DE1199524B - Anordnung zum Auswaehlen von digitalen Datenwoertern aus einem Speicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G06f

Bi

v*

1199 524 te\_t
J21041IXc/42'm
18. Dezember 1961
26. August 1965

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Auswählen von Datenwörtern aus einem Speicher und insbesondere Anordnungen, die dann in Tätigkeit treten, wenn der Auswahlvorgang zunächst nicht zu einem befriedigenden Ergebnis geführt hat.

Es sind Speicher für Datenwörter bekannt, bei denen die Auswahl eines bestimmten Wortes durch Vergleich aller Wörter oder von Teilen aller Wörter mit einem vorgegebenen Suchwort erfolgt. Für Speicher aus bistabilen Schaltelementen wurde schon vorgeschlagen, durch Steuerschaltungen nur wählbare Teile des vorgegebenen Suchwortes zur Wirkung kommen zu lassen.

Weiter wurde schon vorgeschlagen, eine Anzahl von Vorgabewörtern gleichzeitig mit anderen Wörtern zu vergleichen, indem die Vorgabewörter einer gleichen Anzahl von Vergleichseinrichtungen zugeführt werden, an die gleichzeitig und parallel je ein anderes Wort angelegt wird.

Bei manchen Anwendungsgebieten — ein Beispiel ist die maschinelle Suche nach Patent- oder anderer Literatur — wäre jedoch ein Abbrechen der Suche, nachdem eine erste Abfrage kein Ergebnis zeitigte, unbefriedigend. Vielmehr ist es unter vielen Umständen erwünscht, solche Daten zu erhalten, die zwar nicht in vollem Umfang der ersten Anfrage entsprechen, die aber wenigstens einige Kriterien der ersten Abfrage erfüllen. Ausgehend von dem eingangs erwähnten Stand der Technik gibt die Erfindung hierzu die Möglichkeit. Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Anordnung zum Auswählen von digitalen Datenwörtern aus einem Speicher aus bistabilen Elementen, in dem diese Wörter in beliebiger Folge eingetragen sind, durch Vergleich mit einem Vorgabewort unter Beschränkung der Auswahlkriterien auf wählbare Teile des Vorgabewortes und mit getrenntem Vergleich für jeden Binärwert mit dem Merkmal, daß eine Programmeinrichtung bei fehlender Übereinstimmung des ausgewählten Teiles des Vorgabewortes mit wenigstens einem der Speicherwörter, abhängig von der Art der Nichtübereinstimmung weitere Vergleiche einleitet, bei denen die Auswahlkriterien schrittweise gemildert werden.

Nach einer weiteren Erfindungseinzelheit wird bei der Auswahl der Unterprogramme berücksichtigt, welcher Art die Nichtübereinstimmung war. Nach einer weiteren Einzelheit erfolgt der Vergleich des Vorgabewortes mit den Datenwörtern durch Vergleich von Analogwerten, die aus beiden abgeleitet wurden; die Analogwerte werden für die beiden Binärwerte getrennt bestimmt. Nach einer weiteren Einzelheit erfolgt die Milderung der Abfragekriterien durch An-Anordnung zum Auswählen von digitalen
Datenwörtern aus einem Speicher

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,

Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

James Robert Kiseda, Yorktown Heights, N. Y.;

Harold Emanuel Petersen, Chappaqua, N. Y.;

William Lawrence McDermid,

Rochester, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Dezember 1960
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derung des Vorgabewortes oder seiner wirksamen Teile oder auch durch Beeinflussung der Vergleichseinrichtung.

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel, bei dem als Speicher ein Magnetkernspeicher gewählt wurde, wird durch Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt als Blockdiagramm schematisch die Gesamtanordnung;

Fig. 2 zeigt die gegenseitige Lage der Fig. 2a bis 2e mit Einzelheiten der Fig. 1;

F i g. 3 ist die Zeitgebereinrichtung, und
F i g. 4 ist der Programmspeicher mit seiner Steuerung.

Schematische Arbeitsweise von F i g. 1

In F i g. 1 ist das Speicherbefragungssystem in Zusammenhang mit einem großen elektronischen Daten-Verarbeitungssystem gezeigt. Dies ist zwar eine sehr nützliche Verbindung, das Speichersystem kann jedoch auch unabhängig arbeiten, vorausgesetzt, daß Fragen und Befehle von einer äußeren Quelle vorliegen. Solche äußeren Quellen sind z.B. handbetätigte Tasten, Lochkartenleser oder telegraphische oder andere Abfrageeinrichtungen, um nur wenige zu nennen.

