CN1139780A - 多计算机系统中程序包更换方法及其计算机 - Google Patents

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Abstract

一种在多计算机系统(MRS)中更换程序包的方法和用于多计算机系统(MRS)的计算机(PR1)。在程序包更换期间，正在由多计算机系统(MRS)控制的进程的中断保持得尽可能短。另外，由于安全性原因，能够退回到多计算机系统(MRS)利用已更换的旧程序包的操作。多计算机系统(MRS)的每个计算机(PR1，...，PRN)在其主存储器(RAM1)中具有第一区(PPN)，其中在实际更换过程开始之前存储新程序包。在程序包更换期间，利用主存储器中的新程序包加载每个计算机。

Description

多计算机系统中程序包更换方法及其计算机
本发明涉及多计算机系统中程序包更换方法，并涉及一种多计算机系统的计算机。
这样一种多计算机系统可从1985年2月1日第59卷的Elek-trisches Nachrichtenwesen第29至34页的R.Cohen的论文“Sys-tem 12，Technische Erweiterungen”中了解。在其中所述的多计算机系统中，若干外围计算机的每一个代表一个终端模块的终端控制元件并与执行计算机通信网络功能的数字交换网络连接。辅助控制元件，也与数字交换网络连接，它与系统计算机对应。
为了替换一个程序包，将一个新的程序包经计算机通信网络从系统计算机拷贝到外围计算机。为此目的，每个外围计算机和系统计算机除了一个控制装置之外还具有一个存储器。外围计算机是成对设置的，使得能够无系统中断地替换程序包。
在同期Elektrisches Nachrichtenwesen第35至42页R.H.Mauger的论文“System 12，nderungsfreundlicheSystemstruktur”中，更详细地讨论了使用成对的外围计算机的程序包更换。首先，保证成对的外围计算机中的一个接管两个外围计算机的功能。然后，将新程序包加载到成对的外围计算机中的另一个上，然后，后者接管两个外围计算机的功能。接着，将新程序包加载到成对的外围计算机中的一个上，在成功地完成程序更换后，两个外围计算机中的每一个能够再执行其原有功能。
在专利说明书DE 41 34 207中描述了对于双计算机系统的类似的方法。新程序包经一个现役计算机从一个外部输入设备加载到非现役计算机，然后启动非现役计算机。如果新程序包在非现役计算机中无错误地运行，则将后者切换到现役状态，且先前现役计算机切换到非现役状态。然后，将新程序包从现在的现役计算机加载到现在的非现役计算机。如果在操作中出错，能够退回到旧程序包或重复加载新程序包。
上述公开物只讨论涉及成对计算机的程序包更换，成对计算机中的一个必须在开始时处于非现役状态。为此目的，它必须相对于其程序与各总体系统隔离。如果(外围)计算机不是成对设置的，则程序包更换需要等待时间，这意味着依赖于(外围)计算机的数量和所用计算机通信网络的类型的总体系统的长的停机时间。
本发明的一个目的是在多计算机系统中保持程序包更换期间的短的停机时间。
为实现上述目的，本发明提供一种在多计算机系统中将旧程序包换成新程序包的方法，该多计算机系统包括多个外围计算机和至少一个系统计算机，多个外围计算机和至少一个系统计算机与计算机通信网络相连，且每台计算机具有一个主存储器，该方法的特征在于：在每个外围计算机和至少一个系统计算机中执行下述步骤：
将新程序包拷贝到外围计算机和至少一个系统计算机的主存储器的各个第一区中；
在到达适当的退回位置后，将正在由多计算机系统控制的进程的动态数据保存到主存储器的各个第二区中；以及
利用所保存的动态数据初始化在各外围计算机和至少一个系统计算机中的新程序包。
本发明还提供一种计算机，具有一条到多计算机系统的计算机通信网络的链路和一个主存储器，其特征在于：它具有一个控制装置，当将旧程序包换成新程序包时，该控制装置控制以下步骤：将新程序包拷贝到主存储器的第一区，在到达适当退回位置后，将正在由多计算机系统控制的进程的动态数据保存到主存储器的第二区中，以及利用所保存的动态数据初始化计算机中的新程序包。
