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Schaltungsanordnung für Serienbetrieb zum Vergleich zweier Wortgruppen
Bei der Verarbeitung von Informationen, z. B. auch bei der Auswahl bestimmter Informationen
aus einem Register, tritt mitunter der Fall auf; daß die aus einzelnen Worten bestehende
Information aufgespeichert ist, ohne daß bekannt ist, in welcher Reihenfolge die
einzelnen Worte innerhalb der Information angeordnet sind. Eine ähnliche Aufgabenstellung
liegt vor, wenn z. B. eine Information hinsichtlich nur einiger Worte mit einer
anderen Information, z. B. der Suchadresse, verglichen werden muß, während sich
die übrigen Teile der Information grundsätzlich voneinander unterscheiden, bzw.
wenn die eine Information sehr viel kürzer ist als die andere. Während die letztere
Aufgabe noch dann verhältnismäßig einfach zu lösen ist, wenn bekannt ist, an welchen
Stellen die zu vergleichenden Worte innerhalb der Information angeordnet sind, kann
die erstere Aufgabe, Informationen mit unterschiedlicher Wortfolge zu vergleichen,
nicht mehr ohne weiteres gelöst werden.
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Zum Vergleich von Informationen bzw. von einzelnen Worten von Informationen
werden Vergleichsschaltkreise (Komparatoren) benutzt, die dann und nur dann Ausgangsimpulse
abgeben, wenn die entsprechenden Elemente der verglichenen Informationen übereinstimmen.
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Derartige Vergleichsschaltkreise sind sowohl für eine Paralleldarstellung
der Informationen als auch für die sogenannte Seriendarstellung bekannt.
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Die eingangs geschilderte Aufgabe, zwei Informationen mit unterschiedlicher
Wortfolge zu vergleichen, kann gemäß einem älteren Vorschlag mit Hilfe einer sogenannten
Komparatormatrix gelöst werden, wobei die Aufgabe besteht, die Informationen zunächst
zumindest hinsichtlich der Worte in Paralleldarstellung anzuordnen. Es ist ohne
weiteres einzusehen, daß für eine derartige Anlage, die an sich im Betrieb sehr
sicher arbeitet, ein nicht unerheblicher Aufwand an Schaltmitteln getrieben werden
muß, da einmal zur Paralleldarstellung der Information eine Vielzahl von Laufzeitgliedern
notwendig ist und zum anderen insgesamt n - rot Vergieichsschaltkreise (Komparatoren)
vorgesehen werden müssen, wenn die einzelnen Informationen aus n Wörtern bestehen.
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Gemäß der der Erfindung vorangehenden Überlegungen könnte dieser Aufwand
dann herabgedrückt werden, wenn es möglich ist, den Vergleich während eines Serienbetriebes
vorzunehmen, wobei dann vorzugsweise mindestens eine der miteinander zu vergleichenden
Informationen in Seriendarstellung, also in zeitlicher Folge der einzelnen Elemente
bzw. der ganzen Worte, zugeführt werden könnte. Die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe besteht also in einer Schaltungsanordnung zum Vergleich zweier Informationen
im Serienbetrieb, wobei vorausgesetzt ist, daß die Wortfolge der Informationen unbekannt
ist. Gemäß einer weiteren Forderung soll dann die Anordnung so aufgebaut sein, daß
der Vergleich auch nur hinsichtlich einiger Worte durchgeführt werden kann und trotzdem
ein eindeutiges Ausgangskriterium, das die Übereinstimmung bzw. die Nichtübereinstimmung
der Informationen bzw. einzelner Teile der Informationen abgibt, abgegeben werden
kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß jeweils
mit einem Eingang eines Vergleichsschaitkreises (C1, C2,
C3) der Vergleichseinrichtung, die aus einer der maximal zu vergleichenden
Worte entsprechenden Anzahl von Vergleichsschaltkreisen besteht, ein Wort der im
Speicher (R 1, R2, R3) vorliegenden, aus mehreren Worten bestehenden Information
gleichzeitig zugeführt wird, während dem anderen Eingang aller Vergleichsschaltkreise
(C1, C2, C3) die Worte der zu vergleichenden Information in beliebiger
Folge nacheinander derart zugeführt werden, daß jedes zu vergleichende Wort gleichzeitig
mit allen Worten der im Speicher (R1, R2, R3) vorliegenden Information verglichen
wird. und daß jeweils bei Übereinstimmung eines zu vergleichenden Wortes mit einem
Wort der im Speicher (R1, R2, R3) vorliegenden Information einem Zähler (II)
ein Impuls zugeführt wird.