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In F i g. 1 ist der Rechner 10 nur in Form mehrerer Blocks dargestellt, um ein übersichtliches Diagramm zu erhalten. Nichtsdestoweniger sollte der Rechner als eine funktioneile Einheit betrachtet werden. Jedesmal, wenn der Rechner auf Grund seines eigenen Programms bestimmt, daß Werte aus dem Speicher benötigt werden, erzeugt er auf der Leitung 11 einen Steuerimpuls »Suchbeginn«, der eine von dem Zeitgeber 20 bestimmte Folge von Operationen auslöst. Der Zeitgeber steuert nicht nur während seines Unterprogramms das Speichersystem, sondern steuert auch den Rechner 10 während der Zeit, in welcher der Rechner Werte zum Speichersystem liefert oder daraus erhält. Einzelheiten hierüber folgen später. Hier genügt es zunächst zu sagen, daß durch den Impuls auf Leitung 11 der Zeitgeber den Rechner veranlaßt, Fragen und Befehle durchzugeben. Die Frage gelangt vom Rechner 10 über die Torschaltungen 21 und 22 (geöffnet von Impulsen des Zeitgebers) in das assoziative Abfrageregister 23 bzw. in das Maskensteuerregister 24. Das Abfrageregister 23 empfängt vom Rechner ein Wort, dessen Bits — ganz oder zum Teil — die Charakteristiken der Daten darstellen, nach denen im Speicher gesucht werden soll. Das Maskensteuerregister empfängt Information über diejenigen Stellen des in das Abfrageregister eingegebenen Wortes, für die sich die Abfrage interessiert oder nicht interessiert. Die Befehle vom Rechner 10 laufen über die Torschaltungen 25 in den Programmspeicher — wiederum gesteuert vom Zeitgeber — ein. Diese Befehle werden noch näher erläutert.

Das Speichersystem führt dann die eingegebenen Befehle aus und sucht nach den gewünschten Informationen. Während dieser Operation kann das Speichersystem vom Rechner abgetrennt werden. Die Suchgeschwindigkeit ist jedoch wegen der Parallelarbeit so groß, daß der Rechner während der Suchzeit warten und dann die gefundenen Werte über das Ausgaberegister 27 als vollständiges Wort oder über den X-, Y-Adressengenerator28 als Adresse im Hauptspeicher des Rechners entgegennehmen kann. Sobald eine dieser Angaben dem Rechner übermittelt ist, erhält er über Leitung 29 das Signal »Such-Ende« und kann unabhängig weiterarbeiten. Das Speichersystem wartet dann auf weitere Anfragen.

Das assoziative Abfrageregister 23 und das Maskensteuerregister 24 vereinen ihre Angaben in der Maske 30 zur Beinflussung der Treiberschaltung 31 für die Abfrage des Speichers 32. Die Reaktion jedes Wortes im Speicher 32 auf die Anfrage wird von den Fühlern 33 aufgenommen. Diese Fühler haben Unterscheidungspegel, die von der Fühlereinstellung 34 reguliert werden, welche ihrerseits von dem assoziativen Abfrageregister 23 und der Maskensteuerung 24 gesteuert und von der Programmeinheit 26 beeinflußt wird. Die Fühler 33 stellen die Tatsache fest, daß eines oder mehrere Wörter im Speicher 32 den Fragen entsprechen, die von den Registern 23 und 24 gestellt werden, oder daß keines der Wörter der Anfrage entspricht.

Die Ausgabesteuerung 35 sorgt für das serienweise Ablesen derjenigen Wörter, die mit den Suchwerten übereinstimmen. Falls keine Übereinstimmung vorliegt, stellt die Programmsteuerung 36 die Art der Nichtübereinstimmung fest, um die notwendige Modifizierung der gestellten Frage auszuwählen. Dadurch wird der Bereich der Anfrage verbreitert mit dem Ziel, auf Grund einer breiteren Fragestellung eine Übereinstimmung herbeizuführen. Solche Fehlanzeigen (mangelnde Übereinstimmung) werden über die Leitungen 37 und 38 zur Programmsteuerung 26 gemeldet; die eine Leitung meldet Fehlanzeige wegen Nullen, die andere Fehlanzeige wegen Einsen. Die Programmsteuerung liefert auch über die Leitung 40 dem Rechner ein Signal in dem Falle, daß kein Wort gefunden wurde, das mit allen programmierten Befehlen übereinstimmt.

Auf Grund der vom Rechner 10 empfangenen Befehle und gesteuert von dem durch die Programmsteuerung ausgewerteten Zwischenergebnis der Abfrage beeinflußt der Programmspeicher 26 über die Leitungen 41 und 42 das assoziative Abfrageregister 23 so, daß in diesem Register eine Eins addiert oder eine Eins subtrahiert wird. Gleichzeitig kann über die Leitungen 43 oder 44 die Übersteuerung angesprochen werden, um dort die Suchkriterien zu mil-

ao dem, und zwar hinsichtlich der Einsen oder der Nullen. Die Steuerleitung 45 (tatsächlich mehrere Leitungen) vom Programmspeicher zum Zeitgeber nimmt die erforderliche Auswahl aus den zahlreichen Unterprogrammen des Zeitgebers vor.

Verfahren und Definitionen

Es erscheint erforderlich, hier kurz abzuschweifen, um einen größeren Überblick über die Bedeutung der vorhergehend genannten Funktionen zu geben und einige Begriffsbestimmungen zu klären. Ein assoziativer Speicher in der hier benutzten Bedeutung ist ein Speicher, bei dem eine Aufzeichnung nicht durch ihre Adresse wiedergefunden wird, sondern dadurch, daß der Informationsgehalt eines willkürlieh gewählten Teiles des gesuchten Wortes vorgegeben wird. Die Wörter im Speicher werden dann parallel nach ihrem Inhalt abgefragt. Wenn ein Speicher also etwa eine Kapazität von hundert Bits hat, kann er nach allen Kombinationen dieser Bits abgefragt werden. Da weiter die Gegenwart oder das Fehlen jedes Bits von Bedeutung ist, können eine oder mehrere Stellen der hundert Bits als unwesentlich betrachtet werden, d.h., es ist dem Sucher nicht von Bedeutung, ob in den so bezeichneten Stellen eine Null oder eine Eins enthalten ist.

