DE1574997A1 - Digitalrechner - Google Patents

Description

' CA-Zr_n 28. Dezember

EM/Haß/My

Herr .JAiVlES HUGHiS OH OASE , 2286 Preston Street, Salt Lake City,

Utah / USA

Herr ESIL OLaRK STE,/ART , 1991 McClelland Street, Salt Lake City,

Utah / USA,

Digitalrechner

Die Erfindung betrifft einen Digitalrechner und eine Informationsverarbeitungsanlage sowie einen Digitalspeicher.

Die Leistungsfähigkeit von Serienrechnern wurde in

den letzten Jahren in hohem Maße dijirch Vergrößerung der Re-

chengeschwindigkeit gesteigert, woiei der konstruktive Auf-,

bau und die Programmierung in der Grundlage gleich blieben.

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BAD ORIGINAL.

Dies 'war auf arund eier Universalität und. der einheitlichen Bau- und Betriebsweise möglich. Allerdings ist nunmehr die grundsätzliche Grenze für die Signalausbreitung, die Lichtgeschwindigkeit erreicht. Weitere Verbesserungen lassen sich durch Parallelbetrieb mehrerer Rechner erzielen, i.-aseni- nen unter teilweiser Anwendung der Parallelbetriebsweiee wurden bereits gebaut, beispielsweise ODG 6600, Illiac IV, und einige Spezialrechner.

Es liegen bereits einige erfolglose Bauverbuche für Parallelrechner mit ₃leiehför:uigem Bau- und rsetriebsprinzip vor, die unabhängig von der Anzahl der Bearbeitungszellen in einer Zusammensetzung sind. Die Verseiiiederuaeit und der Umfang der verschiedenen .seüiüiiungen lassen erkennen, daß die Konstruktionsgrundlagen fur Parallelrechner nicht auf der Hand liegen und auch nicht einfach sind. Bei Parallelrechnern ergeben sich die folgenden G-rundpi'cbleme:

1. Programmierbarkeit: Ein erfahrener Programmierer kann ein Programm aufschreiben, wo Beginn, Auslösung, Durchführung und Aufzeichnung der Ergebnisse in Anschlußgeräten automatisch erfolgen. Ji¹Ur die Arbeitszellen werden Befehlssätze benötigt, die auf zahlreichen Anwendungsgebieten , brauchbar sind.

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2. iir'veit'2ϊbarkeit: -Bau einer Reihe iinner größerer
Hecnner, die jeweils gleiche Taktseit, .baugruppen und Arbei tsorinzipier: benutzten.

3. Informationsübertragung: Schnelle übertragung von Daten una Befehlen-, als Operanden oder Ergebnisse von Rechiiunjeu in Zellen.

4. Technologie: Programmablauf unabhängig von zufälligen oder dauernden Fehlern oder Zellenausfällen; Aufbau der Zellen und der Xoppelelemente mit seriengefertigten Schaltkreisen; Lösung der 7/ärme-, Rausch- und Störsignalschwierigkeit en.

Aus mehreren Gründen waren die früheren Versuche
^-rfolgloü: a) Verwendung langer Leitungen zur Informationsübertragung (der Widerstand und di^ Ausbreitungsstrecke beschränken ütark die oignalübertragungszeiten); b) Unmöglichkeit einer beliebigen Erweiterung der Größe der Zusammensetzung ohne "3eeintr.·-Ichtigung der Taktzeit; c) Unkenntnis der
autonomen Betriebsgrundlagen von Parallelrechnern, die die
Unt'.rbrechung bestiramter ablaufender Progra;;une zum Einlesen

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neuen verhindern warden; a) Verwendung einer" zentralen

ng ;:iit lanzen Leitungen, verzögerten Iiifortaaiionsiiber-ti^gungsze"iteii, umr-an^reicner Programm te ciuiik oder geringer autonomer Ausnutzung der Zellen; e) Verzögerung bei der JDurchführung aer ineisten ZellenoperatlDnen, bis die Daten aus tinea ferngele^enen Teil des lieelmere iici'un_; eiührt ciiid; f) PehXer; eirier automat!seilen Pro^raeaieinfli^run^ unter der Steuerung der ZellenzusaraiQ.erisetzüö.g; ^) Fehlen" oijieo uiiiversalexi rlüiiS x'ür Betrieb undy/oder Aufbau der -5eilen oder der MusaniiL\ineetzung;" ii) unzureichende autoixoine Ιηί'οη.ίίΛΪίοη.εÜbertragung; zwisüi'_en den Zellen; i) Penleu allgemeiner Prü^raiüi:.rii:iitlinien und Verfahren, die den Grunulagen eines bestimmten Parallclrechners an^etaiit sind. Die Buchstaben Hinter aen iu folgenden genannten Ausarbeitungen beaichen sich auf die obigen Punkte, die jeweils nicht ge'löst sinu. In der Neuerscheinung "Advances in Gomx>uters^tr Band 7, iieraus_&e^eben von P. L, Alt und I,;* Hubiüoff, Academic Press, lew lork, 1966.,' sind die Grundlagen paralleler Siinultanrecnner dargelegt.

Arbeiten hin^i^-ntlich' dor Jntvicklung von

xäfallelreciinern öind zu nennen:

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SAD ORiGiNAL

1. Solomon und Illiyc IV - a,b,d,e,f,g,i

2. Holland, Comfort, Gonzales, Squire - a,b,c,e,f,g,i

3. Unger und Illiac III -a,b,d,f,g,h,i

4. Mehrfachbefehle und -funktionen -a,b,d,g,i

5. Verschiedene Zusammenfassungen, lediglich im Rahmen theoretischer Überlegungen -a,b,c,d,g,i

6. verteilte logische Speicher - a,b,c,d,f,g,h,i

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines parallüirecianers, der die genannten Schwierigkeiten löst.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst: eine Zusammenstellung wortorganisierter Informations- und Übertragungszellen, die unabhängig voneinander in Parallelbetriebsweise arbeiten können} durch eine Adressiereinrichtung innerhalb einer jeden Zelle der genannten Zusammenstellung zur Adressierung a.ller Zellen innerhalb eines Zugriffsbereiohs» der die genannte Zelle enthält und dessen Erstreckung durch die Stellenzahl des Befehlswortes begrenzt ist} durch mindestens zwei, keine gemeinsamen Zellen enthaltenden Zutjriffsbereiche innerhalb der genannten Zusammenstellung; durch eine Übertragungsschaltung zur Informations-

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BAD ORIQlNAL

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übertragung zwischen beliebigen Zeilen der Susürjr:«:.·",:. innerhalb des genannten Zugriffsbereichs; eiii& L'^;scheinrici.-tung für die Zellen der Zusammenstellung zur Beendigung eier .Befehlsdurchführung; Speisespannung- und 2aktp^l;,-Ja:mielleitungen für die genannte Zusammenstellung; durc^ 3„,eiLespannungs- und Taktimpulsquellen, die -:,ie 3v.3xsespaiinun_ und Taktpulse mit solcher Pulsperiode uua Anorcu.mi^ einst-eisen, dai3 aufeinanderfolgende Pulse riu-Tilici. und s^itl'oh oo ',veit voneinander getrennt sind, daß für eine ,vede Zelle innerhalb der genannten Zusaamenüteilung der ,jeweilige Zugriffsbereich zu jedem Zeitpunkt jeweils höchstens von einem solchen Puls beaufschlagt ist.

\7eiterbildungen der Erfindung sind in oen Unteransprüchen angegeben»

Der wichtigste Fortschritt der Erfindung lie^t in der Anwendung der Kurzdrahttechniic. Die Zusamirraristeilung kann aus einer beliebigen Anzahl vergleichsweise einfach aufgebauter Z illen bestehen, die unabhängig voneinander in Parallelbetrieb mit hoher Schaltgeschwindigkeit arbeiten. j)s -jibt keine zentrale Steuerung. Innerhalb einer besti,.ii:ten Taktzeit

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BAD ORIGINAL

verur'.v-iΐ -1 ^J^r li^':-r*rü_t;1; ^.L., .'1^1. e J^i'ci.;::.. tici^n .lUr in— ::.ι·;.α, ·ίίΐ.·3ί3 -:u_:-rifisuereicvijii. Jode ^u^^^i^ ,2 llung be- :;lt:5t niii^actiexi^ ZvV2i odii¹ beli^bi^ viele btic^er. einander · ni^ai '.,ULil-u ,_ e:;aer Zu^rifi'tibereiehe. Lie li.foriii-.ations/utei— tr-i^:u:-.__oVJi r.iiiii ^iui:,en zwischen den Zellen wtiiden alle Kurz-,^:.riiiil,:-va.'-.ilK ί ui', i=o dai ieine Verbindtoi^e^ zivischen fellen Deot-l.-ii:, tiie nicht iiiijcriialb ..ines _oleicnen Zu._rirfsberei-3i".es liefen. l*:.ii_ ^χνα:.:βινίΏ.ϊθΓ.:.-:Α,1θι^ο\Λ^-.ν'ΐ.τ^.'Λ:._ί i>riolg"t aurci". ent^^rHcheaiäe rro^raii.-i-i.-ruuii, du;c. liii'ür;ratioiiBVtirdo^^i..-..^; LUiw sei; rittweit er /. ei Lorgabo v^j.- Ze^-It zu Zelle. Jede /.eile entiv.'Mt ciiideat.en.a ein inXüriLatioiiSWcrt-, in ?orffi von Jäte:·· oder eines VieradreibefeLls, as.r Zellen ii^ierltalb des ;iu_:jrii'xsbereICi.es betrifft. Bei entsirechender Auflösung cuosilfert eine Zelle, das betreffende Befehlswort, nitimt uuf oder _t;itt die öperandeninf oi'mation an Machbar zellen weiter; .viciiolt den Befehl ab, apeichert Ergebnisse in der betrefrei.den Zelle; erregt die ,jeweils folgende Zc^Ie in dem Zu^rif r'sbcreich. Die '.-eilen benutzen genormte Torschaltu/igen., uie liiicij vei'ochiedenen Techniken aufgebaut sein können: ^a- ^entia.r^e- ooer -schichten, Transistoren, Halib, Cryotron. Jede Zelle kenn mindestens zwei .befehle ausfünren - Informa— tionsverdopplun^ von Zelle zu Zelle und Verawei^un^ eines

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Operanden zur Aktivierung anderer Zellen innerhalb des Zugriff sbereich.es. Die Zusammenstellung umfaßt Lösehstufen; Speisespannuiigs- und Taktpulssammelschienen zur Eingabe von Speisepulsen und Taktpulsen in solcher Taktfolge, daß Kein Zugriffsbereich gleichzeitig aufeinanderfolgende ifulse enthält; und Inforinationsübertragungsstufen zwischen den Zellen. Verschiedene Zellen der Zusammensetzung können Zusatzstuferi zuia Anschluß und zur Steuerung an einen neuen Digitalspeicher und -Übertrager haben. Es gibt ein-, zwei- und dreidimensionale Zusammensetzungen von Speicherzellen. Diese Geräte sind dis Analoga von ein-, zwei- oder dreidimensionalen Bandspeicherschleifen. Außerdem können Eingabe- und Ausgabe-Geräte für die Zellen vorhanden sein, wo abgewandelte Zellen Informationen mit äußeren Digitalgeräten austauschen und besondere Steuersignale für diese Anschlußgeräte erzeugen können, äine Auslösestufe kann dem Ein_fvabe-Ausgabe-Gerät beigegeben sein, die die Zusammensetzung löscht, die Eingabe einleitet, das Programm und die Erre^ungssignale von einem Anschlußgerät aus eingibt und bestimmte Zellen erregt. Zwei oder mehr Rechner können in dieser //eise miteinander gekoppelt sein, entweder unmittelbar oder über eine Kette oder einem Block zusätzlicher Zellen.