根据本发明的一个有利方面，在程序包更换的每个阶段，能够退回到被更换的旧的程序包。
根据本发明的另一有利方面，将新程序包以压缩的形式拷贝到多计算机系统的计算机的主存储器，使得能够利用较少容量的较廉价的主存储器。
根据本发明的另一有利方面，当在程序包更换期间或可预定的试探周期期间产生错误时，能够或者退回到旧程序包，或者根据已经产生的错误的类型，在多计算机系统的一个或多个外围计算机或系统计算机进行另一次用新程序包更换程序包的偿试。
结合下面的附图，通过以下三个实施方式的描述，本发明及其优点会更明显。
图1示出了具有根据本发明的计算机实施方式的多计算机系统；
图2是根据本发明的方法的第一实施方式的流程图；
图3是根据本发明的方法的第二实施方式的流程图。
图1示出了一个多计算机系统MRS，它包括一个计算机通信网络RKN，n个外围计算机PR1、…、PRN和一个系统计算机SR分别经过相联的链路RA1、RAN和RAS连接到计算机通信网络RKN。计算机通信网络RKN可以是一个局域网(LAN)、一个ATM(异步传送方式)高速数据网、一个数字交换网，或者是能够在所连接的外围计算机与系统计算机之间传输数据的任何其他计算机通信网络。
在所示实施方式中，外围计算机PR1、…、PRN在结构上是相同的。在此描述外围计算机PR1及其与本发明有关的部件的结构，代替其他的外围计算机的结构。外围计算机PR1包含一个主存储器RAM1和一个控制装置SM1。主存储器RAM1是市场上可得到的足够容量(比如64MB)的主存储器，具有第一区PPA、第二区DYD(分为子区DYDA和DYDN)、第三区PPN和第四区LSW。第一区PPA保存旧的程序包，利用旧程序包，正在由第一外围计算机PR1所控制的进程经控制装置SM1控制。旧程序包具有一个代码段和一个数据段，代码段中具有控制装置SM1所执行的指令，如操作系统和应用程序，数据段中含有由代码段中的指令所访问的数据。区PPA也保存文件管理程序，它允许对程序包更换的指令进行面向文件的访问，即，比如利用名字对段的逻辑寻址。在该实施方式中，文件管理是根据IEEE86所定义的POSIX.1标准1003.1-1990执行的。文件管理程序也包含在不同数据载体之间的拷贝功能。旧程序包将被换为新程序包。为了这个新程序包，在主存储器RAM1中设置第三区PPN。
在主存储器RAM1的第二区DYD的子区DYDA中，在达到一个合适的退回位置后，进程中的应用程序将正在由多计算机系统MRS或外围计算机PR1所控制的进程的动态数据保存起来。为此目的，在预定点在程序包中设置检查标记，使得在短的中断之后，该进程能够利用所保存的动态数据重新启动，进程继续。保存动态数据的经常的原因是，在利用旧程序包的多计算机系统MRS的正常操作期间产生不稳定时，能够控制单独外围计算机的重新启动。因此，这时能利用检查标记进行程序包更换。动态数据是进程专用的。它们仅在进程的生命周期中需要。动态数据的一个例子是进程的启动时间，或者，如果进程例如是建立从外围计算机PR1到另一外围计算机PR2、…、PRN的连接，则动态数据是所拨的呼叫号码和/或该连接所占用的资源的标识符。
第四区LSW保存所谓的引导程序，它存储在半永久性存储器SPS中，它使旧程序包在程序包更换期间的任何时间重新被加载。第四区LSW中的引导程序处于主存储器RAM1的保护部分中，在程序包更换期间不被重写。
以上所述的外围计算机PR1的结构大至与系统计算机SR相同。系统计算机SP也与外部输入设备EXE相连，与半永久性存储器SPS相连，并与控制台KON相连，通过控制台，操作员可以向多计算机系统MRS输入数据。半永久性存储器SPS例如是一个市场中可得到的EEPROM、一个硬盘，或是足够容量且其内容可重写并当关掉电源时能保持其内容的任何其他存储器。系统计算机SR的主存储器，除了上述结合外围计算机PR1所述的四个区之外，还具有第五区APA和第六区LRN。第五区APA保存一个“程序包更换的任务处理”程序，借助该程序，系统计算机SR监视程序包更换并且经计算机通信网络RKN与该程序更换所涉及的多计算机系统MRS的其他部分交换信息。第六区LRN保存一个加载程序，利用该程序从计算机通信网络RKN(即从所连接的外围计算机PR1、…、PRN)加载请求，并接受和处理。因此，系统计算机SR能够从半永久性存储器SPS或外部输入设备EXE检索所请求的信息，并启动到一个或多个外围计算机PR1、…、PRN的传送。