Für ein einfaches Beispiel wurde angenommen, daß der Speicher auf vier Bits vermindert ist, von denen jedes die Gegenwart oder Abwesenheit der Markierungen Λ1, B, C und D durch eine Eins oder eine Null kennzeichnet. Für eine vollständige Anfrage nach vier Bits erhält man aus den sechzehn möglichen Wörtern eine und nur eine Antwort. Wenn eines der vier Bits nicht als wesentlich angenommen wird, entsprechen für jede gestellte Frage zwei Speicherwörter der Bedingung. Es ist leicht ersichtlich, daß die Bedeutungslosigkeit oder die Abwesenheit eines Charakteristikums verschiedene logische Feststellungen trifft. Wenn z.B. nach einem Dokument gesucht wird, welches durch die erwünschte Anwesenheit der Merkmale^ und B bestimmt ist und durch die gewünschte Abwesenheit von C und D, so würde die Frage lauten 1100; das einzige Wort, das dieser Frage entspricht, wäre 1100. Wenn der Anfragende andererseits A und B wünschte und sich nicht um C und D kümmerte, so wäre die Frage nur nach der Anwesenheit von A und B zu stellen; die Wörter ABTTD, ABCD, ABCD und ABCD würden der Anfrage entsprechen. Ergibt sich bei der Anfrage

nach der Anwesenheit von A und B und nach der Abwesenheit von C und D keine Antwort ABUD, so könnte die Frage folgendermaßen gestellt werden: Anwesenheit von A und B sowie Abwesenheit von C oder D. Durch Einregelung des Fühlerpegels, wie später noch zu beschreiben ist, wird der Speicher ABCD und ABCD liefern, er wird aber ABCD zurückweisen, da dort sowohl C als D enthalten sind. Ein anderes Beispiel für die Anwendung der teil-

beispiel (F i g. 2) sind die bistabilen Speicherelemente als Magnetkerne mit rechteckiger Hystereseschleife angenommen. Die Kerne sind in dem einen oder anderen Remanenzzustand, je nachdem, ob sie 1- oder 5 O-Bits darstellen sollen. Wenn ein Abfragesignal auf eine Bitleitung geschickt wird, so reagieren die damit gekuppelten Kerne mit einem Signal, das Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung des Remanenzzustandes des Kernes mit der Art des Ab

weisen Übereinstimmung wäre eine Lagerbestands- io fragesignals anzeigt. Es wurde eine bekannte, nichtnachfrage nach fünftausend Teilen mit gegebenen löschende Abfrageart gewählt. Die Reaktion jedes Eigenschaften und Preis. Möglicherweise ist eine
nicht ausreichende Zahl solcher Teile am Lager. Der

Sucher kann dann Ersatzteile auswählen, indem er

Kernes auf die Abfrage erscheint in der zugehörigen Wortleitung. Wenn ein Kern nach einer Null abgefragt wird und er enthält eine Null, so reagiert er durch

z.B. die Oberflächenbeschaffenheit als unwesentlich 15 ein Signal der Größe — <zV. Wenn der Kern eine

erklärt. Das entspräche dem vorigen Beispiel. An- Null speichert und nach einer Eins befragt wird, so

dererseits könnte er die Teile nach dem Stückpreis von 1,00 DM oder weniger gewählt haben, und er sei dann bereit, auf diesem Gebiet Zugeständnisse zu

reagiert er durch ein Signal von + b V. Ein Kern, der eine Eins speichert und nach einer Eins befragt wird, liefert ein Signal von + α V, während ein Kern

machen. Sein Programm würde dann die entsprechen- 20 mit einer gespeicherten Eins, der nach einer Null beden Stellen des Abfrageregisters nacheinander so fragt wird, mit einem Signal von — b V antwortet. In ändern, daß ein Preis von 1,01DM, 1,02 DM usw. jedem Fall ist der absolute Wert von b größer als akzeptiert oder daß schließlich eine feste Preisgrenze von a; das Verhältnis von b : α ist wenigstens größer erreicht ist. als 4, vorzugsweise aber viel größer. Ein Kern mit

Eine letzte Möglichkeit der Programmvariation, 25 idealer Rechteckkurve würde Unendlich liefern, wenn die Anfrage und ihre Modifikation ergebnislos Die Bitleitungen werden beim vorliegenden Beiblieben, wäre die Änderung der ganzen Frage. Diese spiel parallel abgefragt, zuerst nach Nullen und dann Operation erfordert, daß der Speicher.dem Rechner nach Einsen. Bei dieser Abfrage ist die Reaktion mitteilt, daß keine der Fragen eine Übereinstimmung einer Wortleitung auf die parallele Abfrage die ergab und daß er weitere Instruktionen erwartet. Das 30 Summe der Reaktionen jedes befragten Kernes. Mit Rechenprogramm oder der menschliche Sucher kön- der nachfolgend beschriebenen Bezeichnungsweise: nen sich mit der Entscheidung zufriedengeben, daß
kein übereinstimmendes Speicherwort vorhanden ist,
oder die Frage neu formulieren, um den Speicherbestand von einer ganz anderen Seite anzugehen. Es 35
können also die Fragen modifiziert werden,

1. durch Änderung der Maske,

2. durch Änderung des Fühlpegels oder

3. durch Addition oder Subtraktion zu oder von dem Inhalt des assoziativen Abfrageregisters.