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Zum Verständnis der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird zunächst
der innerhalb der Schaltungsanordnung zu verwendende Vergleichsschaltkreis. für
einen Serienvergleich beschrieben, der die besonderen Forderungen, die an ihn gestellt
werden müssen, mit geringem Aufwand erfüllt. Diese Forderungen bestehen darin, daß
der Vergleichsschaltkreis bei jedem zu vergleichenden Element eines einzelnen Wortes
so
lange Ausgangsimpulse abgibt, als diese Elemente miteinander
übereinstimmen. Sofern einmal innerhalb der zu vergleichenden Worte auch nur ein
Element unterschiedlich ist, sollen die Ausgangsimpulse, und zwar für den ganzen
Rest des Wortes, auch wenn wieder Elemente auftreten sollten, die miteinander übereinstimmen,
unterdrückt werden. Bei Verwendung eines derartigen Vergleichsschaltkreises ist
es möglich, eine Vergleichsanzeige abhängig von den Schlußimpulsen der zu vergleichenden
Worte durchzuführen, was aber schaltungstechnisch besonders einfach für eine nachfolgende
Zählung und Anzeige der identischen Worte ist.
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In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein Serienvergleichsschaltkreis dargestellt,
der die genannten Eigenschaften besitzt. Die mit I umgrenzten Schaltteile sind auch
in Serienvergleichsschaltkreisen üblicher Bauart angeordnet, wobei über die Klemme
<4 und über die Klemme B die miteinander zu vergleichenden Informationen zugeführt
werden, während über den Punkt E ein Taktpuls zugeleitet wird. Die Wirkungsweise
derartiger Vergleichsschaltkreise ist an sich bekannt und ergibt sich ohne weiteres
aus den einzelnen Schaltzeichen. Enthalten beide Informationen einen Impuls, dann
wird der Und-Schaltkreis K 1 ausgesteuert, und der entsprechende Impuls erscheint
über den Oder-Schaltkreis 1T2 an der Ausgangsklemme D. Enthalten beide Informationen
eine Null, dann wird der Nicht-Schaltkreis Sp 1 nicht gesperrt, da kein Impuls über
den Oder-Schaltkreis M1 an den sperrenden Eingang des Nicht-Schaltkreises gelangen
kann, und ein Impuls des Taktpulses, der über die Klemme E zugeführt wird, erscheint
nach Durchlaufen des Nicht-Schaltkreises Sp 1 und des Oder-Schaltkreises 112 am
Ausgang D. Liegt an einer der Klemmen A oder B ein Impuls, während
an der anderen kein Impuls auftritt, dann kann weder der Und-Schaltkreis K1 ausgesteuert
werden, noch ein Taktimpuls kann den Nicht-Schaltkreis Sp 1 durchlaufen, da der
sperrende Eingang dieses Nicht-Schaltkreises von dem einzelnen Impuls gesperrt wird.
Am Ausgang D erscheint in diesem Fall kein Ausgangsimpuls, d. h. die beiden Informationen
stimmten hinsichtlich dieses Elementes nicht überein. Würden nun wiederum zwei Elemente
übereinstimmen, dann würde erneut am Ausgang D ein Impuls auftreten.
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Bei dem Serienvergleichsschaltkreis, wie er für die Schaltungsanordnung
nach der Erfindung verwendet wird, sollen aber die Ausgangsimpulse dann für die
ganze Länge des Wortes unterbrochen werden, wenn einmal zwei Elemente nicht übereinstimmten.
