多計算機系統中程序包更換方法及其計算機的製作方法

2023-10-27 16:16:37 3

專利名稱：多計算機系統中程序包更換方法及其計算機的製作方法
技術領域：
本發明涉及多計算機系統中程序包更換方法，並涉及一種多計算機系統的計算機。
這樣一種多計算機系統可從1985年2月1日第59卷的Elek-trisches Nachrichtenwesen第29至34頁的R.Cohen的論文「Sys-tem 12，Technische Erweiterungen」中了解。在其中所述的多計算機系統中，若干外圍計算機的每一個代表一個終端模塊的終端控制元件並與執行計算機通信網絡功能的數字交換網絡連接。輔助控制元件，也與數字交換網絡連接，它與系統計算機對應。
為了替換一個程序包，將一個新的程序包經計算機通信網絡從系統計算機拷貝到外圍計算機。為此目的，每個外圍計算機和系統計算機除了一個控制裝置之外還具有一個存儲器。外圍計算機是成對設置的，使得能夠無系統中斷地替換程序包。
在同期Elektrisches Nachrichtenwesen第35至42頁R.H.Mauger的論文「System 12，nderungsfreundlicheSystemstruktur」中，更詳細地討論了使用成對的外圍計算機的程序包更換。首先，保證成對的外圍計算機中的一個接管兩個外圍計算機的功能。然後，將新程序包加載到成對的外圍計算機中的另一個上，然後，後者接管兩個外圍計算機的功能。接著，將新程序包加載到成對的外圍計算機中的一個上，在成功地完成程序更換後，兩個外圍計算機中的每一個能夠再執行其原有功能。
在專利說明書DE 41 34 207中描述了對於雙計算機系統的類似的方法。新程序包經一個現役計算機從一個外部輸入設備加載到非現役計算機，然後啟動非現役計算機。如果新程序包在非現役計算機中無錯誤地運行，則將後者切換到現役狀態，且先前現役計算機切換到非現役狀態。然後，將新程序包從現在的現役計算機加載到現在的非現役計算機。如果在操作中出錯，能夠退回到舊程序包或重複加載新程序包。
上述公開物只討論涉及成對計算機的程序包更換，成對計算機中的一個必須在開始時處於非現役狀態。為此目的，它必須相對於其程序與各總體系統隔離。如果(外圍)計算機不是成對設置的，則程序包更換需要等待時間，這意味著依賴於(外圍)計算機的數量和所用計算機通信網絡的類型的總體系統的長的停機時間。
本發明的一個目的是在多計算機系統中保持程序包更換期間的短的停機時間。
為實現上述目的，本發明提供一種在多計算機系統中將舊程序包換成新程序包的方法，該多計算機系統包括多個外圍計算機和至少一個系統計算機，多個外圍計算機和至少一個系統計算機與計算機通信網絡相連，且每臺計算機具有一個主存儲器，該方法的特徵在於在每個外圍計算機和至少一個系統計算機中執行下述步驟將新程序包拷貝到外圍計算機和至少一個系統計算機的主存儲器的各個第一區中；在到達適當的退回位置後，將正在由多計算機系統控制的進程的動態數據保存到主存儲器的各個第二區中；以及利用所保存的動態數據初始化在各外圍計算機和至少一個系統計算機中的新程序包。
本發明還提供一種計算機，具有一條到多計算機系統的計算機通信網絡的鏈路和一個主存儲器，其特徵在於它具有一個控制裝置，當將舊程序包換成新程序包時，該控制裝置控制以下步驟將新程序包拷貝到主存儲器的第一區，在到達適當退回位置後，將正在由多計算機系統控制的進程的動態數據保存到主存儲器的第二區中，以及利用所保存的動態數據初始化計算機中的新程序包。
根據本發明的一個有利方面，在程序包更換的每個階段，能夠退回到被更換的舊的程序包。
根據本發明的另一有利方面，將新程序包以壓縮的形式拷貝到多計算機系統的計算機的主存儲器，使得能夠利用較少容量的較廉價的主存儲器。
根據本發明的另一有利方面，當在程序包更換期間或可預定的試探周期期間產生錯誤時，能夠或者退回到舊程序包，或者根據已經產生的錯誤的類型，在多計算機系統的一個或多個外圍計算機或系統計算機進行另一次用新程序包更換程序包的償試。
