程控交换机是一种高度复杂的通信设备，其核心功能依赖于一套庞大且精密的软件系统。该软件系统不仅负责实现电话呼叫的接续和转接，还支持设备的维护、管理和开发工作。根据其功能和运行状态，程控交换机的软件可以分为两大类：联机程序和脱机程序。本文将详细介绍这两类程序的功能、特点及其在程控交换机中的重要性。
1. 联机程序：交换机的核心运行机制
（一）联机程序的定义与功能
联机程序，也称为在线程序，是程控交换机在正常运行时始终处于激活状态的软件部分。其主要功能是支持电话呼叫的接续、通信资源的分配以及设备的实时维护管理。联机程序的设计注重高效性、实时性和可靠性，以确保通信过程的流畅性和稳定性。
1. 电话呼叫接续
电话呼叫接续是联机程序的核心功能之一。当用户发起电话呼叫时，联机程序会迅速响应，识别呼叫请求，并根据预设的规则和策略完成呼叫的接续。这一过程包括以下几个关键步骤：
- 呼叫识别：联机程序首先识别呼叫的类型（如本地呼叫、长途呼叫等），并验证用户的权限。
- 资源分配：根据呼叫类型和当前网络资源的可用性，联机程序分配相应的通信线路和资源。
- 接续控制：通过控制交换机的硬件设备，联机程序实现呼叫的接续，将呼叫连接到目标用户。
- 呼叫管理：在呼叫过程中，联机程序实时监控呼叫状态，处理可能出现的异常情况（如忙音、占线等）。
2. 维护与管理
除了电话呼叫接续，联机程序还负责设备的日常维护和管理。这包括：
- 故障检测与修复：实时监控交换机的硬件和软件状态，及时检测并修复潜在的故障。
- 性能优化：通过动态调整资源分配和优化通信路径，提高系统的运行效率。
- 用户管理：管理用户账户、权限和通信记录，确保通信的安全性和合规性。
（二）联机程序的特点
联机程序的设计注重以下几个关键特点：
- 实时性：联机程序必须能够实时响应用户的呼叫请求，确保通信的即时性。
- 高可靠性：由于联机程序直接参与通信过程，其可靠性至关重要。系统设计中通常采用冗余机制和容错技术，以确保在出现故障时能够快速恢复。
- 高效性：联机程序通过优化算法和资源管理，确保通信过程的高效性，减少呼叫延迟和资源浪费。
2. 脱机程序：支持开发与维护的关键工具
（一）脱机程序的定义与功能
脱机程序并不是交换机正常运行所必需的软件部分，而是用于交换局开通时的测试、系统升级以及软件中心的服务工作。脱机程序在交换机的日常运行中通常处于非激活状态，仅在特定的维护或开发阶段被调用。
1. 开通测试
在交换局开通时，脱机程序用于进行全面的系统测试。这包括：
- 硬件测试：检测交换机的硬件设备是否正常工作，包括线路接口、交换矩阵等。
- 功能测试：验证交换机的各项功能是否符合设计要求，如呼叫接续、资源分配等。
- 性能测试：评估交换机在不同负载条件下的性能表现，确保系统能够满足实际运行需求。
2. 系统升级
脱机程序还支持交换机的系统升级工作。这包括：
- 软件更新：安装新的软件版本，修复已知漏洞，增加新功能。
- 配置更新：根据用户需求或网络变化，调整交换机的配置参数。
- 数据迁移：在升级过程中，确保用户数据的安全迁移和完整性。
3. 软件中心的服务工作
软件中心使用的程序被称为支援程序，这些程序为软件的开发、测试和优化提供了必要的技术支持。常见的支援程序包括：
- 汇编程序：将汇编语言编写的代码转换为机器代码。
- 编辑程序：用于编写和修改源代码。
- 连接编译程序：将多个模块的代码连接在一起，生成可执行的程序。
（二）脱机程序的特点
脱机程序的设计注重以下几个关键特点：
- 功能多样性：脱机程序需要支持多种复杂的开发和测试任务，因此功能丰富多样。
- 灵活性：脱机程序能够根据不同的测试和开发需求进行灵活配置和调整。
- 大容量：由于需要支持复杂的开发和测试任务，脱机程序通常比联机程序占用更多的存储空间。