Diese Forderung wird mit Hilfe des Und-Schaltkreises K 2 in Verbindung mit dem Laufzeitglied
L1 erreicht. Dieses Laufzeitglied ist taktgesteuert und erhält den Takt über die
Klemme F. Dieser Takt wird gleichzeitig über die Klemme E dem Eingang des Nicht-Schaltkreises
Sp 1 zugeführt. Bei Beginn des Vergleiches wird außerdem ein einmaliger Impuls über
die Klemme G gegeben, der dann über den Oder-Schaltkreis 1i13 den Und-Schaltkreis
K2 dann und nur dann aussteuert, wenn gleichzeitig vom Ausgang des am Ausgang
D des Oder-Schaltkreises M2 ein Impuls aufgetreten ist, der angezeigt
hat, daß die ersten Elemente des zu vergleichenden Wortes übereinstimmen. Der Ausgangsimpuls
des Und-Schaltkreisen K2 wird über das Laufzeitglied L1 zurückgekoppelt und vertritt
bei allen weiteren Elementen die Stelle des einmal über die Klemme C gegebenen Impulses.
Erscheint nun während des Wortvergleiches an dem Ausgang des Oder-Schaltkreises
M2 kein Impuls, dann bleibt der Und-Schaltkreis K2 gesperrt, und der Impulsumlauf
über das Laufzeitglied L 1 wird einmal unterbrochen, so daß bei sämtlichen weiter
zu vergleichenden Elementen der Und-Schaltkreis K2 nicht mehr ausgesteuert werden
kann, auch wenn am Ausgang des Oder-Schaltkreises ,'172 nochmals Impulse auftreten
sollten, die eine Übereinstimmung weiterer Elemente der zu vergleichenden Worte
anzeigen.
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Der innerhalb der Schaltungsanordnung zu verwendende Serienvergleichsschaltkreis
kann in gewissen Grenzen abgewandelt werden. So ist es beispielsweise ohne weiteres
möglich, die Zuführung zum Laufzeitglied I_ 1 und die Zuführung für den Steuertakt
gegeneinander auszutauschen, d. h., es kann auch vom Ausgang des Und-Schaltkreises
K2 der Steuertakt für das Laufzeitglied abgenommen werden. Dem Laufzeitglied wären
in diesem Fall jeweils die Impulse eines Taktpulses zuzuführen. Diese Anordnung
hätte dieselbe Wirkung, da bei einem einmaligen Ausbleiben des Ausgangsimpulses
an K2 der Kreis des Und-Schaltkreises unterbrochen wäre und selbsttätig nicht mehr
aufgebaut werden kann.
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Gemäß der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind nun zum Vergleich
zweier Informationen so viele Serienvergleichsschaltkreise vorgesehen, als maximal
Worte innerhalb der Information miteinander verglichen werden müssen. Während also
bei der bisher vorgeschlagenen Anordnung n - za Vergleichsschaltkreise (wobei ii
die Anzahl der zu vergleichenden Worte ist) vorgesehen werden mußten, sind bei der
Anordnung nach der Erfindung nur ia Vergleichsschaltkreise nötig.
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Wie diese n Vergleichsschaltkreise gemäß der Erfindung angeordnet
werden müssen, sei an Hand des in Fig.2 dargestellten Schaltungsbeispiels erläutert.
Die gesamte Vergleichseinrichtung, die für einen Vergleich von maximal drei Worten
bestimmt ist, besteht aus dem ersten Vergleichsschaltkreis Cl, dem zweiten
Vergleichsschaltkreis C 2 und dem dritten Vergleichsschaltkreis C3, wobei angenommen
ist, daß eine der Informationen aus drei Wörtern besteht und daß ein Vergleich hinsichtlich
aller drei Wörter vorgenommen werden soll. Die Schaltung enthält außerdem drei Wortregister
R 1, R 2 und R3, die in Kette hintereinander angeordnet sind, wobei die Kette in
sich rückgekoppelt ist. Diese Anordnung stellt nur eine der möglichen Lösungen dar.
Es ist z. B. genausogut möglich, die drei Wortregister in sich zurückzukoppeln.
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Die Kapazität der einzelnen Wortregister ist gerade so groß, daß jeweils
ein Wort um eine Wortlänge verzögert werden kann. In dem aus den drei Wortregistern
bestehenden Register kann also eine aus drei Wörtern bestehende Information ganz
eingespeichert werden und innerhalb dieses Registers kreisen. Die Ausgänge der Wortregister
sind mit einem Eingang der Vergleichsschaltkreise, und zwar dem Eingang, der beispielsweise
dem Kontakt A in Fig. 1 entspricht, verbunden. Über den zweiten Eingang, der dem
Eingang B in Fig. 1 entsprechen würde, wird die zweite Information in reiner Seriendarstellung
eingegeben. Außerdem erhalten die einzelnen Vergleichsschaltkreise bei jedem Wortbeginn
jeweils den sogenannten Anfangsimpuls über die Klemme G 1, die der Klemme G in Fig.