10983Q/U01 BAD OFÄiAL "■■

Der Kurzdralitreeimer bestellt aus mehreren Grundelementen, die außerordentlicii vorteilhaft für die digitale Informationsverarbeitung sindi 1) eine parallel arbeitende Rechenzusammenstellurig aus vorgegebenen Zellen der Kurzdrahttechnik; 2) Informationsspeicher mit ein-, zwei- oder dreidimensionaler Anordnung; 3) eine AdreßspeicherZusammenstellung aus Zellen erster Art mit Verdopplungs- und Verzweigungsfrefehl, manchen ist ein Speicher zweiter Art angeschlossen; 4) ein Universal-Informationsverarbeitungssystem aus zwei oder mehr Rechnern dieser Art, einer erforderlichen Anzahl von Systemen zweiter und dritter Art, Verbindungsschaltungen zwischen den Zellen erster Art und äußeren Anschlußgeräten innerhalb des Eingabe-Aus^abe-Bereiches der Zusammenstellung, z. B, Magnetoandspeicher, oder andere Speicher,
Relaisanschlüsse mit mehrfachem Zugriff, Dateneingabegeräte für die Rechensteuerung und aergl..

Der programmablauf in einer solchen Zusammenstellung weist drei Besonderheiten auf - Die Zellen führen einen Befehl nur unter Verwendung von innerhalb des Zugriffsbereiches verfügbarer Information durch; w'eiterübertragung von Informationswerten erfolgt nur nritoels eines solchen Programmierung,

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BAD ORIGINAL

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- ίο -

daß die· Zellen die Information kettenartig an Üachbarzellen weitergeben, bis die Information ihren Bestimmungsort erreicht; die Zellen erfüllen ihre Befehle und rufen weitere Zellen auf jeweils nur innerhalb ihres Zugriffsbereiches.

In der .theoretischen Untersuchung "Short ."ire Theory" J.H. Case und K.C. Stewart, A.C.iii. Repository, 1966, sind wichtige Grund be Ziehungen abgeleitet: jedes Ini'ormationsverarbaitungssystem kann als Kurzdrahtzellen-Infornationsverarbei.tungssysten aufgebaut ^ein, und die RecLen.jesenwindigkeit fär eine Aufgabe in einem anderen Rechner it;t gleich derjenigen eines Kurzdrahtrechners gleicher Gr'Jße multipliziert nit dein Verhältnis der effektiven Taktzeit aes anderen Rechners mit derjenigen des Kurzdrahti'ecnners.

Hauptmerkmale von Kurzdrahtsystemen:

1. Eine beliebige Anzahl wortorganisierter Zeilen arbeitet unabnängig voneinander in ParallelLetrieb ohne, zentrale steuerung.

Z. Verwendung Kurzer Verbindungsdränte unu o'jaiittt L bertr-i-iUii ; aer Informationen durch Very on ie bung von

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Zelle zu Zelle entsprechend der Adressierung innerhalb des Zugriffsbereicnes,

3. Verwendung von Speiseleitungen zur Bereitstellung von Speisespannung und Taktpulsen für alle Zellen gleichzeitig oder in ','.ellensynchronismus.

4. Kurse Anschlußverbinduiigen zu Anschlußgeräten nur von wenigen Zellen der Zusammenstellung aus.

^). Der Zugriffsbereich einer Zelle umfaßt nicht alle Zellen der Zusammenstellung.

6. Ausnutzung der Kurzdrahtgesohwindigkeit unabhängig von der Größe der Zusammenstellung, da die Zellen&rbeiten, ehe die Signale die gesamte Zusammenstellung durchlaufen haben.

7. Universelle Anwendbarkeit der Merkmale für Parallelre eimer.

' 8. Löschstufen zur gleichmäßigen Sperrung von Zellenberej.chen innernalb der Zusammenstellung.

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BAD ORfOiNAt.

Ein größerer Zugriffsbereich ist für die Programmierung günstiger. Aus praktischen Gründen schafft man nur zwischen unmittelbaren Nachbarzellen Verbindungen. Diese Schwierigkeit wird durch die Technik der Vergrößerung des Zugriffsbereiches durch indirekte Adressierung- gelost.-Iiur-¹ ' die Grundtaktzeit, die Kurzperiode, umfaßt der Zugriffsbereich nur die betreffende Zelle selbst und ihre sechs nach- sten !Nachbarn. Die Großperiode beträgt 66 Kuraperioden. Dafür umfaßt der Zugriffsbereich einen Würfel mit 15 Zellen an jeder Kante, mit der betreffenden Zelle im Zentrum. Die Befehle sind unter Berücksichtigung der Großperiode aufgestellt, und die Programmierung erfolgt ebenfalls unter diesem Gesichtspunkt.

Kurzdrahtzellen-Informationsspeicher sind Analoga von ein-, zwei- oder dreidimensionalen Bandschleifengeräten, die zusammengedrängt und für Kurzdrahtbetrieb ausgelegt sind. Sie haben keine Löscheinrichtung und bilden angepaßte Zusatzgeräte für den Universalkurzdrahtreohner zum Zwecke der Programmspeicherung, der Speicherung von Datentabellen und zur Speicherung der Rechenergebnisse.

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Der eindimensionale (lineare)" Kurzdrahtspeicker ist eine Zellenzeile jeweils nur ait Iiaenbarv^rbindungen.*-löa'ä ^: Band bewegt die Information jeweils um eine Einheit "lsi "'jeder Richtung unter der Steuerung eines* entsprechenden Signals für die Eingabe-Ausgabezelle an einem Sude. Eine äignalwelle wandert durch die Zeile. Auf einer Seite des Bandes wird eine kleine Falte durch die Welle mit^enoiniEen, auf der anderen Seite ein schmaler Spalt. Am anderen Encte heben die Falte und der Spalt einander auf.

Im zweidimensionalen Fall bewegt sich die Information wie auf einer Rohrinnenwand, uie durch zwei Faltungen flach gefaltet ist. Verschiebungen auf der Rohrlm.enwa:*a erfolgen in vier Richtungen und laufen wellenartig ab.

Der dreidimensionale Fall ist einem dreidimensionalen Ring analog.

Die Abmessungen eines Kurzdrahtzelleiirecimers Hängen von den Schaltverbinaungen zwischen αen Zellen ab und nicht von der Anordnung des Ztllenatapels.

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2. Universelle Programmierungsverfahren unabhängig von Grö3e und Arbeitsgeschwindigkeit des Rechners mit weitgehender Vereinfachung der Programmierung durch überlappende Zugriffsbereiche.

3. Ausnutzung der Kurzdrahtgeschwindigkeit unabhängig von der Zellenanzahl innerhalb der Zusammenstellung.

4. Erweiterbar zu beliebiger Größe ohne Änderung von Konstruktion, Arbeitsweise, Programmierung oder- Taktgeschwindigkeit.

5. , Ausnutzung der schrittweisen Schalltechnik.. ;■

6. Jedes der drei G-rundelemente ist als gesondertes' System oder zusu&men Mt anderen Systemen brauchbar, Rechnerzusammenstellung , SpeicherZusammenstellung, Übertragungszu-

sanmensteilung.

7. Speicher können beliebig.groß sein und ebenfalls nach der Kurzdranttecnnik arbeiten.

8. Optimale Anpassung an Sonderprobleme durch Einbau von besonderen Operationen in einige Grundzellen.

9» Ein oder wenige Kingabe-Ausgabe-Bereiche.

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10. Synchroner, teilweise synchroner oder asynchroner

Betrieb der Seilen.

11. Langabstandsübertragungen in Kurzarahtreennern nacn der Schritt schalt technilc". - -

12. Zwei Grundprinzipien- G-ruppenunterteilung beliebiger .Rechner, Geschwindigkeit gegenüber anderen" χarallelrechnern. . -

Die verschiedenen\n.n;veriduhgsgebiete UDLfassen: partielle Differerj.tial.gleichungen_? Zeitüberwachun-v «.njseige, Kryptographie, 3'Limitation biologischer Uysteiue, allgemeiner Informationsaustausch, z.is.. Selcstwilhl-Pe-rnscr-echteci-r-ili, Bildleser.

l)e,r Kurzarahtspeicxier kann zur Lp.eicLeruiig beliebiger Informationen benutzt 7/erd-en. Air»ver.aungö ge biete sina: Ton- oder Bild-Aufzeichnungageräte,. Rcci-eripro;:rax.-r:-ii;eio..er usw..

Die Γι rf ind uiiiT wird anhand bovorsiu-ter Ausi'iLirr.r^sbeispiele unter Bezu^nahnit; auf die aiiliegenden Zeichnungen erläutert, üs atellen dar:

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BAD ORIGINAL

1S740S?

Fig* 1 eine perspektivische, saLesiatis-ciie ansieht eiB.es Reoianers und iSpsieäe der ^Ff ijidung i&it «Wei üi sam^enstellungen» mit £.it einer prOfirsc^i erbaren ^rundzelieai Ordnung imd jsit Zelle» jeweils gleiche Äusri^iitmig, go daß di« i Sakf pulse sieb., in dem S

2a eine btaiia^rdiicrseiaaltung mit Bockscb.&l*

fcild UBd »»eo-iesifonn deg ÜfeertraguBgspuises ΐ|

23> SeiialtuJig mid alockseualiiiZilo. einer *> und

ein©

ftg. 5 ein gcii^jwatisctoee Beb&tthtXa 4«s* lioreciialtuiig aus E&gnet&«ij3&#&i

g
lals_# Kfeuasetiieiit&ryiitroiis tozar*

* 7 eise seaeciattsclie Darstellöag d©i? ehenaelle;

Pig* IB ein BXOekfteteXttoil* dea_ro<. ^^glfttere ««& alt 12-Btelligen

stets der Gnandrecbenzell*i

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ei» aoöksciialtfeiXd des

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BAD ORIGINAL*

Fig.12 ein Blockschaltbild des X.-Registers;

ig. 13 ein Blocks ehalt "bild der Toruntergruppen an der Austausehflache der Grundrechenzelle, gültig für alle Untergruppen x", x, y~~ _t y, z", zj

Jig.H ein Blockschaltbild der P-Beeodierungsuntergruppe, wo das Symbol P den Befehl kennzeichnet und die Ausgänge P=A-, sowie P=A, in dem

Schaltbild der Zelle nicht gezeigt sind, da sie in dem betreffenden Aufbau bedeutungs>los sind;

Fig.15 Blockschaltbilder uer Negativ- und MuIl- und 16 Yerzweigungsuntergruppe j

Fig.17 ein Blockschaltbild der Untergruppe für ein äußeres Bandgerät|

Fig«18 ein Blockschaltbild einer inneren Bandschleife und der zugehörigen SteuerUntergruppe?

Fig.19 Wellenformen der faktpulse|

Fig.20a ein Blockschaltbild eines einöimensionaleB Kurzdrahtspeichers mit acht oder mehr Zelrr len_t wo die Stufen mit Pfeilen Doppe Iregi-rsteruntergruppen «nd die Stufen ohne äymbole SteueruEttergamppeB bih

Fig.20b eine Kurzform der Fig.

Fig.2t Blöeksehal-iiiildei« der eindimensionalen und 22 pelregister- und Steuertmtergruppej

flg.23 ein llockseiialtiiild eines kleinen mensionalen ^urzarahtSpeichers wi& ^on Bpppelregistertmiergpuppenι

Fig.24 Blößkachaltbiläer ssweiäifiiensionaler Doppel-* und 25 register- unä Steueruntergruppeiii

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BAD ORfOlNAL

i'±g.26 Blockschaltbilder dreidimensionaler Dop- und 2? pelregister- und Steueruntergruppen;

Fig.28 eine perspektivische Darstellung der Anschaltung eines speziellen eindimensionalen Speichers an eine Rechnerzusammenstellung ; *

Pig.29 ein Blockschaltbild eines speziellen eindimensionalen KurzdrahtSpeichers mit Standardsteuer- und Doppelregisteruntergruppen;

Fig.30 ein Blockschaltbild der Doppelregisteruntergruppe cX-i > der innere, gestrichelt umrandete Teil ist nicht wesentlich und dient lediglich Vergleichszwecken; für i = 1, 2, 3, 4 entsprechen die Schieberegister dem i"x -Register, für i = 5 entsprechen die Schieberegister dem Q-Register;

Fig.31 ein Blockschaltbild der speziellen Doppelregisteruntergruppen ß. und B, und

Fig."32 ein Blockschaltbild der speziellen Doppelregisteruntergruppen ß. in C.