Speicher

Der Speicher des hier beschriebenen Systems enthält bistabile, in Matrixform angeordnete Speicherelemente. Diese Elemente sind entsprechend dem zu speichernden Wert in der einen oder in der anderen Richtung eingestellt. Eine gemeinsame Abfrageleitung ist mit jedem Speicherelement verbunden,

a) Die gestrichenen Nullen oder Einsen zeigen die Polarität des Abfragesignals an;

b) die ungestrichenen Nullen oder Einsen zeigen den Remanenzzustand des einzelnen abgefragten Kernes an;

c) der Pfeil bedeutet, daß das Signal einen Kern abfragt, der im Zustand ist, auf den die Pfeilspitze hindeutet;

d) das Smbol (cvs) bedeutet »ergibt«,

ist die Antwort eines Kernes in jedem möglichen Remanenzzustand auf die zwei möglichen Befragungen die folgende:

0' ->· O^ -a l'-^O

— +a Da die Abfrage zuerst sich auf die Gegenwart von

welches das entsprechende Bit in allen Speicherworten enthält. Ebenso ist eine gemeinsame Aus- 50 Nullen, dann auf die Gegenwart von Einsen bezieht gangsleitung mit jedem Speicherelement verbunden, und da die Reaktion einer einzelnen Wortleitung die das alle Bits eines Wortes enthält. Es gibt also ebenso Summe der Reaktionen der damit verbundenen beviele einzelne Bitleitungen, wie es Bits in den einzel- fragten Kerne darstellt, sieht man leicht, daß für jede nen Speicherwörtern gibt, und es gibt ebenso viele gewünschte Kombination von N Bits ein Übereinstim-Wortleitungen, wie der Wortkapazität des Speichers 55 mung anzeigendes Ergebnis für die verschiedenen entspricht. In dem hier gewählten Ausführungs- Befragungen das folgende sein wird:

Abfrage nach X Nullen ~~-Xa (Übereinstimmung) ,

Abfrage nach N — X Einsen ~ + (N — X)a (Übereinstimmung).

Die Vorspannungen oder der Fühlpegel der Fühler, die mit jeder Wortleitung verbunden sind, sind auf einen etwas höheren Pegel eingestellt als den eben genannten Ausdrücken entspricht. Jede Reaktion, die über den voreingestellten Pegel hinausgeht, zeigt ein nicht übereinstimmendes Wort an. Wenn z. B. nach der Gegenwart von Z Nullen in X gegebenen Stellen gefragt wird und ein Wort des Speichers enthält alle diese Nullen mit Ausnahme von einer, dann wird dieser nichtübereinstimmende Kern —b liefern. Die Summenreaktion wird dann — b — (X— l)a sein. Da b größer ist als a, ist die negative Spannung, die von den X Kernen, von denen einer nicht übereinstimmt, geliefert wird, stärker negativ

als die Vorspannung -Xa, und der Fühler wird von der festgestellten Nichtübereinstimmung aktiviert. Die (nachfolgende) Abfrage nach der Gegenwart von N — X Einsen wird auch bei voller Übereinstimmung ohne Bedeutung bleiben, da die Nichtübereinstimmung hinsichtlich der Nullen festgestellt und gespeichert ist. Um Übereinstimmung herzustellen, muß die Abfrage von Nullen und Einsen Übereinstimmung ergeben haben. Nur diejenigen Stellen, wo die Gegenwart von Nullen erwünscht ist, wird nach Nullen abgefragt, und umgekehrt. Wenn es ohne Bedeutung ist, wann an einer gegebenen Stelle Nullen oder Einsen enthalten sind, wird diese Stelle nicht befragt. Die Kerne nicht befragter Leitungen erzeugen deshalb auch keine Ausgänge.

Sobald die Natur der Abfrage bekannt ist, wird es nötig, die Zahl von Nullen zu zählen, deren Anwesenheit in dem übereinstimmenden Wort erforderlich ist, und die Pegel entsprechend einzustellen. Der Pegel für die Einsen wird getrennt festgestellt und eingestellt. Ein nichtübereinstimmendes Wort kann nicht auf beide Abfragearten (0 und 1) ansprechen, auch wenn es für eine der beiden Übereinstimmung zeigte.

In den folgenden Tabellen sind die bisher angewandten allgemeinen Ausdrücke auf die Befragung von drei Bitstellen für alle Kombinationen von Nullen und Einsen angewandt worden; es werden dabei acht Wörter parallel abgefragt, die alle Kombinationen von drei Bits darstellen. Die erste senkrechte

ίο Spalte von gestrichenen Nullen oder Einsen zeigt an, nach was in dem Speicher gesucht wird. Die zweite Spalte zeigt den zu dieser Befragung gehörigen Suchpegel an. Die ungestrichenen Nullen und Einsen, die in Kombination an der Kopfzeile erscheinen, bezeichnen die acht Wörter im Speicher. Die matrixartige Anordnung von a, b und Nullen zeigt die vollständige Reaktion jedes Wortes auf seine Befragung an. Durch visuellen Vergleich der Reaktion jedes Wortes mit dem Pegel für jede Befragung läßt sich leicht feststellen, daß nur ein vollständig übereinstimmendes Wort eine gültige Antwort ergibt.

