙编号？
第4章 存储程序控制原理
若行号、位号及内部时隙编号（0-1023）都写成二进 制形式。在二进制下： 位号（0-31）为5位，记作T4~T0 行号（0-31）为5位，记作T9~T5 则： 内部时隙编号：T9~T0.
第4章 存储程序控制原理
时隙TSA和TSB都是固定的，通路选择就是确定两个内 部时隙: （1） i →k : ITS_i； （2） k →i : ITS_k；
？： 在P和Q点是否有空？
在选择之前，需要建立每个PTSW出线和每个STSW 入线的每个时隙忙闲表，称为网络映象。
第4章 存储程序控制原理
（2）下一个（迂回）路由（NRTX, Next RTX）
根据中继群号TGN ，查询路由表，可以找到其中的空闲中
继线。如果没找到空闲中继线，就查下一个（迂回）路由
NRTX 。
第4章 存储程序控制原理
2. 迂回路由的选择
RTX 路由索引表 空闲链队指示
6
0
0
1 2
6
NRTX（8） TGN（4）
3 4 5 0
NWk
PTSW_k STSW_k
B接收
B在TSA ( ) 时隙→ PTSW_ →（在指定的 内部时隙 ITS_k ） i入 A 时隙→ PTSW_ ik →（在指定的 SS 内部时隙 ITS_i ）→ →k入线→ i出线→ STSW_ i→在（ ）时隙→ A接收。 线→ Q点→P k点→ 出线→ STSW_ k →在 TSB时隙→ B接收。
„„
119接续
一张表
22
最多100张表
最多10张表
第4章 存储程序控制原理
获得接续功能，继续查被叫用户的相关数据，如： 路由索引、计费索引、还需要补充的号码位数等。
路由索引用于路由选择（呼叫通过什么途径到达被叫方）。
第4章 存储程序控制原理
4.3.5 路由选择
4) 路由选择 路由选择的任务是根据路由表，确定所需的中继线群，从 中选择一条空闲的出中继线。 如果线群全忙，还可以依次确定各个迂回路由并选择空闲 中继线。 路由表是交换局开局时由维护人员人工输入的，一般不再
稳定状态 扫描 输入处理
分析 内部处理 任务执行
稳定状态 硬件
驱动 软件
输出处理
第4章 存储程序控制原理
4.3.2 扫描与输入处理
1) 用户摘挂机识别 用户挂机时，用户线为维持状态，电流很小，假定扫描点 输出为“1”。摘机后，电流较大，扫描点输出为“0”。 用户线状态从挂机到摘机的转折，表示用户摘机，反之表
第4章 存储程序控制原理
（2）S接线器：实现信息空间变换，在TST网络中，S接线器 按时隙工作： 0 1 入 „„ 线 M-1
0 1 „制原理
（3）TST网络（FETEX-150系统） 有64个输入T级和64个输出T级，S级为（ ？ ）。 每个T接线器的时隙数为1024个，时隙编号为0~1023。
输入T级称初级T接线器（PTSW，Primary Time Switch）；
输出T级称次级T接线器（STSW，Second Time Switch）； 编号相同的PTSW、STSW和S接线器组成一个网络模块。
第4章 存储程序控制原理
i A发送
i A接收 Q k
NWi
PTSW_i
k P
STSW_i
B发送
STSW的i入线，又怎样存储呢？
第4章 存储程序控制原理
对STSW的i入线，行号在此基础上加32，其他不变。 右图为完整的第i个网络模块忙闲表。
bit位号→ 31 0 单元偏 移地址→ （行号） 1 „ 31 „„ 1 „„ „„ 1 0 0 1
31 32 33 „ 63 1
„„ „„
1 0
0 1
一个PTSW出线或一个STSW入线的一个时隙忙闲状况 用（ ？ ）bit（忙、闲）表示，每线都是1024个时隙。共 有（ ？ ）个这样的数据。 PTSW出线： （ STSW入线： （ ）； ）；
这么多数据，在存储单元怎样存储，以方便查找？
第4章 存储程序控制原理
若一个存储单元为32位（一个字），需要（ ？ ）单 元。 对PTSW的i出线： 其中，“1”表示闲。
第4章 存储程序控制原理
4.3 呼叫处理软件
4.3.1 呼叫处理过程 4.3.2 扫描与输入处理
4.3.3 双音多频（DTMF）信号的扫描
4.3.4 (拨号)数字分析 4.3.5 路由选择 4.3.6 通路选择 4.3.7 输出驱动
第4章 存储程序控制原理
4.3.1 呼叫处理过程
为呼叫建立而执行的处理任务可分为3种类型：输入处理、 内部处理和输出处理。 1) 输入处理
第4章 存储程序控制原理
4.3.4 (拨号)数字分析
数字分析的任务是对被叫号码进行翻译，以确定接续方向。 如果是出局呼叫，应找出相应的中继线群。 数字来源可以是从收号器扫描来的用户呼叫号码（本地呼 叫），也可以是局间信令传送过来的号码（中继）。