結合下面的附圖，通過以下三個實施方式的描述，本發明及其優點會更明顯。


圖1示出了具有根據本發明的計算機實施方式的多計算機系統；圖2是根據本發明的方法的第一實施方式的流程圖3是根據本發明的方法的第二實施方式的流程圖。
圖1示出了一個多計算機系統MRS，它包括一個計算機通信網絡RKN，n個外圍計算機PR1、…、PRN和一個系統計算機SR分別經過相聯的鏈路RA1、RAN和RAS連接到計算機通信網絡RKN。計算機通信網絡RKN可以是一個區域網(LAN)、一個ATM(異步傳送方式)高速數據網、一個數字交換網，或者是能夠在所連接的外圍計算機與系統計算機之間傳輸數據的任何其他計算機通信網絡。
在所示實施方式中，外圍計算機PR1、…、PRN在結構上是相同的。在此描述外圍計算機PR1及其與本發明有關的部件的結構，代替其他的外圍計算機的結構。外圍計算機PR1包含一個主存儲器RAM1和一個控制裝置SM1。主存儲器RAM1是市場上可得到的足夠容量(比如64MB)的主存儲器，具有第一區PPA、第二區DYD(分為子區DYDA和DYDN)、第三區PPN和第四區LSW。第一區PPA保存舊的程序包，利用舊程序包，正在由第一外圍計算機PR1所控制的進程經控制裝置SM1控制。舊程序包具有一個代碼段和一個數據段，代碼段中具有控制裝置SM1所執行的指令，如作業系統和應用程式，數據段中含有由代碼段中的指令所訪問的數據。區PPA也保存文件管理程序，它允許對程序包更換的指令進行面向文件的訪問，即，比如利用名字對段的邏輯尋址。在該實施方式中，文件管理是根據IEEE86所定義的POSIX.1標準1003.1-1990執行的。文件管理程序也包含在不同數據載體之間的拷貝功能。舊程序包將被換為新程序包。為了這個新程序包，在主存儲器RAM1中設置第三區PPN。
在主存儲器RAM1的第二區DYD的子區DYDA中，在達到一個合適的退回位置後，進程中的應用程式將正在由多計算機系統MRS或外圍計算機PR1所控制的進程的動態數據保存起來。為此目的，在預定點在程序包中設置檢查標記，使得在短的中斷之後，該進程能夠利用所保存的動態數據重新啟動，進程繼續。保存動態數據的經常的原因是，在利用舊程序包的多計算機系統MRS的正常操作期間產生不穩定時，能夠控制單獨外圍計算機的重新啟動。因此，這時能利用檢查標記進行程序包更換。動態數據是進程專用的。它們僅在進程的生命周期中需要。動態數據的一個例子是進程的啟動時間，或者，如果進程例如是建立從外圍計算機PR1到另一外圍計算機PR2、…、PRN的連接，則動態數據是所撥的呼叫號碼和/或該連接所佔用的資源的標識符。
第四區LSW保存所謂的引導程序，它存儲在半永久性存儲器SPS中，它使舊程序包在程序包更換期間的任何時間重新被加載。第四區LSW中的引導程序處於主存儲器RAM1的保護部分中，在程序包更換期間不被重寫。
以上所述的外圍計算機PR1的結構大至與系統計算機SR相同。系統計算機SP也與外部輸入設備EXE相連，與半永久性存儲器SPS相連，並與控制臺KON相連，通過控制臺，操作員可以向多計算機系統MRS輸入數據。半永久性存儲器SPS例如是一個市場中可得到的EEPROM、一個硬碟，或是足夠容量且其內容可重寫並當關掉電源時能保持其內容的任何其他存儲器。系統計算機SR的主存儲器，除了上述結合外圍計算機PR1所述的四個區之外，還具有第五區APA和第六區LRN。第五區APA保存一個「程序包更換的任務處理」程序，藉助該程序，系統計算機SR監視程序包更換並且經計算機通信網絡RKN與該程序更換所涉及的多計算機系統MRS的其他部分交換信息。第六區LRN保存一個加載程序，利用該程序從計算機通信網絡RKN(即從所連接的外圍計算機PR1、…、PRN)加載請求，並接受和處理。因此，系統計算機SR能夠從半永久性存儲器SPS或外部輸入設備EXE檢索所請求的信息，並啟動到一個或多個外圍計算機PR1、…、PRN的傳送。
在程序包更換期間，該加載程序能夠尤其保證在產生錯誤時重新加載保存在半永久性存儲器SPS中的舊程序包。