在程序包更换期间，该加载程序能够尤其保证在产生错误时重新加载保存在半永久性存储器SPS中的旧程序包。
图2示出了根据本发明的方法的第一实施方式的流程图。在步骤1(程序包更换的起始位置)中，多计算机系统MRS正由旧程序包操作。旧程序包包含在外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR的主存储器的各个第一区PPA中也包含在半永久性存储器SPS中。新程序包存储在外部输入设备EXE的数据载体上。在步骤2，操作员在系统计算机SR的控制台KON上输入程序包更换的指令之后，在准备时间期间，将新程序包从外部输入设备EXE的数据载体上拷贝到系统计算机SR1的主存储器中，并经计算机通信网络，拷贝到外围计算机PR1、…、PRN的主存储器中。新程序包存储到主存储器的第三区PPN中。拷贝操作是借助于存储在外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR的第一区PPA中的文件管理程序执行的。
在拷贝操作期间，正在由多计算机系统MRS所控制的进程在旧程序包的控制下继续。在接着的步骤3中，将程序包更换的请求同时分配到所有外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR。在步骤4中，当前进程的控制在每个外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR中中断，并且如上所述保存在第二区DYD的子区DY-DA中的动态数据被拷贝到第二区DYD的子区DYDN，使得正在由多计算机系统MRS控制的所有进程能够利用所保存的动态数据重新启动。
在步骤5中，利用保存在第二区DYD的子区DYDN中的动态数据初始化主存储器的第三区PPN中的新程序包。对新程序包中的变量赋值。所保存的动态数据的结构的任何改变在初始化新程序包时必须考虑。如果是这种情形，则动态数据在从第二区DYD的子区DYDA拷贝到子区DYDN时必须重定格式。之后，将初始化已经开始的标识从外围计算机PR1、…、PRN提供到系统计算机SR。在这些步骤中，旧程序系统保持存储在半永久性存储器SPS和第一区PPA中。多计算机系统MRS现在利用新程序包运行，并控制中断的进程。在步骤6中，设置一个试探周期，并检查以确定在过程步骤期间或试探周期中，在多计算机系统MRS利用新程序包的操作期间是否产生不稳定或错误信息。如果是这种情形，则在步骤61中检查以确定该错误信息是否与整个多计算机系统MRS相关。若是，则在步骤71中，将程序包更换请求分配到所有外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR，如同步骤3。在步骤81中，将正在由多计算机系统控制的进程的动态数据从主存储器第二区DYD的子区DYDN拷贝到子区DYDA，并在步骤91中，利用该动态数据初始化保存在主存储器第一区PPA中的旧程序包。在该例中，假设子区DYDA和DYDN中的动态数据的结构必须相同。否则，需要适当的重定格式。能够进行另一次偿试，以利用根据本发明的方法执行程序更换。
如果错误信息不与整个多计算机系统有关，而只是同单个外围计算机PR1、…、PRN或系统计算机SR有关，则可以修改根据本发明的方法，使得在步骤61之后，不执行步骤71至91，而是在步骤73中利用动态数据再次初始化这些外围计算机PR1、…、PRN或系统计算机SR的主存储器的第三区PPN中的新程序包。在步骤73之后，再次执行步骤6。如果没有错误信息或不稳定，则在试探周期之后，在步骤72中，将新程序包拷贝到半永久性存储器SPS中，擦除掉半永久性存储器SPS中的旧程序包。在步骤82中，完成根据本发明的方法，且多计算机系统MRS利用新程序包稳定地工作。