	Pegel	000	Abfrage nach	001	010	Nullen	Speicher	101	110	111
Suche		-3a		-2a-b	-2a~b	Wort im	100	-a-2b	-a-2b	-36
nach	-3a	-2a	-2a	-a-b	011	-2a-b	-a-b	-2b	-26
OW	-2a	-2a	-a-b	-2a	-a-2b	-a-b	-2b	-a-b	-26
0ΌΤ	-2a	—a	—a	— a	-a-b	-a-b	-b	-b	-6
0ΊΌ'	—a	-2a	-a-b	-a-b	-a-b	-b	-a-b	-a-b	-2b
OTl'	-2a	—a	— a	-b	—a	-la	—a	-b	-b
1ΌΌ'	—a	—a	-b	—a	-2b	— a	-b	—a	-b
l'OT	—a	0	0	0	-b	—a	0	0	0
ITO'	0		-b	0
ITl'		0

	Pegel	000	Abfrage nach	001	010	Einsen	Speicher	101	110	111
Suche		0		0	0	Wort im	100	0	0	0
nach	0	+b	+a	+ 6	011	0	+a	+ b	+ a
OW	+a	+b	+6	+a	0	+6	+6	+a	+a
0ΌΤ	+a	+2b	+a+b	+a+b	+a	+6	+a+b	+a+b	+2a
0ΊΌ'	+2a	+b	+6	+6	+a	+26	+a	+a	+a
OTl'	+a	+26	+a+b	+26	+2a	+a	+2a	+a+b	+2a
IW	+2a	+26	+26	+a+b	+6	+a+b	+a+b	+2a	+2a
l'OT	+2a	+36	+0+26	+a+2b	+a+b	+a+b	+2a+b	+2a+b	3a
IW	+3a		+a+b	+fl+26
ITl'		+2a+b

Die bisherige Betrachtung wurde auf die vollständige Übereinstimmung beschränkt, die bei richtiger Fragestellung sicher erwünscht ist. Da aber eine vollständige Übereinstimmung eher die Ausnahme als die Regel ist, läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung so verändern, daß sie schrittweise weniger scharf auslesend wird. Wenn z.B. (unter Anwendung der früheren Bezeichnungsweise) folgende Untersuchung stattfindet:

OTO' ->Ql\ — —a
OTO'->■ 011 =l +a

(nach Nullen),
(nach Einsen),

und die Anfrage bei Nullen mangelnde Übereinstimmung, bei Einsen aber Übereinstimmung zeigt, und wenn dann der Fühlpegel verschoben würde, so daß der Pegel für Null auf den Wert —a—b erhöht wird, so wird jetzt das Wort 011 Übereinstimmung ergeben. Dasselbe gilt für das Wort 110. Das abgeschwächte Kriterium für Übereinstimmung ist jetzt die Anwesenheit einer Eins in der mittleren Stelle und die Anwesenheit einer Null in einer der beiden äußeren, aber nicht in beiden Stellen. Dieses Kriterium ist nicht dasselbe wie das Kriterium »Uninteressant«, welches zur Erzielung desselben Ergebnisses zwei Abfragen erfordern würde, die nacheinander die Angabe »Uninteressant« gegenüber der ersten und der dritten Stelle erheben würden. Wenn die Vorgabe

»Uninteressant« für die erste und die dritte Stelle gleichzeitig vorhanden wäre und nur die Anwesenheit einer 0 in der mittleren Stelle nötig, dann werden alle Wörter 010, 011, 110 und 111 Übereinstimmung vorweisen. Natürlich ist auch eine solche Suchoperation möglich.

Operationsablauf im einzelnen

Die in Fig. 1 enthaltenen Blockdarstellungen sollen nun im einzelnen betrachtet werden. Das assoziative Abfrageregister 23 ist in F i g. 2 genannt unter derselben Bezeichnung enthalten. Es enthält vier Stellen; die Trennung zwischen der dritten und vierten weist auf die Erweiterungsmöglichkeit hin. Das Register enthält getrennte bistabile Elemente für jede Bitstelle, sie sind als umkehrbarer Zähler geschaltet. Das Register 23 hat die Kontrollklemmen 13I₁, 13I₂ und W, über die der Zähler zum Aufwärts- und Abwärtszählen oder zur Rückstellung veranlaßt werden kann. Die Eingangsleitungen 23 a bis 23 η führen zu den einzelnen Zählerstellen. Nach Rückstellung des Registers über W, welches die bistabilen Elemente in ihren 0-Zustand bringt, erfolgt die individuelle Einstellung auf den 1-Zustand mit den Leitungen 23 α bis 23 n. Die Stabilitätszustände der bistabilen Elemente stellen das Steuerwort dar, welches ein Teil des Abfragekriteriums ist. Die Eingabe erfolgt über die Torschaltung 21 aus einzelnen UND-Schaltungen mit gemeinsamer Eingangsklemme Y. Die anderen Eingänge jeder UND-Schaltung kommen vom internen Speicher des Rechners und werden durchgeschaltet, sobald der Zeitgeber die Klemme Y erregt.