圖2示出了根據本發明的方法的第一實施方式的流程圖。在步驟1(程序包更換的起始位置)中，多計算機系統MRS正由舊程序包操作。舊程序包包含在外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR的主存儲器的各個第一區PPA中也包含在半永久性存儲器SPS中。新程序包存儲在外部輸入設備EXE的數據載體上。在步驟2，操作員在系統計算機SR的控制臺KON上輸入程序包更換的指令之後，在準備時間期間，將新程序包從外部輸入設備EXE的數據載體上拷貝到系統計算機SR1的主存儲器中，並經計算機通信網絡，拷貝到外圍計算機PR1、…、PRN的主存儲器中。新程序包存儲到主存儲器的第三區PPN中。拷貝操作是藉助於存儲在外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR的第一區PPA中的文件管理程序執行的。
在拷貝操作期間，正在由多計算機系統MRS所控制的進程在舊程序包的控制下繼續。在接著的步驟3中，將程序包更換的請求同時分配到所有外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR。在步驟4中，當前進程的控制在每個外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR中中斷，並且如上所述保存在第二區DYD的子區DY-DA中的動態數據被拷貝到第二區DYD的子區DYDN，使得正在由多計算機系統MRS控制的所有進程能夠利用所保存的動態數據重新啟動。
在步驟5中，利用保存在第二區DYD的子區DYDN中的動態數據初始化主存儲器的第三區PPN中的新程序包。對新程序包中的變量賦值。所保存的動態數據的結構的任何改變在初始化新程序包時必須考慮。如果是這種情形，則動態數據在從第二區DYD的子區DYDA拷貝到子區DYDN時必須重定格式。之後，將初始化已經開始的標識從外圍計算機PR1、…、PRN提供到系統計算機SR。在這些步驟中，舊程序系統保持存儲在半永久性存儲器SPS和第一區PPA中。多計算機系統MRS現在利用新程序包運行，並控制中斷的進程。在步驟6中，設置一個試探周期，並檢查以確定在過程步驟期間或試探周期中，在多計算機系統MRS利用新程序包的操作期間是否產生不穩定或錯誤信息。如果是這種情形，則在步驟61中檢查以確定該錯誤信息是否與整個多計算機系統MRS相關。若是，則在步驟71中，將程序包更換請求分配到所有外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR，如同步驟3。在步驟81中，將正在由多計算機系統控制的進程的動態數據從主存儲器第二區DYD的子區DYDN拷貝到子區DYDA，並在步驟91中，利用該動態數據初始化保存在主存儲器第一區PPA中的舊程序包。在該例中，假設子區DYDA和DYDN中的動態數據的結構必須相同。否則，需要適當的重定格式。能夠進行另一次償試，以利用根據本發明的方法執行程序更換。
如果錯誤信息不與整個多計算機系統有關，而只是同單個外圍計算機PR1、…、PRN或系統計算機SR有關，則可以修改根據本發明的方法，使得在步驟61之後，不執行步驟71至91，而是在步驟73中利用動態數據再次初始化這些外圍計算機PR1、…、PRN或系統計算機SR的主存儲器的第三區PPN中的新程序包。在步驟73之後，再次執行步驟6。如果沒有錯誤信息或不穩定，則在試探周期之後，在步驟72中，將新程序包拷貝到半永久性存儲器SPS中，擦除掉半永久性存儲器SPS中的舊程序包。在步驟82中，完成根據本發明的方法，且多計算機系統MRS利用新程序包穩定地工作。
根據本發明的另外的優點，能夠以壓縮形式將新程序包從外部輸入設備EXE中的數據載體拷貝到外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR的主存儲器第三區PPN中。這裡所用的「壓縮」是指，例如，如果各位具有相同的值，則將各位逐塊組合起來。這樣，如果存儲地址100至存儲地址200唯一地由位「1」佔據，則可如下進行壓縮從存儲地址100到存儲地址200 25個F(十六進位，與二進位1111相等)。以這種方式，能夠節省存儲容量。也可採用其他壓縮方案。