Arbeitsweise der Standardtorschaltungen nach den Fig. 2, 3, 4» 5 und 6: Die Standardtorschaltung ist ein bistabiles Torschaltelement, das schwache Ij!ingangssignale auf einen konstanten Ausgangssignalpegel verstärkt. Die Arbeitsweise ist synchron mit einer einstufigen Verzögerung und einer Trennung für ein pulsgesteuertes System.

109830/U01 BAt) OFHQfNAL:

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Nach Fig. 2a wird die Speisespannung P in Form . einer besonderen Pulswellenform zugeführt. Ein ±uls ist als tjbertragungspuls T bezeichnet. Signale zwischen verschiedenen Standardtorschaltungen einer Baugruppe treten nur während der ijbertragungspulsdauer T auf und werden nur auf den übertragungsleitungen ausgesandt. In allen weiteren Schaltbildern sind die Speisespannungsübertragung.üleitujCigen weggelassen.

Für uie Länge der Übertragung sieitun;.en ^ibt es eine Schranke. Die Speisespaiinungspulse gehen wellenfüraig von einem funkt oder Flächenbereich aus, so dais zwischen der Ankunft von Speisespannungspulaen in einer 3G-E genügend Zeit zum Aussenden und zum Empfang der Signaloul^e auf den zu anderen Torscnaltungen führenden übertragui.^sleitungen bleibt und auch Zeit für die Schaltung des Torschaltgliedes. Diese Betriebsweise wird als V/ellensynchronisimis bezeichnet.

Die SGE hat zwei stabile Zustände S₁ und άρ. Ein PuId auf der Leitung -X.. schaltet in den iiUsxand S₁ una auf der Leitung tX ρ i-ⁿ ^^en 2ustand S₂* Gleichzeitige lulse sind unbestimmt, können jedoch in einer .Redundant»raraxitung Ver-

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157499?

f, finden. Is Zustand S- erzeugt ein Signal auf der Leitung A₁ während der Taktzeit T ein Signal in der leitung B₁ während der folgenden !Paktzeit Tj entsprechendes eilt im Zustand S,- für die Leitungen A₀ und B₀. ί/esentlich ist« daß keine Rückkopplung -von Pulsen von seiten der Ausgangsleitungen vorgesehen ist.

ienn die Auf fächerung auf der Ausgangs- oder gaiigsseite einer 3Gü für eine vorgesehene Anwendung zu klein ist» kann man SGBs nach -»'ig;. 2c zu einer übergeordneten BGE mit der gewünschten Auffächerung kombinieren.

«lenn für eine SGS eine bestimmte Ausfallwahrscheinliehkeit besteht» dann kann durch sinnvolle Kombinatian von Torschaltung en eine neue üGS aufbauen, die eine geringere AusfallDiahrscheinlionkeit aufweist·

Magßetkernbauweise des SGEi In Hg, 3 stellen die Kreise Magnetkerne dar. Das positive Potential ist geerdet* Die Speisespannungspulse kommen auf deja Leitungabündel P*. *« an» Die Pegelspitzen aller Speiseapannungspulse sind gleich und jeweils groß genug* um iait ausreichend steiler Anstiegs^

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BADORlQiNAU

flanke einen der Kerne umzuschalten und Rückkoppelungswir^ kungen zu unterdrücken. Die unteren Pegel jeder Kurve sind für die verschiedenen Kerne verschieden, damit man die erforderliche Vorspannung für die logische Punktion der Auffäeiieriffig erhält.

Die Vorspannung ist folgendermaßen gewählt«

1) Wenn nicht ein Signal auf den Leitungen QC, oder Γ* _o ankommt, soll der Zustand von a_o auf b_o una von da auf Cp und dann wieder auf ap jeweils durch die Speisespannungskoppelpulse übertragen werden»

2) Wenn der Zustand von a- "0" ist, wird auf Grund des Speisespannungspulses ein Eingangssignal auf A^ nach b- und dann nach C₁ übertragen und erscheint nach drei Taktperioden auf der Leitung B... Sin Signal auf der Leitung Ap erscheint nicht in Bp. -

3) Wenn sich der Kern ap in dem Zustand "1" befindet, wird im Gegensatz zu dem Speisespannungstaktpuls ein Signal auf Ap innerhalb dreier Taktperioden nach Bp übertragen Zwi-

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- 25 sehen A- und B- erfolgt keine übertragung.

Der Auffäckerungsbetrag steigt mit Vergrößerung der Kerne c. und C^₅ an, wobei gleichzeitig entsprechende Änderungen der Vorspannung erfolgen.

Die Verdrahtung und Pulstechnik stellt die erforderlichen Iremiwiderstände sicher und spielt für die Eingangspegel die Hauptrolle.

Die Magnetkernanordnung ist unmittelbar mittels dünner Magnetschichten ausführbar, Andere Ausführungen eines SGE sind in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt.

Die G-rundzelle und ein dreidimensionaler Kurzdraht-Universalrechner ί

Man kann sich jede Zelle des fiechnerstapels als Würfel mit Anschlußdrähten auf jeder Seitenfläche vorstellen. Jede .Nachbarzelle paßt gleichmäßig auf die betreffende Seitenfläche, und alle .Nachbarzeilen haben gleiche Ausrichtung. Die sechs Seitenflächen eines Würfels erhalten die Symbole x» x~> y» y"» z, z~.

109830/U01 BAD ORIQtNAU

In Pig. 7 sind die sechs Seitenflächen in einer Spalte anstatt in ihrer dreidimensionalen rüuüilic^en Beziehung angeordnet. Speii-espannungs- una Taktculsieitungen verbinden benachbarte Seitenflächen eier G-runazelieL. regelmäßig miteinander, so daß durch Anwendung diskreter Zeit- ' schritte ein Wellensynchronismus erzielt wira. · ■

Die Erfindung nutzt durch Anwendung zv.-eier T Perioden,'einer Haupt- und einer Kurzperiode, binen erweiterten Zugriffsbereich durch indirekte'"Adressierung aus. Sine Hauptperiode enthält 67 Kurzperioden, {x-in^uritte-Takt periode ist als Mikroperiode bezeichnet«) ^:

Bezogen auf die Kurzperiode umfaßt der Zugriffs bereich nur die Zelle selbst sowie die sechs oder weniger näcnatgelegenen Zellen. 'Während der Hauptperiode umfaßt der Zugriffsbereich einen Würfel mit 15 Zellen Kantenlänge (mit Ausnahme an den Außenflächen der Zusammenstellung).

Eingabe und Ausgabe erfolgt aurcn Anschluß äußerer Speicher (Magnetbandspeicher usw.) an verschiedene Zellen der Zusammenstellung.

109830/140 1 - BAD ORIGINAL

.Xrie Symbole <χ» &t Tt ν , qT, "ß» "γ, g, <Γ, /Λ., T^, •—ρ*'tti >4 to^ezei^cimen jeweils 12-ziffrige Wörter» die in 12-stelligeii Schieberegistern (Fig. 7) gespeichert sind· Q ist ein 6—ziffrizes Wort in dem 6-stelligen Schieberegister. "§ ist das 6-ziffrige #ort» das in der ersten Hälfte des 12-steiligen Schieberegisters φ? gespeichert ist. P ist das 6-ziffrige v¥ort in der zweiten Hälfte des 12-steIligen Schieberegisters Q£. Has Symbol e bezeichnet eine ümschaltzifferst eile. 'S ist das 54-stellige WortO(ßi*<iQ «ad ¥ das 54~ stellige Wort <χ "ß Ϊ» Ji» W ist als Hauptwort, W als Hilfswort bezeichnet, und tX ß Äv ^ QP ^ίί als Langwort.

W und e sind auf der Ebene der Haupttaktperioden und für die Programmierung benutzt· Der Rest wird in den 67 Kurzperioden benutzt.

Das Hauptwort und die Umschaltzifferstelle:

Wenn e = 0 zu Beginn einer Haupttaktperiode, ist die Zelle nicht erregt; wenn β = 1, ist Vi wirksam. Innerhalb des Steuersystems für W ist Q das Befehlswort undCX,ß,^r, ο sind lokale Adressen. Innerhalb des Datensystems istcxß^o eine numerische Größe und die erste Stelle von Q das Vorzieohen.

109830/UO 1 BAD ORIGINAL

Lokale Adressen - Die lokalen Adressen bestehen jeweils aus drei.4-steiligen Wörtern (x-, y-, 2-Koordinaten). Die erste Stelle jedes 4-stelligen '.'fortes gibt das Vorzeichen und die restlichen, drei Zifferstellen geben die Größe des Binärwertes an* Damit stellt ÖÖ11 den Wert 3 (G als +-Vorzeichen und T als —Vorzeichen) dar· Die lokale Adresse

Gfttf

ist die numerische Adresse (-5 7 -2}t" nach, links 3 Zellen, nach vorn 7 Zellen und nach 2 unten 2 Zellen von der Steuerzelle aus· (0 0 0) mit dem Vorzeichen + oder - ist die Steuerzelle selbst; doch ohne Vorzeichen (G G 0) wird für Sonderfälle der Wert oo bezeichnet»

Die letzten vier Stellen von Q sind der üefehlsteil in W nach folgender Bef ehlslistes

K OOGO (kein fiechengang)

1 GCOt (allgemeiner Eingabe-Aus^abebefehl)

0 COTO

B 0011 (Verzweigung)

D 0100 (Verdopplung)

109830/1401

(Auffäche rung)

(Blockverzweigung)

(Verschiebung in der inneren Bandschleife) (Addition) .

(Multiplikation)

(allgemeiner arithmetischer Befehl) (allgemeiner arithmetischer Befehl) (Ή e gat i wer zweigung)

(Nullverzweigung)

(äußere Bandsteuerung) (allgemeiner Einheitsbefehl)

Wenri i> die lokale Adresse von N gegenüber der Steuerzelle M ist, wird N während der jeweils folgenden Taktperiode erregt oder die Steuerung verschiebt sich nach E oder c OO ist "nicht lokale Adresse einer Zelle. Wenn deshalb S= OO, wird keine Zelle erregt. OO bezeichnet die Steusrzelle selbst für CK_tQ_f <p mit Ausnahme des Verzweigungsbefehls.

W ist Oi ßj-i*Q für die Befehle, und das letzte 4-stellige Wort in Q ist der jeweilige itefehl. M ist die Steuerzelle, die Zelle mit der Adresse ο wird jeweils aufgerufen, wenn nichts anderes vermerkt ist.

F	0101
BB	0110
S	0111
A1	1COO
A2	1001
A3	1010
A4	1011
	1100
Ü2	1101
	1110
Ü4	1111

1 0 9 8 3 0 / U 0 1
BAD>ORIGINAL.

(kein Reciiengang). Ks erfolgt icein Hechengang,

keine Zelle wird erregt.

B (Verzweigung). Die Zellen mit aen lokalen Adressen iX, Β,/Ρι i'werden während der nächstfolgenden Haupttaktaeit aufgerufen.

D (Verdopplung), Z sei der quaderförmig Zellenolock mit der Zelle O< in einer Ecke und der Zelle L· in α sr e ι; ΐ ^ eg angesetzten iCcke. Z¹ beze.ioh.net dann einen Zell&nüiocj£, uer aus dem Block Z durch .Translation derart hervorr-ent, α aß aie .DCkenzelleQ^in die üekenzelle l¹ abergeht. Die in aeir. Zellenblock Z entxialteilen V/Örter werden verdoppelt in den Zeilenblock Z' innerhalb der vorliegenden Htiuptperioae eingescnrieben.

F (Auffächerung) . Das in der Zelle OC -äi.th-.jltent- «ort wird in eine jede Zelle des Blocks Z' unter Vervielfältigung einceschrieben.