Ein weiteres Abfragekriterium, nämlich das Kriterium »Uninteressant« gelangt über die Torschaltung 22 zum Maskensteuerregister 24 (F i g. 2 d). Dieses Register enthält eine Mehrzahl voneinander unabhängiger bistabiler Elemente, die durch eine gemeinsame Rückstelleitung 24 r zur Rückstellung aller Elemente 24 a bis 24 η in ihren 0-Zustand verbunden sind. Die Torschaltung 22 besteht aus den UND-Schaltungen 22 a bis 22 η mit je einem gemeinsamen Eingang aus der ODER-Schaltung 46; die restlichen Eingänge kommen vom Rechner und dienen zur 1-Stellung der Elemente 24 α bis 24 n. Das Register 24 bestimmt, welche der Bitstellen des Speichers Bedeutung haben und gefragt werden sollen. Nur diejenigen Stellen, bei denen der 0- oder der 1-Zustand interessiert (bestimmt vom Register 23), werden gefragt. Wenn in einem gegebenen Element 24 a bis 24« des Maskensteuerregisters 24 eine Eins ist, so soll die entsprechende Bitstelle gefragt werden, und zwar nach dem Bit, welches das Abfrageregister 23 für diese Stelle angibt.

Beide Register 23 und 24 sind mit ihren Ausgängen an die Maske 30 angeschlossen und bestimmen dadurch den Gesamtcharakter der Abfrage. Diese kombinierte Wirkung tritt ein, wenn der Speicher eine erstmalige oder auch wenn er eine abgeschwächte Anfrage durchführt. Da das Maskensteuerregister 24 mit der Anwesenheit von Einsen die Stelle bezeichnet, die interessiert, haben die einzelnen Elemente 24 α bis 24 π nur an ihrer 1-Seite einen Ausgangsanschluß. Das Abfrageregister 23 jedoch hat Ausgangsleitungen von beiden Seiten, da sowohl Nullen als auch Einsen bei der Abfrage des Speichers von Bedeutung sind. Jede Stelle der Maske 30 hat also zwei UND-Schaltungen 3Oa₀, 3Oa₁, 30b₀..., 3On₀ und 3On₁, jedes mit einem Anschluß an den 0- oder 1-Ausgang eines Elementes von 23 und einem Anschluß aus dem 1-Ausgang von 24. Zwangläufig können nicht zwei UND-Schaltungen derselben Stelle der Maske gleichzeitig durchlässig werden; das bedeutet, daß für jede Bitstelle die Frage nur nach Null oder nach Eins, nicht nach beiden gestellt werden kann. Überlagert wird also nur noch die Einstellung des Maskensteuerregisters 24; nur wenn das Register

ίο 23 in der ersten Stelle eine Null und das Register 24 in der ersten Stelle eine Eins enthält, werden die Leitungen 23 a₀ und 24O₁ gleichzeitig zur Öffnung der UND-Schaltung 3Oa₀ erregt. Obwohl die Leitung 24a_t zur UND-Schaltung 3Oa₁ erregt ist, bleibt die UND-Schaltung geschlossen, da die Leitung 23 C₁ nicht erregt ist. Ähnliches gilt für die übrigen UND-Schaltungen der Maske 30.

Jeder Ausgang der UND-Schaltungen 3Oa₀ bis 30fi₀ führt zu einem Eingang einer entsprechenden UND-Schaltung 3Ia₀ bis 3In₀. Die zweiten Eingänge dieser letzteren UND-Schaltungen sind zu zwei Gruppen zusammengefaßt (3Ia₀, 31 &₀, 3Ic₀, 3In₀; 3Ia₁, 31O₁, 3Ic₁, 3In₁). Diese Zusammenfassung erlaubt es, gleichzeitig nach Nullen abzufragen in denjenigen Stellen, wo Nullen erwünscht sind, und ebenso für die Einsen. Die beiden Gruppen von Eingangsklemmen werden von den ODER-Schaltungen 91 und 92 gespeist, deren Eingangsklemmen TP-n+2, TP-n+4 und TP-n+6 vom Zeitgeber in noch näher zu erläuternder Weise erregt werden. Die Schaltungen innerhalb des gestrichelten Vierecks 31 (Fig. 2a) sind Treiberschaltungen, die Signale zu den Bitleitungen zwecks Abfrage des Kernzustandes senden. Notwendigerweise müssen diese Signale verschieden sein für eine Abfrage nach Null oder nach Eins, sie unterscheiden sich naheliegenderweise durch die Polarität. Die Signale zur Abfrage nach Null laufen durch die Inverter 47a₀,47ö₀,47C₀und47n₀. Die entsprechenden Signale zur Abfrage nach Eins laufen an ihren Invertern47a₁ bis 47n_x vorbei; die Inverter werden nur für die Rückstellung der Kerne benutzt. Die Kontakte des Relais 48, welche die Inverter steuern, sind normalerweise offen auf der O-Seite und geschlossen auf der 1-Seite, so daß die O-Inverter normalerweise in Tätigkeit sind.