根據本發明的方法的第二實施方式示於圖3。以壓縮形式將新程序包拷貝到外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR的主存儲器中，並只在主存儲器中解壓縮。這具有這樣的優點能夠使用比第一實施方式少的容量的主存儲器。第二實施方式從步驟1開始，如藉助圖2對第一實施方式的方法的描述那樣。後面是步驟2K，其中，新程序包以壓縮形式從外部輸入設備EXE拷貝到外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR的主存儲器的第三區PN中。在下一步驟3，與第一實施方式的步驟3相應。在第二實施方式中，第二區DYD不分為子區。在步驟4K，當前進程被中斷，且所保存的動態數據被重定格式。如果動態數據的結構未改變，則不進行格式重定。在步驟5中利用動態數據初始化新程序包之前，對以壓縮形式存儲在第三區PPN中的新程序包進行解壓縮，並在步驟4K之後的步驟45K中，拷貝到外圍計算機PR1、…、PRN的主存儲器的第一區PPA，擦除第一區PPA中的舊程序包。在步驟6中，如果在處理步驟期間或試探周期中產生不穩定或錯誤信息，則在步驟71K中，檢測該錯誤的外圍計算機PR1、…、PRN經計算機通信網絡RKN向系統計算機SR發送一個加載請求，以重新加載舊程序包。系統計算機SR利用存儲在其主存儲器的第六區LRN中的加載程序檢測該加載請求，並使存儲在半永久性存儲器SPS中的舊程序包被加載到外圍計算機PR1、…、PRN的主存儲器中，並加載到系統計算機的主存儲器中。舊程序包以壓縮形式存儲在半永久性存儲器SPS中。因此，所述實施方式中所用的「加載」是指解壓縮程序包並利用所保存的動態數據初始化。在後續步驟101中，多計算機系統MRS再次以舊程序包工作。如果在步驟6沒有產生錯誤信息，則如第一實施方式進入步驟72和82。
如果半永久性存儲器SPS的容量足以既存儲舊程序包又存儲新程序包，則在步驟2K中，即在準備時間期間，新程序包也以壓縮形式存儲在半永久性存儲器SPS中。如果產生錯誤信息或不穩定，則系統計算機SR根據經計算機通信網絡RKN從外圍計算機PR1、…、PRN收到的加載請求判定是否利用舊程序包重新加載整個多計算機系統MRS，或者，如果錯誤信息與系統計算機SR有關，則判定是否利用新程序包重新加載一個或多個外圍計算機PR1、…、PRN或系統計算機SR本身。以這種方式，在程序包更換期間對不同的錯誤能夠有更靈活的反應。
新程序包可以或者是一個完整的作業系統加上應用程式，或者只是其部分。因為，利用根據本發明的方法，程序包更換是在所有外圍計算機PR1、…、PRN和系統計算機SR中同時執行的，新程序包與舊程序包之間的接口和時間兼容性是不需要的。
權利要求
1.一種在多計算機系統(MRS)中將舊程序包換成新程序包的方法，該多計算機系統包括多個外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)，多個外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)與計算機通信網絡(RKN)相連，且每臺計算機具有一個主存儲器(RAM1)，該方法的特徵在於在每個外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)中執行下述步驟將新程序包拷貝到外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)的主存儲器(RAM1)的各個第一區(PPN)中；在到達適當的退回位置後，將正在由多計算機系統(MRS)控制的進程的動態數據保存到主存儲器(RAM1)的各個第二區(DYD)中；以及利用所保存的動態數據初始化在各外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)中的新程序包。