BB (BlocKvers.veiJUIi^) . Jede Zelle aei gen Blocks Z' 'wird in der folgenden Taic"u;:eriodö errö₆t (e wird

109830/1401 BA^ ORIGINAL-

In einem jeden «ort auf den ,7ert "T^w eingestellt). Keine Änderung erfolgt für die Hauptwörter in den Zellen des Blocks

Z ^f .■

S (Verschiebung deir inneren Bandschleife) · Die (r zelle enthalt eine Art Bandseiileife aus Wörtern der Länge W» 4 sei die zweite Stelle in Q.· v/ie oben wird das Innenband in. leder Zelle dea Blocks Z¹ um eine Stufe in positiver Richtung für Q=O bzw· Ufii eine Stufe in negativer Richtung für q. — 1 der "betreffenden Grundpericde verschatsen.

A₁ (Addition). Die in dem Hauptwort einer Zelle des Blocks Z enthaltene Zahl wird zu der angegebenen Zahl in dem Hauptwort der entsprechenden Zelle des Blocke Z¹ addiert.

A₂ (Idultipiikation). Die angegebene Zahl in einer Zelle des Blocks Z¹ wird mit der angegebenen Zahl in der ent sprechenden Zelle des Blocks Z multipliziert.

A, und A. (allgemeiner arithmetischer Befehl). Ungebräuchlich, Verschiebung der Steuerung nach h .

109830/1401 BAD

U- (Eegativverzweigung). IVenn das Vorzeichen in der Zelle CX positiv ist, springt die Steuerung zur Seile d ,· wenn das Vorzeichen negativ ist, springt die Steuerung auf die Zelle p .

Up (iiullverzweigung). wenn die Zahl in dem haupt-Vvort der Zelle CX positiv ist, springt die Steuerung auf die Zelle a ', wenn die Zahl den ',Vert "0" hat, springt die Steuerung auf die Zelle

U., (äußere Bandsteuerung). Dieser Befehl dient für Ein^abe-Ausgabe-Zwecke. q bestimmt aie zweite Stell in 4·

Wenn die Zelle (Xeine zu dem kubischen Zeliengrundblock hinzugefügte Sonder zelle ist und dein beschriebenen 3bck im Eingabe-Ausgabe-Bereich des Sechners zugehört, wird die zu dieser Sonderzelle gehörige äußere Bandschleife für q_ = 0 um drei Wörter in positiver Richtung und für q =. 1 um drei Wörter in negativer Richtung verschoben.

0, (allgemeine Einheitsoperation). Die einzige Punktion ist die Verschiebung der Steuerung nach ο .

109830/UQ1 BAD ORIGINAL

Die Bauteile der G-rundzelle Die Taktpulse (Fig. 19)

Jeder Srundtakt ist in vier Perioden aufgeteilt und hat 67 Kurzperioden oder2 010 Torschalttakte (Mikroperioden •genannt) als kleinste Teilungen. Die Taktpulse kommen von dem bei dem Speisespannungspulsgenerator aufgestellten Taktpulsgenerator her und laufen über Leitungen, die nach demselben Plan wie die Speisespannungsleitungen parallel zu denselben verlegt sind. Dieser Takt ist in dieselben vier Perioden wie der G-rundtakt geteilt. Die erste Periode umfaßt 30 Standard-Torschaltungstaktzeiten. Die drei anderen Perioden sind jeweils in 22 Teil^erioden mit je 3C Standardtaktzeiten geteilt.

Bezeichnungsweiae für die Grundzelle

Fig. 7 enthält Dreiecksymbole zur Kennzeichnung der Standardtorschaltungen und der Untergruppen. 'Γ^ , £„, T L haben den gleichen Bchaltungsaufbau wie die CX-, ß-, p -, d -Untergruppen, die<X-, «r*-, /U-JnX er gruppen, die "3-, ~r -, 3 Untergruppen und die x-, x~-, y-, y~-, z-, z""-Unt er gruppen.

109830/1401

- 54 -

Jede der *'-, it -, ^₁-, ^₂-, ^ „.-, -,-Untergruppen kann als 12-stufires Schieberegister arbeiten; die Untergruppen Ot,ß, 7', Ly ß, y* , 0 können nur ale 12-iitufiges Schieberegister arbeiten; ^/ arbeitet nur als G-stufi^es Se^ieoeregisterj ^P arbeitet entweder als b-stufi^ej oder als 12-atufigea Schieberegister.

Die Register <X ,ß, r·, t-^J und die erste halite des ^P-äegisters halten das Kilfav/ort Tl. Register .-χ, ß, r » c» ^P, 'J", ^ bauen das Lang-vort X 3 j- 7" ^? yi oder V/t ν <ί auf.

Das t'X-Register (Fie . 8j[

Die Untergruppen QC, ß, ^¹» c , ώ", /·» J üina einander ähnliche 12-stufige ochieberegister. J'ür jede usr 12 forsch alt ung en entspricht der Zustand, der zu einejr i bsrtrarung führt, in der unteren Hiilite aeia Zifxerwert "1", in der oberen Hälfte dem Zifferwert "C". .uer itegisterteil auf der linien oeite der Reihe der 12 Torsehaltungen ist eine /erzogerungs- und iiegationsstufe. Die Kegationsstufe verschiebt den Eegisterinhalt auf Grund einer Folge von 12 T-Pulben in aufeinanderfolgenden Mikrotakten in ein anderes Register.

109830/U01 BAD ORIGINAL

Die Verfichiefcunrspulse sind T-Pulse und laufen in '"rippen ve« 1 I aufeinmäerfol_fcenden ;.:ikrotakten auf einer der Tai:tr.-ul?I^i tunren 1 . II- , III, oder :V ein. Die -X -Re- ^ister lenutz-in zwei Tor-schaltungen in Ei ine zwischen CX-Re_t:iütern. Li- I'.egatioiiEetufe bewirkt eine '/srsögerung von zwei ...jiirot-kten. Deshalb ergibt sich eine Verzögerung von vier uikrottiKteii zwiscnen deci Zeiti.unkt, wc ein ^uIt: aie letzte Stelle eines «X-Registers verläßt una in die erste Stelle ders nachstiolfcenden OC-Eegitters eintritt. Die Gesamtzeit für die Informationsübertragung, beträgt 16 läikrotakte.

Das Q-Regiüter (Fi^. 9)

Das Q-Re^ister entspricht dem Oi-Register, ausgenommen, daß es nur 6 Stellen speichert. Es wird auch durch eine Police von 12 Verschiebepulsen auf einer Leitung I, , IL, IH]₃> IV_b weitergesehaltet. Die Information in diesem Q-Register wird zweimal in das Register zurückgeschrieben. Die Information in einem ^-Register kann in ein anderes ^-Register oder in einCX-Register jeweils zweimal pro Folge von 12 Verschiebepulsen - einmal in jeder Hälfte - übertragen werden.

109830/U01 BADORfOtNAt

Torschaltungsuntergruppen in einem Austauschbereich (Pig. 13) (Untergruppen χ"", χ, y~, y, ζ"", ζ)

Alle Untergruppen sind gleichen Aufbaus, jedoch räumlich verschieden angeordnet, eine auf einer Jeden der 6 Seitenflächen zur Steuerung des Zellenausgangs.

Nur die untere Hälfte einer jeden der 7 3GE in der Untergruppe wird benutzt. Durch einen einzigen Puls in der Rückstelleitung werden alle in Nichtübertragungsstellung zurückgestellt. Die ersten 7 SGE können durch einen einzigen Puls 7 Register in der Langworteinstelleitung in Übertragungsstellung gestellt werden. Die letzten vier Torschaltungen können gesondert durch Ausgangssignale der C..-Register in Übertragung ssteilung geschaltet werden.

Das if-Schieberegister (Fig. 10)
(Untergruppen ex, ß,/d)

Diese drei Untergruppen sind gleich wie die <X-Untergruppe, doch haben sie eine gesonderte Schaltung. Sie arbeiten genau wie eine <X-Untergruppe, wenn auf der Auslöseleitung während 10 Mikrotakten kein Puls ankommt.

109830/U01 BAD ORiGiNAi

Ein einziger Puls in der Auslöseleitung verhindert die Verschiebung des Inhalts des Eegisters. Sin einziger Puls in der Auslöseleitung bewirkt folgendes: 1) ein einziger Ausgangspuls tritt in einer einzigen der 7 leitungen x, x", y, y~, z, z~ "Null" auf; 2) das 12-Zifferwort (eine lokale Adresse) wird um "1" verringert.

Der Schritt 1) führt zu folgendem: «Venn die lokale Adresse in dem Register für eine Koordinate den Wert "0" hat, kann nur in der "Null"-Leitung ein einziger Puls auftreten! (Dies gilt auch für die lokale Adresse OO). 'flenn die x-Koordinate positiv ist, gelangt ein einziger Puls über die x-Leitung auf die' Langworteinstellieitung in der x-Torschaltungsuntergruppe auf der x-Plächej wenn die Koordinate einen negativen Wert hat, gilt entsprechendes für die x" -Leitung. Die Wirkung ist ähnlich, wenn die beiden ersten Koordinaten den Wert "Null" haben.

Der Schritt 2) führt zu folgendem: Wenn wenigstens eine der drei lokalen Adressen des Registers einen endlichen Wert hat, wird der erste dieser nichtverschwindenden Kooifrnatenwerte bei Verschiebung von links nach rechts um eins verringert (Verringerung der lokalen Adresse).

if f 109830/U01

^ BAD ORIGINÄR

157A997

Das ^P-Register (Fig. 11)"

V/enn gerade ein Puls in die "Voll"-Leitung eingetreten ist, arbeitet dieses Register wie ein fX-Register. Die 12 Ausgänge der Zustände der letzten 6 otandard-Torochaltungen des Registers werden unmittelbar ausgelesen. Ein einziger Puls auf d.er Leitung "Einstellung P=H" stellt die letzten 6 Standard-Torüchaltungen in ihre "0"-Zustande. Ein einziger Puls in der "Halb"-leitung stellt das Register so ein, daß es wie ein Q-Register für Eingangssignale arbeitet, aber keine Ausgangssignale abgibt.

Das "T .-Register (Pig. 12)

(Untergruppen T,, 't _2> '<·

Diese Untergruppe entspricht dem T'-ftegister, mit der Ausnahme, daß die lokale Adresse ·">£> nicht als lokale Adresse einer Zelle angesehen wird. '.Venn die C> -Register-Uetriebsweise nicht benutzt wird, ist ein Puls auf der Auslöaeleitung angekommen, und die in dem Register enthaltene lokale Adresse hat den V/ert 00 . Dann erfolgen keine Änderungen, und auf den Leitungen x~ usw. erscheinen keine Auscangasignale. Andererseits ist die ,/irkungsweise der Au.^an^ssi vi-ile dieselbe

109830/U01

BAD

wie in dem σ-Register; jedoch ist die Verringerung unterschiedlich. Eine "0" ist das Ergebnis einer nichtverschwindenden lokalen Adresse an der Stelle Hull. Die Reduktion einer lokalen Adresse mit allen Koordinatenwerten "0" ist (0 0 0).

Ein einziger Puls in der Leitung ^Einstellung auf O^ » stellt alle 12 Speicherplätze des Registers in "O"-Stellung, d.h.CX? .

Der P-Decoder (Pig. H)

Diese Untergruppe ist die Hauptsteuerung für die anderen Unterg^ppen, und der Befehl ist in den letzten vier Stellen des 12-stelligeri Wortes im QP-Register gespeichert. Vier verschiedene Ei'ngänge werden hierfür während der vier verschiedenen Taktperioden benutzt.

Beschreibung der Arbeitsweise der Grundzelle in Begriffen der Arbeitsweise der Untergruppen (J¹Ig. 7)

Das Hauptwort in einer bestimmten Grundzelle bleibt ungeändert bis zum Ablauf der ersten Periode des Haupttaktes.

109830/U01

BAD

Information wird durch Verschiebung der Langwörter übertragen. Die ΐ-t-t ^p-» ^*3~» f.-Untergruppen werden nur für Verschiebungsoperationen benutzt.