Die einzelnen Ausgangsleitungen der Treiberschaltung 31, B₁ bis B_n, können ein von drei Zuständen haben, nämlich ein negatives Abfragesignal während der O-Abfrage, ein positives Abfragesignal während der 1-Abfrage oder kein Signal während beider Abfragesignale für den Fall »Uninteressant«. Die Impulsamplitude und Dauer, positiv oder negativ, ist so bemessen, daß der Zustand der abgefragten Kerne unverändert bleibt (Verfahren nach Newhouse).

Jede der Ausgangsleitungen B₁ bis B_n ist eine Bitleitung und führt durch einen Kern jedes Wortes im Speicher, welcher das betreffende Bit enthält. Die Leitung B₁ (Fig. 2b) ist also mit neun Kernen in ebensoviel Wörtern verknüpft; jeder dieser Kerne speichert das erste Bit. Eine gemeinsame Wortleitung für jedes der neun Wörter verbindet alle Kerne mit den Bits jedes dieser Wörter. Die Reaktion jedes Kernes auf eine Abfrage mittels einer Bitleitung erscheint also auf der entsprechenden Wortleitung. Da eine Wortleitung alle Kerne eines Wortes durchsetzt und mehr als eine Bitleitung gleichzeitig abgefragt werden, addieren sich in der Wortleitung die Reaktionen aller abgefragten Kerne auf. Das Signal ent-

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spricht den früher gegebenen Tabellenwerten (dort für drei Bits).

Die Feststellung einer Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung auf einer Wortleitung erfordert, daß die Abfühlschaltungen, die damit verbunden sind, auf einen Pegel voreingestellt werden. Dieser Pegel wird nacheinander für die 0- und für die 1-Abfrage eingestellt und in Abhängigkeit von der Zahl von Nullen oder Einsen, nach deren Anwesenheit im Speicher gesucht wird. Folgende einfache tabellarische Abhängigkeit kann aufgestellt werden:

Gesuchte	O-Pegel	Gesuchte	1-Pegel
Anzahl		Anzahl
von Nullen	0	von Einsen	0
0	—a	0	+a
1	-2a	1	+2a
2	-3a	2	+3a
3	-4a	3	+Aa
4	-5a	4	+5a
5	-Na	5	+Na
N	N

Die Herstellung der Pegel bedeutet das Zählen der bedeutungsvollen Nullen und Einsen. Diese Aufgabe erfüllen der O-Zähler 50 und der 1-Zähler 51 (F i g. 2 d). Beide Zähler werden durch die Leitung 53 an allen Stellen auf Null gebracht. Die Anzahl der zu untersuchenden Nullen und Einsen geht auf den Leitungen 50 a bzw. 51a den Zählern zu. Da hierbei die Zustände der einzelnen Stellen des Registers 23 und die Bedeutung der Stellen (festgelegt von Register 24) in Betracht zu ziehen sind, indem nur beachtliche Nullen und Einsen den Zählerstand und Pegel bestimmen, sind UND-Schaltungen 52 a₀ bis 52 n₀ und 52 O₁ bis 5In₁ für die beiden Zähler 50 bzw. 51 vorgesehen. Die mit dem Index 0 versehenen Ausgänge des Abfrageregisters 23 gehen je einem Eingang der mit dem Index 0 versehenen dreifachen UND-Schaltungen für den Fehler 50 zu; entsprechendes gilt für die mit dem Index 1 versehenen Ausgänge. Die Ausgänge des Maskensteuerregisters führen zu je einem Eingang der entsprechenden UND-Schaltungen beider Gruppen. Der dritte Eingang der UND-Schaltungen kommt vom Zeitgeber, wobei hier gleiche Steller^ der 0- und 1-Gruppe vom selben Impuls gespeist werden. Die Ausgänge jeder Gruppe von UND-Schaltungen 52 führen zu zwei ODER-Schaltungen 53 und 54, an deren Ausgang die Zähler angeschlossen sind. Diese Zähler aus bistabilen Elementen haben Ausgangsleitungen jeweils von der 1-Seite jeder Stufe, und ihr Zählwert wird durch die Anwesenheit oder Abwesenheit eines bestimmten Potentials an den Ausgängen in bekannter Art dargestellt. Die Ausgänge des Zählers 50 laufen parallel durch die UND-Schaltungen 5S₁, 55₂, 55₄ und 55₈ (Fig. 2e) zu einem summierenden Verstärker 56, der eine dem dezimalen Äquivalent des binären Zählwertes des Zählers 50 entsprechende Spannung abgibt. Derartige Verstärker sind bekannt. Für den Zähler 51 (für die Einsen) gilt dasselbe (UND-Schaltungen 57, Verstärker 58).

Da die Abfrage erst die Einsen und dann die Nullen betrifft, muß der entsprechende Pegel nacheinander eingestellt werden. Dazu empfängt die bistabile Schaltung 60 einen Zeitimpuls TP-n+1, der sie in den 1-Zustand versetzt und die UND-Schaltung 55 durchlässig werden läßt; der Treiber 61 betätigt das Relais 62 und leitet die vom Verstärker 56 gelieferte Analogspannung über den Inverter 59 zur Leitung 70. Ein späterer Zeitimpuls TP-n+3 stellt 60 auf Null zurück und trennt die Verbindung zur Leitung 70. Die Schaltelemente 63, 64 und 65 erfüllen dieselbe Funktion zusammen mit dem Verstärker 58 zu den Zeiten TP-n+3 und TP-n+5. Zu den Zeiten

ίο TP-n+2 bzw. TP-n+A sind also auf der Leitung 70 die beiden Pegel verfügbar.