1 äquivalent ist. Es sei angenommen, daß jedes der miteinander zu vergleichenden
Worte aus m Elementen besteht. In diesem Fall wird über die Klemme G 1 zu den Zeiten
1, in +1, 2 - m+1 ein einzelner Taktimpuls zugeführt, der in der geschilderten
Weise
die Vergleichsschaltkreise in Betrieb setzt und einen Vergleich möglich macht. Die
Ausgänge der einzelnen Vergleichsschaltkreise sind in dem Oder-Schaltkreis @V4 zusammengefaßt,
so daß am Eingang des Und-Schaltkreises K3 während eines Wortvergleichs unter Umständen
jeweils eine ganze Impulsfolge liegt. Der zweite Eingang dieses Und-Schaltkreises
erhält über die Klemme H jeweils am Ende der einzelnen Worte, also zu den Zeiten
m, 2in und 3 nz, einen Impuls. Dadurch wird jeweils dann ein Impuls in die Zählerstufen
eingegeben, wenn das letzte Element der zu vergleichenden Worte miteinander verglichen
und als identisch festgestellt wurde, wobei gemäß der Sonderausbildung der Vergleichsschaltkreise
dafür gesorgt ist, daß kein Impuls in den Zähler gelangen kann, wenn innerhalb der
Worte eines oder auch mehrere Elemente unterschiedlich waren. Der Zähler selbst,
der mit der Linie II umgrenzt ist, ist dreistufig und besteht beispielsweise aus
einzelnen dynamischen 1-bit-Registern. Von jedem der Zählglieder können Impulse
über die Klemmen A 1, A 2 und A 3 abgenommen werden. Die spezielle Zählschaltung
funktioniert wie folgt: Der Und-Schaltkreis K3 gibt für jedes übereinstimmende Wort
der in den Vergleichsschaltkreisen c i, C 2 und C 3 verglichenen Wortgruppen synchron
zu den Taktimpulsen pm, p2rn, p3iyz genau einen Impuls ab. (Maximal also drei Impulse.)
Diese Impulse werden jeweils auch gleichzeitig den Und-Schaltkreisen K4 und K 5
zugeführt, die dem zweiten und dritten 1-bit-Register vorgeschaltet sind.
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Ein erster von K 3 kommender Impuls kann nur das erste 1-bit-Register
anstoßen, da K4 und K5 so lange gesperrt sind, wie in der ersten bzw. zweiten Stufe
1-bit-Register kein Impuls kreist. Nur .41 gibt Impulse ab. Ein zweiter vor K3 kommender
Impuls kann, da er am anderen Eingang von K4 einen Partner findet, das zweite 1-bit-Register
anstoßen, so daß nun sowohl A 1 als auch A 2 Impulse abgeben.
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Ein dritter von K 3 kommender Impuls schließlich kann über den nunmehr
geöffneten Und-Schaltkreis K 5 in das dritte 1-bit-Register einen Impuls einspeisen,
so daß jetzt A1, A2 und A3 Impulse abgeben.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei auf die Fig. 3 und 4 der Zeichnung
verwiesen.
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Bei dem Impulsplan nach Fig. 3 ist angenommen, daß die beiden zu vergleichenden
Informationen aus drei Worten bestehen, wobei die Wortfolge in beiden Informationen
nicht übereinstimmt. Vom einen Magnetband werden über die Klemme B die Worte in
Seriendarstellung abgenommen, und zwar beginnt die Abnahme zum Zeitpunkt p 1 und
endet dementsprechend zum Zeitpunkt p 3 m. In dem Wortregister ist bereits die andere
Information eingespeichert, und zwar liegt zum Zeitpunkt p 1 am Ausgang des ersten
Wortregisters das Wort W3, während im gleichen Moment aus dem zweiten Wortregister
das Wort W2 ausläuft und aus dem dritten Wortregister das Wort W2. Vom Magnetband
wird also im Zeitpunkt p 1 das erste Wort an dem einen Eingang der drei Vergleichsschaltkreise
Cl, C 2 und C 3 liegen, während gleichzeitig das entsprechende Wort
das Wortregister R2 verläßt und somit an dem Vergleichsschaltkreis C3 liegt. Innerhalb
dieses Vergleichsschaltkreises wird nun Element um Element des Wortes LV1 miteinander
verglichen, und der Oder-Schaltkreis M4 gibt laufend Impulse ab, die an dem einen
Eingang des Und-Schaltkreises K3 liegen. Zum Zeitpunkt pm wird dann der zweite Eingang
des Und-Schaltkreises ausgesteuert, so daß ein Impuls diesen Schaltkreis passieren
kann und um eine Taktzeit verschoben über die Klemme A 1 angezeigt wird.