2.權利要求1的方法，其特徵在於在利用所保存的動態數據初始化新程序包之前，中斷正在由多計算機系統(MRS)利用舊程序包控制的進程。
3.權利要求1的方法，其特徵在於至少一個系統計算機(SR)與外部輸入設備(EXE)連接，將新程序包從外部輸入設備(EXE)拷貝到至少一個系統計算機(SR)的主存儲器中，且利用至少一個系統計算機(SR)將新程序包通過計算機通信網絡(RKN)傳輸到外圍計算機(PR1，...，PRN)並拷貝到外圍計算機(PR1，...，PRN)的主存儲器(RAM1)中。
4.權利要求1的方法，其特徵在於至少一個系統計算機(SR)與半永久性存儲器(SPS)連接，半永久性存儲器(SPS)中存儲舊程序包。
5.權利要求4的方法，其特徵在於在程序包更換和多計算機系統(MRS)利用新程序包無誤地操作之後的預定試探周期逝去之後，將新程序包拷貝到半永久性存儲器(SPS)中。
6.權利要求1的方法，其特徵在於在預定試探周期期間產生錯誤時，在外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)中利用所保存的動態數據重新初始化舊程序包。
7.權利要求1的方法，其特徵在於新程序包是以壓縮形式拷貝到外圍計算機(PR1，...，PRN)和至少一個系統計算機(SR)的主存儲器(RAM1)的各第一區(PPN)中的，且在利用動態數據重新初始化之前，對壓縮的新程序包解壓縮，主存儲器(RAM1)中的舊程序包被重寫。
8.權利要求4或7的方法，其特徵在於在預定試探周期期間產生錯誤時，將舊程序包從半永久性存儲器(SPS)拷貝到至少一個系統計算機(SR)，並經計算機通信網絡(RKN)拷貝到外圍計算機(PR1，...，PRN)。
9.權利要求7的方法，其特徵在於半永久性存儲器(SPS)的容量足以既存儲舊程序包又存儲新程序包，使得在第一步中，新程序包能夠另外拷貝到半永久性存儲器(SPS)，而不必擦除舊程序包或其部分。
10.權利要求9的方法，其特徵在於在程序包更換期間或在預定試探周期期間產生錯誤時，在至少一個系統計算機(SR)中判定整個多計算機系統(MRS)是否將利用存儲在半永久性存儲器(SPS)中的舊程序包重新加載，或判定外圍計算機(PR1，...，PRN)中的一個或多個和/或至少一個系統計算機(SR)是否將利用存儲在半永久性存儲器(SPS)中的新程序包重新加載。
11.一種計算機(PR1)，具有一條到多計算機系統(MRS)的計算機通信網絡(RKN)的鏈路(RA1)和一個主存儲器(RAM1)，其特徵在於它具有一個控制裝置(SM1)，當將舊程序包換成新程序包時，該控制裝置(SM1)控制以下步驟將新程序包拷貝到主存儲器(RAM1)的第一區(PPN)，在到達適當退回位置後，將正在由多計算機系統(MRS)控制的進程的動態數據保存到主存儲器(RAM1)的第二區(DYD)中，以及利用所保存的動態數據初始化計算機(PR1)中的新程序包。
12.權利要求11的計算機，其特徵在於控制裝置(SM1)控制以下步驟將新程序包以壓縮形式拷貝到主存儲器(RAM1)的第一區(PPN)中，並在利用所保存的動態數據初始化之前，對壓縮的新程序包解壓縮。
全文摘要
一種在多計算機系統(MRS)中更換程序包的方法和用於多計算機系統(MRS)的計算機(PR1)。在程序包更換期間，正在由多計算機系統(MRS)控制的進程的中斷保持得儘可能短。另外，由於安全性原因，能夠退回到多計算機系統(MRS)利用已更換的舊程序包的操作。多計算機系統(MRS)的每個計算機(PR1，...，PRN)在其主存儲器(RAM1)中具有第一區(PPN)，其中在實際更換過程開始之前存儲新程序包。在程序包更換期間，利用主存儲器中的新程序包加載每個計算機。
文檔編號G06F9/445GK1139780SQ95116619
公開日1997年1月8日 申請日期1995年8月23日 優先權日1994年8月24日
發明者漢斯-于爾根·烏爾邦 申請人:阿爾卡達有限公司