Erste Periode des Haupttaktes

Der einzige Puls I dient als Rückstellpuls für

ei

die gesamte Grundzelle. Er stellt die Torschaltungsuntergruppen x, x~, y, y~, z, z~ in Michtübertragungssteilung. Die beiden lorschaltungsspalten am Eingang des Hauptwortregisters und die beiden Spalten am Eingang der Langwortregister werden auf ihre untere Stellung eingestellt, damit der Inhalt dieser Register auf Grund von Pulsfolgen I- , Hy.» HL oder IV^ umlaufen kann. Die T or schaltungen am Eingang des TT .-R^egj-^S'^fcers werden gesperrt, damit nicht Information im Innern der Zelle in die T.-Register eintreten kann.

Zusätzlich läuft der I -Puls in die Umschaltziffer-Torschaltung ein. Wenn die Umschaltziffer den Wert "1" hat, 1) wird die Umschaltziffer auf den Wert "0" gestellt; 2)werden die Torschaltungen auf der Eingangsseite der c- ^-Register geöffnet (in eine solche Stellung umgeschaltet, daß in der Zelle enthaltene Informationen aufgenommen werden können);

109830/1401

BAD

3) werden Torschaltungen der ersten Spalte auf der Eingangsseite der langwortregister in die obere Stellung umgeschaltet; 4) wird das Ijp-Register so eingestellt, daß es als CX-Register arbeitet, und die 6 letzten Stellen des QP-Registers werden auf "0" gestellt.

Die I, -Pulsfolge hat in Abhängigkeit von der Hinder Ton
liehe Wirkungen.

Stellung der Torschaltungen duroh den I -Puls unterschied-

Wenn die Umsohaltziffer den Wert "0" hat, regeneriert die I,-Pulsfolge alle Register für das Hauptwort und das Langwort und stellt alle Torsohaltungen in dem T"^-Register in ^l(O"-Stellung (d.h. alle T.-Register werden auf den vVert OcJ eingestellt).

Wenn die Umschaltziffer den Wert "1" hat, folgts
Alle Register für das Hauptwort werden regeneriert. Der Inhalt des OC-Registers wird in daacX-Register und das C.-Register übertragen; B nach U, «r'und ^ · γ nach j*, ^i , t ',
O nach 5", XΛ Q nach QP (zwei Kopien).

109830/U01

BAD

Der I -Puls läuft in den P-Decoder. .ierm ein anderer Befehl als B vorliegt, werden Z*, ^₂, ^, auf ooeingestellt; wenn N, U₁ oder Up» wird auch T. auf C*> gestellt. Der I -Puls stellt auch die Torschaltungsspalte ain Eingang der

Langwortregister in Regenerationsstellung und die Torachaltungen der T₁-Register zurück, damit keine in der Zelle enthaltene Information eintreten kann.

Die zweite Taktperiode

.ÖL ist aus "O" zurückgeführt, indem das Langwort durch aufeinanderfolgende Verschiebung längs X, Y und Z in die Zelle CX. bewegt wird. Gleichzeitig und unabhängig werden

T , £» 0 , t- zurückgeführt. «Venn diese auf oO zurückgeführt sind, hält die Bewegung an. wenn sie von oo verschieden wären, wird die Umschaltziffer in d«r oder den neuen Zellen auf »1» gestellt.

In jeder der 22 Kurzperioden folgt auf III mit einer Verzögerung eine Pulsfolge III, aus 12 aufeinanderfolgenden T-Pulsen. Die Arbeitsweise während eines jeden Kurztaktes in der zweiten Periode ist die gleiche.

1 0983C/1401

BAD ORIGINAL

- 43 Der II -Puls stellt die erste Torschaltungsspalte

el

am Eingang des Langwortregisters auf die Regenerierungsstellung; und die zweite Torschaltungsspalte auf die Nicht-Regenerierungssteilung zum Informationsempfang; die Register ¹^P und x~, x_f y~, y, z~, ζ kommen in Niclitubertragungsstellung.

Der H₀-PuIs

1) Wenn der Befehl ein anderer als Ii, I, 0 oder B ist, löst ein Puls von Seiten des P-Decoders die Verringerungslogik des ÖT-Registers aus. Wenn die lokale AdresseOC (O O O) ist, stellt ein Puls aus der "lull"-Leitung des C*. -Registers die zweite Torsohaltungsspalte am Eingang der Langwortregister in Regenerierungsstellung. Wenn die lokale Adresse des ÖC -Registers nicht (Q O- O) ist, erfolgt eine Verringerung der lokalen Adresse um eine Wertstufe,. und die Langworttorschaltungen an der entsprechenden Austauschfläche der Zelle werden zur Übertragung, des Langwortes.in eine ,!fachbarzelle auf Grund der HL -Pu-isfolge vorbereitet^ Wenn der Befehl eine -kinheitsoperation XL·, . U?» ^U3 oder U. ausdrückt, erreicht ein Puls eine entsprechende. Untergruppe} für I¹ (Auf-. fächerung) stellt der Puls aus dem P-Decoder das "QP-Register

109830/U01

. - 44 -

so ein, daß es für .Bingangssignale als Q-Register" arbeitet, und die erste Torschaltungsspalte am -Eingang· des W-Registers in die obere Stellung, so daß aus den W-Registern Information übernommen werden kann.

2) Der II -Puls löst die Verringerungslogik in jedem k.-Register aus. Wenn die lokale Adresse in einem bestimmten ^-Register nicht den Wort (0 0 0) oderoo hat, tritt keine Wirkung auf; andernfalls wird die lokale Adresse um eine Wertstufe verringert und ein Puls aus diesem f.-Register stellt die entsprechende Torschaltung in der Toruntergruppe (auf der Austauschfläche) so ein, daß diese verringerte lokale Adresse auf Grund der IL-Pulsfolge in eine Nachbarzelle übertragen wird. Wenn die lokale Adresse in einem bestimmten £ .-Register den Wert (0 0 0), aber nichts hat, wird dieselbe auf OO gestellt und die Umschaltziffer auf den 7/ert "1".

Die Il-j-Pulsfolge verschiebt Information zwischen den Registern in der Richtung, auf die die Torschaltungen durch den H₀-PuIs eingestellt sind. Im allgemeinen wird nur

el

aktive Information in den Langwortregistern und X.-Registern zurückbehalten, doch kann dieselbe nicht benutzt werden bis zur dritten oder vierten Periode.

109830/U01

BAD ORlGiNAt

Zur Verringerung von ex sind nur 21 Kurztakte erforderlich. Der 22. Takt dient zur Durchführung der Einheitsoperationen und zur Kopierung von W in W- "bei Vorliegen des Auffächerungsbefehls.

'Die dritte Taktperiode

Die dritte Taktperiode dient der Vorbereitung der Informationsverschiebung in dem Block durch einen Auffächerungsvorgang (durch Verringerung in tr') aus der Zelle mit der Adresse CX , indem eine .Befehlsinformation innerhalb des Langwortes in die Zelle des Blockes gelangt·

Die ^.-Register werden während der zweiten Taktperiode wiederum verringert, da Einheitsoperationen ein T. auf ein Wort eingestellt haben können, das eine andere lokale Adresse als Ou kennzeichnet.

In jedem Kurztakt tritt ein einziger III -Puls auf,

dem mit einer Verzögerung eine H^-Folge aus 12 Pulsen folgt, Die T". -Register arbeiten in gleicher Weise wie während der zweiten Zeitperiode.

109830/1401

BAD ORIGINAL

Jl.

157A997

• Der III -Puls wirkt als Rückstellpuls (wie II in α. a

der zweiten Periode) und löst eine logische Punktion bei Eintritt in den P-Decoder aus. 7/enn ein Befehl D, Ϊ, BB, S, A₁, Ap oder A, (Blockbefehle) vorliegt, läuft ein puls*aus dem P-Decoder in die Auslöseleitung des & -Registers ein und erregt die Verringerungslogik dieses Registers, //enii die in dem <r"-Register gespeicherte lokale Adresse von "O" verschieden ist, wird sie um eine 7/ertstufe verringert, und ein Puls aus dem cr^-Register tritt an der entsprecnenderi Austauschfläche in die Toruntergruppe ein und stellt die Lan^·- worttorschaltungen für eine übertragung iri Kachfcarzellen ein. ".Venn die lokale Adresse des ^-Registers den -./ert (O ü O) hat, läuft ein Puls aus dem ©""-Register auf der Eulleitung zurück zum P-Decoder und stellt die zweite Torücnaxtun^sspalte am ^in_eang des Lan~wortregisters in Regenerierun^ssteilung. Wenn die Information verschoben werden soll, stellt ein iuls des P-Decoders das QP-Register so ein, daß es fUr liingangssignale als Q-Register wirkt, und die erste "oraenaltungsspaite am Eingang der W-Rerister in Hicht-Regenerierun_esstellung, damit der Inhalt der «'/-Register in die W-Regiater uurcn die II-. -Pulsfolge übertragen wird.

109830/1401

BAB OBiSHNA(L

Die III^-PulsfoIge überträgt die Information zwischen Registern entsprechend den Torschaltungseinstellungen durch den III -Puls und die zugehörige Logik.

Die vierte Zeitperiode (Blockverschiebungen und -befehle)

Die Blockverschiebungen erfolgen durch gleichzeitige Verringerung der lokalen Adressen in den u. -Registern einer jeden Zelle des Blockes. Die I .-Verringerungen werden unnötigerweise wiederholt.

Jeder Kurztakt hat einen einzigen IV₀-PuIb (Tor-

el

schaltungsrückstellung und Auslösung der Logik), dem verzögert eine IV, -Pulsfolge nachfolgt. Die Rückstellwirkung ist gleich wie bei den II - und III -Pulsen» ausgenommen, daß auch die erste Torschaltungsspalte am Eingang der Hauptwortregister zurückgestellt wird.

Die Logik-Auslösung durch den IV₀-PuIs geht auf den Eintritt des IV -Pulses in den P-Decoder zurück. Auf Grund eines Blockbefehls wird die Verringerungslogik in dem M-Register erregt. Wenn die lokale Adresse in dem u-Register

109830/1401 BAD ORIGINAL

. - 48 -

nicht den Wert (O 0 0) hat, wird dieselbe um eine Wertstufe verringert, und ein Puls des/fc-Registers stellt die Langworttorschaltungen für Übertragung zu den Nachbarzellen ein. Wenn die Lokaladresse des il-Registers den Viert (0 0 0) hat, läuft ein Puls auf der Nulleitung in den P-Decoder zurück und stellt die zweite Torschaltungsspalte am Eingang der Langwortregister in Regenerierungsstellung zurück.

Wenn dann

1) der Befehl ein F- oder D-Befehl (Auffächerung oder Verdopplung) ist, stellt ein Puls die erste Torschaltungsspalte am Eingang der Hauptwortregister in Kicht-Regenerierungsstellung (so daß die IV^-Pulsfolge das Hauptwort W durch eine Kopie des Hilfswortes W ersetzt).

2) der Befehl ein BB-Befehl (Blockverzweigung) ist, stellt ein Puls die Umschaltziffer auf den Wert ?1".

3) der Befehl ein S-Befehl (Verschiebung der inneren Bandschleife) ist, läuft ein Puls zu der inneren Bandschleife und deren 8teueruntergruppe.

109830/1401

BAD OHiGiNAl

4) der Befehl ein A-- oder Ap-Befehl ist, löst ein Puls die entsprechende arithmetische Untergruppe aus.

Kurzdrahtspeicher

Die Kurzdrahtspeicher-Grundzelle für die Stapel der verschiedenen Dimensionen hat einen unterschiedlichen Aufbau, verwertet jedoch geraeinfame Grundzüge. Sie enthält je- ' weils eine Doppelregisteruntergruppe und eine für die "betreffende Dimension zugeschnittene Steuergruppe.

Der eindimensionale Kurzdrahtspeicher (Pig.20,21,22)

Die acht in gestrichelten linien eingezeichneten Schaltgruppen sind Zellen, die eine zusammengedrängte Leitung bilden. Sie sind gleich, ausgenommen die Zellen am Kopfende (eine Umbiegung) und am Fußende (eine ümbiegung sowie Eingabe-Ausgäbe-Anschlüsse - mit einem ⁺ gekennzeichnet).