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Zum Zeitpunkt p (nz+1) liegt an den drei Vergleichsschaltkreisen das
zweite vom Magnetband kommende Wort mit seinem ersten Element. In diesem Fall läuft
das zweite Wort gerade aus dem ersten Teilregister aus, so daß im Vergleichsschaltkreis
C2 der Vergleich stattfinden kann. Beim Schluß dieses zweiten Teilvergleichs, also
zur Zeit p 2 in, wird der Und-Schaltkreis K3 wiederum ausgesteuert. Auf die
erste Stufe der speziellen Zählschaltung hat dieser Impuls keine Wirkung. Jedoch
kann nun die zweite Wählstufe anspringen, da der Und-Schaltkreis K4 wegen der in
der ersten Stufe kreisenden Impulse aufgetastet wird. Vom Zeitpunkt p (2zra+1)
erfolgt also über die Klemme A 1 und A 2 eine Anzeige.
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Der Vergleich mit dem dritten Wort erfolgt dann innerhalb des Vergleichsschaltkreises
C 1. Auch K 5 kann, da in der zweiten Stufe bereits ein Impuls kreist, einen Impuls
abgeben. Es erscheint auch an der Ausgangsklemme A 3 ein Anzeigekriterium, so daß
also nach durchgeführtem Vergleich erkenntlich ist, daß die beiden Informationen
hinsichtlich ihrer drei Worte miteinander übereingestimmt haben. _-33 gibt, wie
leicht ersichtlich, immer unter dieser Bedingung Impulse ab.
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Die Fig.4 der Zeichnung zeigt in einem Impulsplan, wie der Vergleich
vonstatten geht, wenn eine der Informationen nur aus zwei Worten besteht, die mit
`''orten der anderen aus drei Worten bestehenden Information übereinstimmen. In
diesem Fall erscheint ebenso, wie erläutert, an den Ausgangsklemmen A 1 und A2 ein
Ausgangsimpuls, wenn die beiden Worte miteinander identisch waren. Die Tatsache,
daß innerhalb der in dem zyklischen Register gespeicherten Information ein Wort
fehlte, wirkt sich auf das Endergebnis nicht aus, da die dynamischen Zählglieder
durchaus in der Lage sind, ein Zwischenergebnis, solange ihm ein Taktpuls zugeführt
wird, auch dann zu halten, wenn der Vergleichsvorgang unterbrochen wurde bzw. wenn
überhaupt kein Wort zum Vergleich vorhanden war.
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Es braucht im einzelnen nicht betont zu werden, daß die verschiedenen
Glieder, die innerhalb der Schaltungsanordnung der Erfindung verwendet werden, in
verschiedenster Weise aufgebaut werden könnten. So ist es insbesondere denkbar,
beliebige Zählglieder zu verwenden, d. h., der Zähler kann sowohl aus statischen
Flip-Flop sowie aus Magnetkern in an sich bekannter Weise aufgebaut sein. Ferner
ist von Wichtigkeit, daß an Stelle gewöhnlicher Register sogenannte Schieberegister
treten können, wie dies sogar dann unerläßlich ist, wenn die Zuführung der zu vergleichenden
Wörter nicht an einen bestimmten Worttakt gebunden ist, sondern asynchron erfolgt.
In diesem Fall nämlich muß die Zuführung der in den Wortregistern enthaltenen Wörter
zu den Vergleichsschaltkreisen gesteuert werden, wie das leicht von besagten Schieberegistern
bewerkstelligt werden kann.