根据本发明的另外的优点，能够以压缩形式将新程序包从外部输入设备EXE中的数据载体拷贝到外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR的主存储器第三区PPN中。这里所用的“压缩”是指，例如，如果各位具有相同的值，则将各位逐块组合起来。这样，如果存储地址100至存储地址200唯一地由位“1”占据，则可如下进行压缩：从存储地址100到存储地址200 25个F(十六进制，与二进制1111相等)。以这种方式，能够节省存储容量。也可采用其他压缩方案。
根据本发明的方法的第二实施方式示于图3。以压缩形式将新程序包拷贝到外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR的主存储器中，并只在主存储器中解压缩。这具有这样的优点：能够使用比第一实施方式少的容量的主存储器。第二实施方式从步骤1开始，如借助图2对第一实施方式的方法的描述那样。后面是步骤2K，其中，新程序包以压缩形式从外部输入设备EXE拷贝到外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR的主存储器的第三区PN中。在下一步骤3，与第一实施方式的步骤3相应。在第二实施方式中，第二区DYD不分为子区。在步骤4K，当前进程被中断，且所保存的动态数据被重定格式。如果动态数据的结构未改变，则不进行格式重定。在步骤5中利用动态数据初始化新程序包之前，对以压缩形式存储在第三区PPN中的新程序包进行解压缩，并在步骤4K之后的步骤45K中，拷贝到外围计算机PR1、…、PRN的主存储器的第一区PPA，擦除第一区PPA中的旧程序包。在步骤6中，如果在处理步骤期间或试探周期中产生不稳定或错误信息，则在步骤71K中，检测该错误的外围计算机PR1、…、PRN经计算机通信网络RKN向系统计算机SR发送一个加载请求，以重新加载旧程序包。系统计算机SR利用存储在其主存储器的第六区LRN中的加载程序检测该加载请求，并使存储在半永久性存储器SPS中的旧程序包被加载到外围计算机PR1、…、PRN的主存储器中，并加载到系统计算机的主存储器中。旧程序包以压缩形式存储在半永久性存储器SPS中。因此，所述实施方式中所用的“加载”是指解压缩程序包并利用所保存的动态数据初始化。在后续步骤101中，多计算机系统MRS再次以旧程序包工作。如果在步骤6没有产生错误信息，则如第一实施方式进入步骤72和82。
如果半永久性存储器SPS的容量足以既存储旧程序包又存储新程序包，则在步骤2K中，即在准备时间期间，新程序包也以压缩形式存储在半永久性存储器SPS中。如果产生错误信息或不稳定，则系统计算机SR根据经计算机通信网络RKN从外围计算机PR1、…、PRN收到的加载请求判定是否利用旧程序包重新加载整个多计算机系统MRS，或者，如果错误信息与系统计算机SR有关，则判定是否利用新程序包重新加载一个或多个外围计算机PR1、…、PRN或系统计算机SR本身。以这种方式，在程序包更换期间对不同的错误能够有更灵活的反应。
新程序包可以或者是一个完整的操作系统加上应用程序，或者只是其部分。因为，利用根据本发明的方法，程序包更换是在所有外围计算机PR1、…、PRN和系统计算机SR中同时执行的，新程序包与旧程序包之间的接口和时间兼容性是不需要的。

Claims (12)

1.一种在多计算机系统(MRS)中将旧程序包换成新程序包的方法，该多计算机系统包括多个外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)，多个外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)与计算机通信网络(RKN)相连，且每台计算机具有一个主存储器(RAM1)，该方法的特征在于：在每个外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)中执行下述步骤：