Die Pfeile in den Schaltgruppen _D'eben die Ausrichtung von eindimensionalen Doppelregisteruntergruppen an, Schaltstufen ohne Pfeile sind Steueruntergruppen.

-109830/U01

BADOFUGINAL

1 57A997

Die eindimensionale Doppelregisteruntergruppe (Pig. 21) enthält zwei CX-Schieberegister: das obere Hauptregister und da3 untere Hilfsregister. J und J, sind solche Taktpul-

3. O

se, daß der J -Puls ein einzelner T-PuIs und der J, -Puls eine Folge aus 12 (im Falle des CX.-Registers) aufeinanderfolgenden T-Pulsen um· sechs Liikrotakte später ist.

Eine Informationsverschiebung um den gesamten Hing erfolgt, indem die Information zunächst in dem Hilfsregister in eine■entsprechende Doppelregisteruntergruppe una dann aus dem Hilfsregister in das Hauptregister (Anhebung der Information) bewegt wird.

Die Steueruntergruppe C (Fig. 22) liefert die Einstellung der Torschaltung e(C) für diese Bewegungen und gegebenenfalls die Richtung, wenn ein Puls von der oteueruntergruppe C unten empfangen wird. Die e(C)-, Iu(C)- und 01-(unten)-Einstellungen der Eingabe-Au.-;gabe-Zellen werden zu allen aoderen Steuergruppen des Stapels durch die J₁.-Pulse

ei

übertragen.

1Q9830/U01 BAD ORIGINAL

Die r-- und !",,-Register zählen die J -Pulse in der Folge 01, 10, 11 und 00. Ein Puls in der t(G^f)-Leitung stellt die Register r-, Γρ in 01-Stellung und der folgende J -Puls sendet einen Puls über die t(G)-Leitung in die Steu-

ergruppe der darübergelegenen Zelle >aus. Die Anhebung wird ausgelöst durch den Zählstand 11 in den r..- und r_g-Registern. Diese Verzögerung ist erforderlich, da sich das Verschiebungssignal durch den Stapel in entgegengesetzter Richtung zu der Verschiebung der. gespeicherten Information ausbreiten muß.

Die Betriebsweise erfolgt in Form von drei aufeinanderfolgenden Aktivierungswellenformen, die sich mit gleicher Geschwindigkeit bewegen (eine Zelle pro J -Puls). Zuerst breitet sich das Bewegungsaignal selbst aus, dann erfolgt die Informationsbewejgung in nahegelegene Hilfsregister und dann erfolgt eine Anhebung aus den Hilfsregistern in die Hauptregiater mit einer Verzögerung zwischen den beiden letzten Wellerii'ormen. Das gesamte Wellenpaket verläßt die Eingabe-Ausgabe-Zelle nach vier J -Pulsen (vier Kurztakten),und eine

el

neue Bewegung kann ausgelöst werden»

109830/U01

Kurzform des Schaltbildes des eindimensionalen Kurzdrahtspeichers (Fig. 20b)

Die Blockpfeile geben die Doppelregisteruntergruppen an; die gestrichelt umrahmten Schaltgruppen die Zellen; und die ausgezogen gezeichneten Schaltgruppen die Steueruntergruppen. Die die Blockpfeile verbindenden Leitungen geben die Verbindungen zwischen den Doppelregisteruntergruppen an. Die Linien mit Pfeilen stellen die Verbindungen der Steueruntergruppen dar. Die Speisespannungsleitungen und die Taktpulsleitungen haben dieselbe Anordnung wie die die Steueruntergruppen verbindenden Leitungen.

Der zweidimensional Kurzdrahtspeicher (Fig.23»24»25)

Das Kurzschaltbild der Fig. 23 benutzt die gleichen Regeln wie oben.

Jede innere Zelle enthält vier zweidimensionale Doppelregisteruntergruppen. Unter Annahme der konventionellen Ausrichtung weist die x-Richtung jeder Doppelregiateruntergruppe von der Ecke weg und verläuft parallel (doch vielleicht in entgegengesetzter Richtung) zu der x-Richtung des Stapels; entsprechendes gilt für die y-Richtung.

109830/1401

Der x-Pfeil weist zu der x-Seite der Untergruppe mit dem P (M)-Ausgang und dem nahegelegenen Eingang, entsprechend für x~", y, y~.

Für eine andere Ausrichtung werden die Eingänge und Ausgänge entsprechend gedreht oder gespiegelt. Die x-Seite ist immer mit der x~ -Seite verbunden.

Die x-Teile der Doppelregisteruntergruppe sind in Ringschaltungen auf horizontalen Linien zusammengeschaltet, entsprechend die y-Teile in Hingschaltungen auf vertikalen Linien.

Wie im eindimensionalen Fall steuert die Steueruntergruppe alle Doppelregisteruntergruppen der Zelle. Die Verschiebungswellen gehen von den Eingabe-Ausgabe-Eckzellen in Form geradliniger Leitungswellen aus. Die Speisespannungsleitungen und die Talctpulsleitungen haben gleiche Anordnung wie die Verbindungaloitungen der Steueruntergruppen.

Wenn auch das Schaltbild nur 25 Zellen zaigt, so kann man ,jede Größe für die Rechteckzusammenstellung vorsehen.

109830/U01 BAD ORIGINAL

Der dreidimensionale Kurzdrahtspeicher (Fig. 26, 27)

Das Schaltbild des dreidimensionalen Speichers wird beschrieben, da eine Zeichnung schwierig zu lesen wäre.

Bs wird ein x,y,z-Koordinatensystem für die Eingabe-Ausgabe-Zelle angenommen. Jede Zelle enthält eine dreidimensionale Steueruntergruppe und acht dreidimensionale Doppelregisteruntergruppen, wenn es nicht eine Randzelle ist. Die x-, y- oder z-Pfeile weisen von der Ecke des Doppelregisters weg.

Die Verbindungen zwischen Doppelregisteruntergruppen sind denen des zweidimensionalen Systems ähnlich, jedoch sind drei Ausbreitungsrichtungen anstelle von zwei vorhanden.

Die dreidimensionalen Docpelre^isteronter^ruppen sind in einer jeden Richtung so miteinander verbunden, daL die +- und —Seiben benachbarter Doypelregister --..L ι _G inane ι ar verbunden sind. Der Verbindung sauf bau bildet ,jüweä Lj eine Ocüleife mit awei Umbifi^iuuven in den :ΐαηα>> i i-.\u. uüs cJta..a:ls. Im übrigen gehen nie Verbiadunt die i hun_f;en in _t:ei\-ider Kichtung durch die Zellen.

109830/1401

BAD ORIGINAL

In jeder Zelle ist die dreidimensionale Steueruntergruppe an alle Doppelregisteruntergruppen der Zelle angeschlossen, und die Verschiebungsdatenausgänge sind mit den Verschiebungsdateneingängen der Steueruntergruppen der drei benachbarten Zellen in x-, y- bzw. z-Riehtung verbunden,

Eingabe-Ausgabe-System für den Universalkurzdrahtreeimer (Fig. 28)

Der spezielle eindimensionale Kurzdrahtspeicher ist an einen dreidimensionalen Kurzdrahtrechner angekoppelt.

Die drei Blöcke Ä, B, Ü stellen Grundrechenzellen dar, die miteinander und mit einer einzigen Zelle an der Oberfläche des Rechners in üblicher Weise verbunden sind.

A, B und C sind Zellen eines speziellen eindimensionalen Kurzdrahtspeichers und jeweils nur mit den Zellen A, B und Ü verbunden«

Der spezielle eindimensionale Kurzdrahtspeicher (Fig.29)

Die großen, gestrichelt gezeichneten Baugruppen sind die Zellen. Jede enthält eine eindimensionale Steuerunter-

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gruppe, (Pig. 22) (ausgezogen gezeichnete Schaltgruppen ohne Symbole) und mehrere Gruppen von fünf eindimensionalen Doppelregisteruntergruppen (ausgezogen eingezeichnete Baugruppen mit Pfeilen). Die mit griechischen Buchstaben bezeichneten Baugruppen dienen Sonderzwecken (Fig. 30, 31 und 32)* Das Schieberegister innerhalb der gestrichelt eingezeichneten Baugruppe ist nicht notwendig und dient nur Vergleichszwecken. Die langen Baugruppen sind eindimensionale Doppelregisteruntergruppen mit CK-Eegistern. Die kurzen Baugruppen haben Q-Register«

Die Hauptwörter in einer jeden Gruppe der fünf Doppelregisteruntergruppen bilden jeweils ein Wort gleicher Länge wie das Hauptwort innerhalb der Grundrechenzelle.

Der spezielle eindimensionale Kurzdrahtspeicher hat sieben Zellen und Platz für 12 Wörter gleicher Länge wie das Hauptwort in einer Rechnerzelle.

Das System verwendet den gleichen Speisespannungspulsgenerator und Taktpulsgenerator wie der Rechner. Die J-

. Pulse stehen über eine Verbindung mit Trennstufe (und Ver-

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zögerung) für die I -, II -, III - und IV" -Pulse zur Verfü-

3, α β, Ά

gung, entsprechend die J,- und b-Pulse.

Die Anschlußzellen A, B, C (Fig. 30, 31, 32)

Die Grundzellen B und (J entsprechen genau Grundzellen des Rechners, mit Ausnahme der Anschlüsse an die Zellen G und B.

Die Grundzelle Ä hat zusätzlich eine Auslösetaste und eine äußere Band-Steueruntergruppe (verbunden mit der Steueruntergruppe der Zelle A)·

Die äußere Band-Steueruntergruppe und die Auslösetaste in der Zelle A (Fig. 17)

Die äußere Band-Steueruntergruppe ist nur für die Zelle Ä notwendig. Sie wird nahe dem Ende der zweiten Zeitperiode erregt, wenn Ä die Zelle mit der lokalen Adresse (X des Befehls U* gegenüber der Befehlszelle ist, die in einer Reihe mit den Zellen A, 1 und ü liegt. Die Bewegungsrichtung des Speicherbandes iat positiv oder negativ, in Abhängigkeit davon, ob ein Puls die Untergruppe auf der Leitung q.~ oder q.

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erreicht, was dadurch bestimmt 13t, ob die dem Befehl des Steuerwortes unmittelbar vorhergehende Zifferstelle den Wert 0 oder 1 hat. Das Band wird immer um drei ϊ/orter weiterbewegt. Ä hat eine Steuertaste, die die Bedienungsperson zwecks Einstellung der Ums ehalt ziffer auf den /7ert "1" für einen Haupttakt' betätigt.

Programmierung mittels dieses Eingabe-Ausgabe-Systems Allgemeine Grundlagen

Viele Eingabe-Ausgabe-Systeme können an den Rechner angeschlossen werden und gleichzeitig oder unabhängig auf den Rechengang einwirken. Der Rechner kann für die Verwendung nur eines Bandes programmiert sein. Die Programmierungstechnik ist nichttrivial, und ein Großteil des Werkes "Short Wire Theory I" befaßt sich mit dieser Schwierigkeit.

Eine Grundeigenschaft der Zellen ist für die Programmierung wesentlich: Alle Zellen können durch einen äußeren Steuerschalter ausgetastet werden (ihre Umschaltziffer wird auf den Wert "0" eingestellt. Innerhalb des Netzwerkes der Taktpulsleitungen ist eine Leitung, die das öignal vom

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Austaatschalter zu dem DA-Leiter der Grundzelle führt (Fig. 7).

Allgemeines Schrittschalt-Programm

Die Bezeichnung "Schrittschaltverfahren" bezeichnet eine !Technik, wonach die Symbole auf den Bändern bo verteilt werden, daß beim Niederdrücken der Auslösetaste die Laschine automatisch das jeweilige Programm in passiver Form übernimmt, worauf die entsprechende Zelle unter der Steuerung des Programms ausgelöst wird»

Das hier benutzte Grundprinzip liegt in einem Aufbauweg entsprechend "Short Y/ire Theory I", der unabhängig von der Größe des Stapels ist.