3. 联机程序与脱机程序的容量对比
从软件容量的角度来看，脱机程序通常比联机程序要大得多。这主要是由于脱机程序需要包含大量的工具和功能，以支持复杂的开发和测试任务。例如，编译器需要处理大量的源代码，生成可执行的机器代码，这一过程需要占用较多的存储空间。而联机程序则更注重效率和实时性，其代码经过优化以确保在有限的资源下高效运行。
（一）联机程序的容量优化
联机程序的设计注重代码的紧凑性和高效性。通过以下方式实现容量优化：
- 代码优化：采用高效的算法和数据结构，减少代码的冗余。
- 模块化设计：将功能划分为多个模块，每个模块负责特定的任务，便于管理和维护。
- 实时性设计：确保程序能够在短时间内完成任务，减少不必要的等待和延迟。
（二）脱机程序的容量需求
脱机程序由于其功能的多样性和复杂性，需要较大的存储空间。主要体现在以下几个方面：
- 开发工具：包括编译器、调试器、测试工具等，这些工具通常需要较大的存储空间。
- 测试数据：用于测试交换机功能的各种数据集，这些数据集可能非常庞大。
- 系统备份：在升级和维护过程中，需要保存系统的备份数据，以防止数据丢失。
4. 联机程序与脱机程序的协同工作
尽管联机程序和脱机程序在功能和运行状态上有所不同，但它们之间存在紧密的协同关系。这种协同关系确保了交换机的高效运行和持续优化。
（一）开发与测试阶段
在交换机的开发和测试阶段，脱机程序用于生成和优化联机程序。通过编译器和调试器，开发人员可以编写和测试联机程序的代码，确保其功能的正确性和性能的高效性。同时，脱机程序中的测试工具可以对联机程序进行全面的测试，验证其在各种条件下的表现。
（二）系统维护阶段
在交换机的日常运行中，联机程序负责实时监控设备状态，并在检测到异常时触发警报。此时，脱机程序中的维护工具可以被调用，用于诊断和修复问题。例如，通过故障诊断程序，维护人员可以快速定位故障点，并采取相应的措施进行修复。
（三）系统升级阶段
在系统升级时，脱机程序用于安装新的软件版本和配置更新。这些更新通常包括对联机程序的优化和功能增强。通过脱机程序的支持，联机程序能够顺利地完成升级过程，确保系统在升级后能够正常运行。
5. 未来发展趋势
随着通信技术的不断发展，程控交换机的软件系统也在不断演进。未来，程控交换机的软件系统将朝着以下几个方向发展：
（一）智能化与自动化
未来的程控交换机将更加智能化，通过引入人工智能和机器学习技术，实现自动化的故障诊断、资源管理和性能优化。例如，通过机器学习算法，系统可以自动学习网络流量模式和用户行为，实现更精准的资源分配和故障预测。
（二）融合通信与多协议支持
随着5G技术的广泛应用和物联网的快速发展，程控交换机将支持更多的通信协议和融合通信功能。例如，支持5G网络协议、物联网协议以及工业通信协议，实现设备之间的互联互通和数据共享。
（三）绿色节能与可持续发展
在全球对环境保护和可持续发展日益重视的背景下，程控交换机的软件系统将更加注重绿色节能。通过优化算法和资源管理，减少设备的能耗，提高系统的能效比。
（四）安全与可靠性提升
随着网络安全威胁的日益复杂，程控交换机的软件系统将加强安全防护功能。通过采用先进的加密技术、身份认证技术和入侵检测技术，防止网络攻击和数据泄露，确保通信网络的安全和稳定。
6. 结论
程控交换机的软件系统是一个庞大而复杂的架构，由联机程序和脱机程序组成。联机程序负责交换机的实时运行和通信任务，而脱机程序则支持系统的开发、测试和维护工作。尽管两者在功能和运行状态上有所不同，但它们之间存在紧密的协同关系，共同保障了交换机的高效运行和持续优化。随着通信技术的不断发展，程控交换机的软件系统将朝着智能化、融合通信、绿色节能和安全可靠性提升的方向发展，为通信行业的发展提供更强大的技术支持。
联机程序和脱机程序的分类如图 2.20 所示。