将新程序包拷贝到外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)的主存储器(RAM1)的各个第一区(PPN)中；
在到达适当的退回位置后，将正在由多计算机系统(MRS)控制的进程的动态数据保存到主存储器(RAM1)的各个第二区(DYD)中；以及
利用所保存的动态数据初始化在各外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)中的新程序包。
2.权利要求1的方法，其特征在于：在利用所保存的动态数据初始化新程序包之前，中断正在由多计算机系统(MRS)利用旧程序包控制的进程。
3.权利要求1的方法，其特征在于：至少一个系统计算机(SR)与外部输入设备(EXE)连接，将新程序包从外部输入设备(EXE)拷贝到至少一个系统计算机(SR)的主存储器中，且利用至少一个系统计算机(SR)将新程序包通过计算机通信网络(RKN)传输到外围计算机(PR1，...，PRN)并拷贝到外围计算机(PR1，...，PRN)的主存储器(RAM1)中。
4.权利要求1的方法，其特征在于：至少一个系统计算机(SR)与半永久性存储器(SPS)连接，半永久性存储器(SPS)中存储旧程序包。
5.权利要求4的方法，其特征在于：在程序包更换和多计算机系统(MRS)利用新程序包无误地操作之后的预定试探周期逝去之后，将新程序包拷贝到半永久性存储器(SPS)中。
6.权利要求1的方法，其特征在于：在预定试探周期期间产生错误时，在外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)中利用所保存的动态数据重新初始化旧程序包。
7.权利要求1的方法，其特征在于：新程序包是以压缩形式拷贝到外围计算机(PR1，...，PRN)和至少一个系统计算机(SR)的主存储器(RAM1)的各第一区(PPN)中的，且在利用动态数据重新初始化之前，对压缩的新程序包解压缩，主存储器(RAM1)中的旧程序包被重写。
8.权利要求4或7的方法，其特征在于：在预定试探周期期间产生错误时，将旧程序包从半永久性存储器(SPS)拷贝到至少一个系统计算机(SR)，并经计算机通信网络(RKN)拷贝到外围计算机(PR1，...，PRN)。
9.权利要求7的方法，其特征在于：半永久性存储器(SPS)的容量足以既存储旧程序包又存储新程序包，使得在第一步中，新程序包能够另外拷贝到半永久性存储器(SPS)，而不必擦除旧程序包或其部分。
10.权利要求9的方法，其特征在于：在程序包更换期间或在预定试探周期期间产生错误时，在至少一个系统计算机(SR)中判定整个多计算机系统(MRS)是否将利用存储在半永久性存储器(SPS)中的旧程序包重新加载，或判定外围计算机(PR1，...，PRN)中的一个或多个和/或至少一个系统计算机(SR)是否将利用存储在半永久性存储器(SPS)中的新程序包重新加载。
11.一种计算机(PR1)，具有一条到多计算机系统(MRS)的计算机通信网络(RKN)的链路(RA1)和一个主存储器(RAM1)，其特征在于：它具有一个控制装置(SM1)，当将旧程序包换成新程序包时，该控制装置(SM1)控制以下步骤：将新程序包拷贝到主存储器(RAM1)的第一区(PPN)，在到达适当退回位置后，将正在由多计算机系统(MRS)控制的进程的动态数据保存到主存储器(RAM1)的第二区(DYD)中，以及利用所保存的动态数据初始化计算机(PR1)中的新程序包。
12.权利要求11的计算机，其特征在于：控制装置(SM1)控制以下步骤：将新程序包以压缩形式拷贝到主存储器(RAM1)的第一区(PPN)中，并在利用所保存的动态数据初始化之前，对压缩的新程序包解压缩。
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