Binärwörter werden in Dezimalschreibweise dargestellt. Das Wort

12Ü / 015 / T1O / ÜÜÜ / 0OD

lautet in Binärechreibweise
,000.1 0010 1000/0000 0001 1011/1111 0001 0000/1000 1000 1000/000100

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BAD ORJGiNAi

1574937

Eine lokale Adresse wird durch drei Zifferwerte dargestellt, wo ein Querstrich eine negative-Koordinate bedeutet. 4 lautet 0100 und 5 1101; Oö lautet 000 oder 0000 0000 0000 (primäres Eingabe-Ausgabe-System).

Tabelle I gibt die Ausgangs-Bandverteilung in dem primären Eingal)e-Ausgabe-System an.

In Block 1 entsprechen A, ώ und C den Hauptwörtern in den Rechnerzellen Ä, B und C, Block 2 wird nach Block 1 in die Zellen Ä, B* und Ü eingelesen.

Tabelle II gibt den Ablauf dea Schrittschaltprogramms für die Eingabe des Aufbauweges an und umfaßt 27 Takte. Es ist angenommen, daß bei der Auslösung alle Rechnerzellen nicht erregt sind (Umschaltziffer Y/ert "0")· Leere Schaltgruppen sind nicht erregt und damit nicht zu berücksichtigende Zellen. In einem bestimmten Takt wird eine erregte Zelle (Umschaltzifi'er "1") durch + gekennzeichnet.

Jeder Block bewirkt im Arbeitsablauf des Rechners die Eingabe des folgenden Blockes in den Rechner - dies ist eine Schrittschalt-Arbeitsweise.

109830/U01

Ein Aufbauweg ist eine Kette von Markierungszellen, denen jeweils ein Block aus zwei Zellen zugeordnet ist. Jede Markierungszelle, mit Ausnahme der letzten, enthält einen Verdopplungsbefehl, wodurch die Wörter in den beiden mit der Markierungszelle verbundenen Zellen in die beiden der nachfolgenden Markierungszelle zugeordneten ,Zellen durch Verdopplung eingeschrieben werden und die folgende Markierungszelle erregen. Die letzte Markierungszelle übergibt die Erregung an eine der beiden zugeordneten Zellen. Damit übermittelt der Aufbauweg einen Zweiwörterblock vom Snfang des Weges bis zum Ende und führt dann zur Erregung eines der beiden Wörter.

Block 7 bringt in eine bestimmte Zelle innerhalb des Zugriffsbereiches der Endmarkierungszelle des Weges ein Datenwort W₇₅.

Block 8 verkürzt den Aufbauweg durch Umwandlung der vorletzten Markierungszelle in eine Endmarkierungszelle (Zeittaktnummer 25). Die alte Zelle kann dann gelöscht werden, Block 9.

Damit kann in passiver Weise eine Verteilung von Wörtern in dem Rechner vorgenommen werden.

109830/1401

Ausgangsbandverteilung in dem primären Eingabe-Ausgabe-System

Block 1 Block 2

\ Block 3

Block 4 Block 5 Block 6

A	200	100	300	100	0OD
B	Too	300	Oa	OO	0OB
C	Too	Od	OO	Too	0OU3
A	Too	Too	600	100	0OD
B	oo	oo	Too	OO	0OD
C	OO	OO	oo		0ON
A	200	f' TocT	500	200	0OD
B	Too	Too	230	OO	0OD
C		OO	Too	OO	0OB
A	loo	Too	500	200	0OD
B	Too	Too	200	OG	0OD
C	200	Too	030	030	0OD
A	200	Too	500	200	0OD
B			Vi
C			W1
A	200	Too	500	U 200	OOP
B			V2
C			W2
	109	8 30/1	4 01 ~

Block 7 Block8 Block 9 Block 10 Block 11

A	-63 200	•	200	100	500	200	1574997 0OD	t	0OB
B				V3			0ON
C				W3			0ON
A	200	100.	loo	500	200	0OD	0OD
B		QG		V4
G	#S>		' W4
A	200	■loo	500	200	0OD
B			V5
C			W5
A	OO		OO
B	OO	OQ	OO
C	OO	Oo	PO
a'	100	500	200
B		V7
C		W7

1098 30/UO 1

ORIGINAL !NSPEOTEO

Die folgenden zusätzlichen Bemerkungen beziehen sich auf die verschiedenen in Tabelle II angegebenen Zeittakte .

Zeittakt 0 Erregung der Auslösetaste Zeittakt 4 Beginn des Aufbauweges

Zeittakt 10 ISL und V₁ sind Daten zur Markierung eines neuen

Endpunktes des Aufbauweges. W- = <ν> or> TOO '^o

0OB; V₁ = TOO TOO 010 oc oct D

Zeittakt 11 Beendigung des Aufbauweges Zeittakt 13 Wp ^und Vp sind Daten zur Ersetzung des alten

Endpunktes des Aufbauweges durch einen Verdopp-■ lungsbefehl. W₂ = "200 TOO 210 2"1O 0OD; V₂ = TOO TOO 200 OO 0OB

Zeittakt 16 W* ist ein Datenwort zum einschreiben in dieselbe Zelle des Zugriffsbereiches am Ende des Aufbauweges. ΐ7- = TOO TOO Q2Q OO OOD

Zeittakt 19 W, und V- sind Daten zur Verkürzung des Aufbauweges um einen Schritt. W^ = üö-30· TOO oO 0OB;

V, = TOO TOO 4TO <X2 0OD
4

Zeittakt 22 V₅ = TOO TOO 010 <±O 0OD

Zeittakt 25 Ä ist ein Verzögerungsbefehl

109830/1401

Tabelle II

Ablauf des Schrittschaltprogramms zum Eingeben eines Aufbauweges

0OU₃ I 100 300 ο« οσΟΟΒ j 200 100 300 100 0OD* Zeittakt

157A997

(U «μ bO Xi

+s •H Φ NJ

«co

.8

ib9830/U01

bO

Jf cc

8 8

109830/U01

oo oo TOO oo 0OB i TOO TOO 600 100 0OD Zeittakt 3

—TOO oo oo TOOOOUglTOO 300 oo oo K)B

-Λ

oo cxj TOO <=>*> 0OB e

r>

TOOοο 0OB ίΤΟΟ TOO 230 °ο 0OD 200 100 500 200 0OD — Zeittakt 4

ι ι

<° —TOO 00 00 TOO OOU3I ΓΟΟ 300 σο **> 0OB I | --- 1 00 00 TOO 00 0OB e

zz ι _l_ ___i -" ι ' fl

*■+. ·. /'■·■ CTl

/ ' VD

I I rr

- --τ — t —' 1 - h

οο TOO OO 0OB I TOO TOO 230 oc 0OD 1100 TOO 500 200 0OD | -

Zeittakt

a b c

TOO oo oo TOO OOU31 TOO 300 oo »o 0OB*| co o=> ΓΟΟ οό 0OB | TOO TOO 230 oo 0OD | oo oo TOO »=Ό0Β e

M co -ρ -μ •Η Q)

ο ο ιη

υ *α <u

CQ

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109830/UO

υ ό

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8 8

¹T

109830/U01

TOO 030 030 0OD (TOO TOO 200 Oo 0OD |lOO TOO 500 200 0OD | - ; Zeittakt 8

— — - I — I -- — — I — I — ™ - a

I — -- — — I - I Oo oo Too cw OQB b

" I -- — I " - I c

- ι ι - - — ι -1 - d

^ TOO oo oo TOO OOUjTOO 300 oo oo OQB* 1 2T)O TOO 030 030 0ODI TOO TOO 200 oo QOD ι oo oo TOO oo 0OB e — 3 · I

¹ |— - — I - — ι - - f

ι ι ,.. ι .■·■■■■ ⁿ

"300TOO 030 030 0OD |IDO Ϊ00 200 oo 00D |200 Ϊ00 500 200 0OD I — Zeittakt ₉

- I I I — a

j - I - I I oa °° TOO oo 0OB b

- — ι — — — — — ι — ι - — — - ι' — c

— TOO oo oo TOO 00U*|T00 300 oo oo 0OB |"2θθΤθΟ 030 030 00D ! 100 TOO 200 oo 00D | oa oo TOO oo OOB* e

- h

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ß 8

8 8

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8 ■

ο ο ·

CO

O O

CO

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8 8

75 -

bO Λ

40

I V I 200 100 500 200 00D | — Zeittakt 11

t t — - I — I — — — a

I . ..· I j j oo oo TOO co 0OB b

j _c

— TOO OO Oo TOO OOLJ3ITOO 300 co co 00B*| ^wi * I ^vi 1 200 TOO 030 030 0OD e

■- 77 -

π» λ υ

(U <Μ

-ρ M cd -ρ ■ρ

CO

109830/14

W I V, |"2Ö0 TOO 500 200 0OD* I — Zeittakt 13

ι— — — ι - ·— ί -- I "-- — ·--- .';·>■

I - [ - · W₁ I V₁ - - I cso cw TOO oo 0OB* b

— - — — I— --- — --.- — ι — l -1 - — -τ- — ^d

-TOOoö oo 100 00U₃|T00 300 cxj ooQOB j W . | ^Vl |"2Ö0TOO 030 030 0OD e

I I :--. I π

Ot

O O IO

δ 8

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Q ο ο

CO

CN

CS

CQ

H co

O O

H t

109830/1401

W -. I V [lOO TOO 500 200 OOD | - Zeittakt 15

[oo oo TOO oo 0OB I I a

V₁ I oo ooTOOco 0OB b

— — TOO σ<7 οσΤΟΟ 0OU* ΙΐΟΟ 300 <χ> οο 00Β , W« I V₀ I 200 100 030 030 00D* e

CD '

co co

V₃ |IOO TOO 500 200 0OD* I - zeittakt

I - I oo cxilOO 00B| -- I a

i — I "W₂ I V₂ j oo <=**TOO oo 0OB* b

— — TOO«=*? oo TOO OOuJTOO 300 βο σο 0OB I W₂ I V₂ J lOO ΓΟΟ 030 030 0OD e

ι I — — — ι

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CO Q ο ο

CO

O O

CO

O O

CO

CO

CQ

H D

8 8

10983Q/UQ1

OWGIMAL INSPECTED

W» ι V₉ j 200 TOO 500 200 0OD I - Zeittakt ₁₈

oo oo TOO co 0OB j I a

W₂ I V₂ |20qT00!l0!l0 00D b

S 2— TOOpo ooT00 00UiJT00 300 oo ooOOBl W, I V- 1100 TOO 030 030 0OD* e

cn «o

W, I V₁ 1200 TOO 500 200 0OD* I - Zeit takt 19

' 4

Oo Oo TOO oeaOOB I | a

I W. I ^V3 I 100TOO 110 110 0OD* b

ο — 100oo co TOO OOUJTOO 300 go oöOOB I W V₀ I 200 100 030 030 0OD e

W₄ I V₄ j 200 100 500 200 00D j - .Zeittakt 20

Wo ί Vq \Os oo lOOooOOB*!-- j - a

I- - I W, I V₀ I "200100 210110 0OD b

Z ο — TOO«» ooTOOOOUolTOO 300o° ⁰^ 0OB* W₁- I V₄ 1200 TOO 030 030 0OD e

■/" -" i g

\lOO 100 500 200 0OD

Zeittakt

.

oo co TOO oo 0OB
3

Γ" O 3 ο

— — TOO oo Oo TOO 0OU*1100 300 co c^>00_B

I/

100 210 210 0OD b 100 030 030 0OD* e

g h

|200 TOO 500 200 0OD*

Zeittakt

co ca ο

ico o^TOOooOOB

W,

S^-* TOO Oo O^ TOO 00U₃1 TOO 300 Cx^ «x»0OB

I - a

lOO T(X) HO "210 0OD* b c

200 TOO 030 030 0OD e

g h

W.

I V 1200 TOO 500 200 0OD | -

Zeittakt. 23

oo

οσΟΟΒ*

lOO 100 210 llO 0OD b

m> co co

100 oo oo 100 0OU₃! 100 300 oo oo OOB* j · W

200 100 030 030 0OD e

W I V₅ 1200 100 500 200 00D I - Zeittakt 24

I V₅

V₄ |oo Oo 100 oo 00B I — j—· _a

I I W₄ I V₄ 1^00 TOO 210 210 0OD b

g ^W3 ' "I I ' - ^c

^r £ -» 100 σο oo 100 00U*l 100 300 OO Oo 0OB I Wc I Vc | 200 100 030 030 0OD* e

llOO oo oo co 0OB* I - Zeittakt

W I V, ioo oo xoo oöOOB I I a

4 · 4 ι ■

W₅ I V₅ j oo oo TOO oo 0OB* b

W₃ I -- - ι ι -- ι c

I— 100 «« ex? 100 OOUl 100 300 ©o oo 0OB | W₅ | V₅ | 200 100 030 030 0OD e

JlOOoo ©ο oo 0OB j —

Zeittakt 26

W.

OO

oo 0OB

W, oo oo TOO 00U*| 100 300 oo oo 0OB

W.

co ocj 100 ooQOB b

100 030 030 0OD e

200 100 500 200 0OD*

Zei-btakt 27

w_c

w_c

oo cxD 100 oo 0OB b

- TOO oo c*> ioo OOUl 100 300 oo oo QOB

CD CO O

200 100 030 030 0OD e

' g	I
h	ro

Gesamtsystem

Fig. 1 zeigt das Gesamtsystem. Zwei gesonderte Zellenzusainmenstellungen sind miteinander durch eine einfache kleine Zellenausammenstellung in gleicher Weise wie innerhalb der Zusammenstellung miteinander verbunden. Dadurch wird oine neue und größere Zellenzusammenstellung gebildet. Digitalanschlußgerüte (Kurzdrahtspeicher, Magnetbandspeicher, M-ignetsclioibenspeiciier usw.) können in entsprechender V/eise an die Zusammenstellung angekoppelt sein.

Der Speisespannungs- und Taktpulsgenerator verteilt innerhalb der gesamten Zusammenstellung Pulse, derart, daß kein Zugriffsbereich einer beliebigen Zelle mehr als einen derartigen Puls gleichzeitig aufnimmt. Die Löachstufe innerhalb des Steuerpulses beeinflußt die gesamte Zusammenstellung, entweder insgesamt oder in ausgewählten Bereichen.

Litfcraturhinweise

"!Snort 7/ire Theory I", J.H. Case und N.C.Stewart, A.C.M.

Repository, 1966

"Advances in 'Jomputers", Bd. 7, herausgegeben von F.L.Alt

und M.Rubinoff, Acaaemic Press, 1966

109830/U01 BAD ORiGlNAt

!574997

"Dielectric Properties of Thin Insulating Films of Photoresist' Material" , J.T. Pierce und J.P.?tritch-,.rd Jr., Ι.ϊ.Γ,.λ,

Transactions on Component Tarts, rid.GP-1?,

Wr. 1, März 1965

"Impact of Batch Fabrication on Future Computers" - Proceedings of the Ijational Symposium, Institute of Electrical 'ind Electronic Engineers, 1965.

109830/U01

BAD ORIGINAL

Claims (18)

1. Digitalrechner und Informationsverarbeitungsanlage, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: eine Zusammenstellung wortorganisierter Informations- und Übertragungszellen, die unabhängig voneinander in Parallelbetriebsweise arbeiten können; durch eine Adressiereinrichtung innerhalb einer jeden Zelle der genannten Zusammenstellung zur Adressierung aller Zellen innerhalb eines Zugriffsbereiches, der die genannte Zelle enthält und dessen Erstreckung durch die Stellenzahl des Befehlswortes begrenzt ist; durch mindestens zwei, keine gemeinsamen Zellen enthaltenden Zugriffsbereiche innerhalb der genannten Zusammenstellung; durch eine Übertragungsschaltung zur Informationsübertragung zwischen beliebigen Zellen der Zusammenstellung innerhalb des genannten Zugriffsbereiches; eine löscheinrichtung für die Zellen der Zusammenstellung zur Beendigung der Befehlsdurchführung; Speisespannungs- und Takt^uls-Sammelleitungen für die genannte Zusammenstellung; durch Speiseepannungs- und Taktimpulsquellen, die die Speisespannung und Taktpulse mit solcher Pulßperiode und Anordnung einspeisen, daß aufeinanderfolgende Pulse räum-

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BAD ORIGINAL

lieh, und zeitlich, soweit voneinander getrennt sind, daß für eine jede Zelle innerhalb der genannten Zusammenstellung der jeweilige Zugriffsbereich zu jedem Zeitpunkt jeweils höchstens von einem solchen Puls beaufschlagt ist.

2. Rechner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein zusätzliches Eingabe-Ausgabe-Gerät zum Informationsaustausch mit angeschlossenen i'igitalgerä.ten.

3. Rechner nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Auslöseschaltung zur Betätigung der Löscheinrichtung, zur Eingabe eines Programms und zur Einleitung einer Befehlsfolge in bestimmten Zellen des Eingabe-Ausgabe-Gerätes.

4. Rechner und Digitalspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zellt eine übertragungsvorrichtung sur Informationsübertragung mit iachbarzellen innerhalb des Zugriffsbereiches besitzt, daß innerhalb 4er Zellenvielfachheit der Zusammenstellung mindestens zwei Zellen je einen Ziu riffstereich besitzen, der mit dem jeweils anderen Zugriffsbereich keine Zellen ^ em ^-J ns a- hut, unu aaC innerhalb eines Zurriffsbereich.es einer Seile zu ,jedem Zeit-

109830/1401 BAD ORIGJNAt

punkt höchstens ein Speisespannungs- und Taktpuls wirksam ist.

5. Rechner nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen der genannten Zusammenstellung Steueruntergruppen und Doppelregisteruntergruppen zur Informationsspeicherung und -Übertragung innerhalb der genannten Zusammenstellung enthalten, daß die Übertragungsschaltungen eine zyklische Speicherung und einen zyklischen Abruf mit der Taktsehaltung in Vorwärts- oder Rüekwärtsfolge ermöglichen und daß mindestens eine Zelle der Zusammenstellung eine zusätzliche Übertragungsstufe zur Eingabe und Ausgabe sowie eine Schaltstufe zum Empfang und zur Verarbeitung einer Information zur Angabe des Typs und des ümfangs der jeweiligen Taktperiode enthält·

6» Rechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in eindimensionaler Zusammenstellung angeordnet sind.

7· Hechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in zweidimensionaler Zusammenstellung angeordnet sind»

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8. Rechner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in dreidimensionaler Zusammensteilung angeordnet sind.

9. Rechner nach einem der Ansprüche 1 bis δ, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rechnergrurideinheiten mit einer Übertragungseinrichtung verbunden sind, die eine Informationsübertragung zwischen mindestens einer Zelle der einen Grundeinheit und mindestens einer Zelle der anderen Grundeinheit ermöglicht.

10. Rechner nach, einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch geke ^zeichnet, daß jede Informationsverarbeitungs- und Übertragungszelle zur Speicherung mindestens eines Informationswortes eingerichtet ist, daß innerhalb der Zelle eine auf Löschsignale ansprechende löschstufe zur Unterbrechung der Ausführung eines Befehls vorgesehen ist, daß eine Speicher- und Fühlstufe zur Erfassung einer Sonderzifferstelle innerhalb des Informationswortes und zur -einleitung der Ausführung des entsprechenden durch die Sonderzifferstelle festgelegten Befehls vorgesehen ist, daß ferner eine Decodierungsstufe für das Befehlswort und eine Austauschstufe zum

109830/UO 1

I nforinationüaus tausch mit anderen durch die Adresse des Befehlswortes festgelegte Zellen vorgesehen sind und daß eine Ucialtstufe zur Durchführung von mindestens zwei Bei'ehlen vorhanden ist, einerseits eines Verdopplungsbefehls zur Informationsverschiebung aus einer Zellengruppe in eine andere Zellen,;ruppe und andererseits eines Verzweigungsbefehls, wodurch andere Zellengruppen für eine Ausführung der jeweiligen Befehle erregt werden.

11. Rechner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle in Abhängigkeit von dem jeweils durchzuführenden Befehl mit einer Informationsaustausch- und übertragungseinrichtung Informationen in beiden Richtungen austau-

scnen kann.

12. Rechner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einor üpeich'-irzelle, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jeder Speicherzelle mindestens eine Steueruntergruppe zum Austausch von Steuersignalen mit anderen Untergruppen innerhalb aeruHl'.'-A'i Z'-.lle oder in anderen Zellen sowie zur "Weitergabe von :Jt'!Uf;ri:ignalen an Doppelre^ isteruntergrucpen sowie zur Jjecodiorun, v„n UnitfangBsignfilen, damit entsprechende Steuer-

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BAD ORIGINAt

Signale ausgesandt werden können, vorgesehen ist, -daß mindestens zwei Doppelregisteruntergruppen zur Speicherung von je zv/ei Informationswörtern, zum Empfang eines in dem ersten Register einer anderen Untergruppe derselben oder einer anderen Zelle ausgesandten Wortes und zur Informationsübertragung in das zweite Register der Doppelregisteruntergruppe unter der Steuerung von Signalen der Steueruntergruppe der betreffenden Zelle vorhanden sind und daß Infonnationsübertragungsstufen deas jeweils zweite Register der Doppelregisteruntergruppe mit dem jeweils ersten Register ähnlicher Untergruppen in derselben oder entsprechenden Zelle verbinden.

13· Rechner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Digitalpuls-Torschaltung Speisespannungs- und Taktpulseingänge, zwei Steuersignaleingänge und zwei Eingangs-Ausgangs-Pulsübertragungsleitungen umfaßt, wobei jeder Steuersignaleingang den Durchgang oder die Sperrung der entsprechenden Ausgangsleitung steuert und jeden Eingangsübertragungsimpuls auf einen vorgegebenen Signalpegel verstärkt, und daß eine Steuerstufe in Abhängigkeit von einem Steuersignal in einem Signaleingang automatisch

1Ö9830/U01

die Signalübertragung in der jeweils anderen Eingangs-

puls
AusgangS/dbertragungsleitung sperrt sowie eine Schaltstufe jeden Puls am Eintritt in eine Ausgangsleitung und am Durchtritt durch eine Übertragungsleitung hinderte

14· Rechner nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch Cryο tron-Torschaltungen.

15. Rechner nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Torschaltungen aus magnetischen Schaltelementen.

16. Rechner nach Anspruch 13»'gekennzeichnet durch Iransistor-Sorschaltungen.

17. Verfahren zur Eingabe von Daten und Programminformationen in einen Rechner nach einem der Ansprüche 1 bis unter Verwendung eines wortorganisierten äußeren Serienspeichers, dadurch gekennzeichnet, daß eih besonderer Programmeingabecode in entsprechenden Stufen angeordnet und unter Einschluß der betreffenden Information in das äußere Anschlußgerät eintritt, daß nach Durchschaltung auf das Eingabe-Ausgabe-Gerät die Auslösung des Rechners erfolgt, daß

die betreffende Zusammenstellung gelöscht und der Programmeingabecode automatisch eingespeist wird und daß die betreffende Information automatisch in die vorgesehenen Zellen eingespeist wird.

18. Verfahren zur Informationsübertragung innerhalb eines Parallelrechners nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationsübertragungs-Sonderunterprogramm in die entsprechenden Zellen des Rechners eingegeben wird, daß bestimmte Zellen durch dieses Unterprogramm ausgelöst werden, daß die Information von einer Zelle zur nächsten innerhalb der betreffenden Zusammenstellung übertragen wird, bis die Information ihren .Bestimmungsort erreicht, wobei mindestens zwei Operationen der Zelle ausgenutzt werden, einmal die InformationsVerdoppelung von einer Zellenrruppe zu einer anderen und zum anderen die Verzweigungsoperation zur Auslösung anderer Zellengruppen.

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