Die zusätzlichen Zähler 80 und 81 (Fig. 2d) liefern 0- und 1-Pegel bei Nichtübereinstimmung, wenn die Vergleichsbedingungen gemildert werden; es kann dann Übereinstimmung festgestellt werden, wenn eine oder mehrere Nullen oder Einsen nicht übereinstimmen. Diese Zähler sind normalerweise durch die Leitung 53 α auf Null gestellt. Durch Zufuhr eines einzelnen Impulses zur Leitung 82 wird der Stand des Zählers 50 um Eins vermindert und der des Zählers 80 um Eins erhöht. Hat z. B. der Zähler 50 den Stand 9 (Suche nach neun Nullen), so hat nach dem Impuls auf Leitung 82 der Zähler 50 den Stand 8 und der Zähler 80 den Stand 1. Der Pegel auf Leitung 70 wird deshalb lauten: — 8 a — b. Dabei wirken die UND-Schaltungspaare 84 und 85 zur entsprechenden Speisung der Verstärker mit.

Die Leitung 70 führt gleichzeitig zu allen Abfühlverstärkern 65_± bis 65_B (Fig. 2c). Diese Verstärker

haben die Eigenschaft, ein Ausgangssignal nur dann zu liefern, wenn das Eingangssignal größer als ein zugeführter Pegel ist. Wenn z. B. nach Einsen gesucht wird und drei Nullen gefunden werden, so würde der Pegel auf —3a eingestellt, und die befragten Kerne würden mit einer Spannung von —3aantworten.Der Abfühlverstärker würde keinen Ausgangswert liefern und so Übereinstimmung anzeigen. Wenn eine der Nullen nicht übereinstimmte, so würde der zugehörige Kern als Reaktion —b liefern und die gesamte

Wort-Antwort wäre —2a —2δ; das ist negativer als —3 a, da b größer ist als α. Der Abfühlverstärker wird in diesem Fall einen Ausgangswert als Anzeige mangelnder Übereinstimmung liefern. Der positive Spannungsüberschuß des positiv vorgespannten Ver-

stärkers gibt ein Maß für Nichtübereinstimmung bei der 1-Abfrage.

Jede Wortleitung W₁ bis W_n führt zu einem Abfühlverstärker 6S₁ bis 65„, so daß die Reaktion jedes einzelnen Wortes feststellbar ist. Wegen der nacheinander erfolgenden Abfrage nach Nullen und Einsen und da die Übereinstimmung in dem einen oder anderen Fall als mangelnde Übereinstimmung zählt, führen die Ausgänge dieser Abfühlverstärker zu den 0-Eingängen von bistabilen Schaltungen 66_t bis 66_n, die vorher gemeinsam über die Leitung 76_r auf Eins gestellt wurden. Diese bistabilen Schaltungen speichern also das gesamte Abfrageergebnis.

Da die Befragung getrennt von Nullen und Einsen in dieser Reihenfolge stattfindet, können zu einem Wort die folgenden Bedingungen auftreten:

a) Übereinstimmung sowohl für Nullen als für Einsen,

b) Nichtübereinstimmung für Nullen und Einsen,
c) Übereinstimmung für Nullen, Nichtübereinstimmung für Einsen, oder

d) Nichtübereinstimmung für Nullen, Übereinstimmung für Einsen.

Bei der Suche nach Daten kann die Art der Antwort auf eine gegebene Frage Bedeutung haben für die Wahl der nachfolgenden Frage. Im ebengenannten Fall a) z. B. würde nach Erhalt der Antwort die dem Kriterium entsprechende Information ausgelesen werden. Unter anderen Umständen wäre die Frage wahrscheinlich nicht beim erstenmal so gestellt worden. Wenn eine Nichtübereinstimmung bei Nullen und bei Einsen aufftritt, könnte die suchende Person

gang 78 α dazu, weitere Programmbefehle auszuwählen (wie noch zu erklären sein wird), obgleich jetzt noch kein volles Bild der Nichtübereinstimmung vorliegt. Es kann sich nämlich nach der ergebnislosen 5 O-Befragung herausstellen, daß auch für Einsen keine Übereinstimmung vorliegt oder daß eine solche gegeben ist. Am Zustand der bistabilen Schaltung 66 ändert das jedoch nichts mehr. Wenn jedoch eine weitere Unterscheidung gefordert wird, so können

wahrscheinlich eine vollständig neue Fragerichtung 10 natürlich die Schaltungen 66 zwischen der 0- und der finden oder ihre Frageanforderungen vermindern, um 1-Befragung rückgestellt werden, um eine detailliertere die nächstbeste Übereinstimmung zu erhalten. Feh- Aussage über die Abfrage zu erhalten. Falls die !ende Übereinstimmung für Nullen und für Einsen Rückstellung nur bei fehlender Übereinstimmung würde wahrscheinlich eine Neubefragung mit ver- hinsichtlich der Nullen erfolgt, ist die nachfolgende minderten Anforderungen hinsichtlich der nicht über- 15 Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung nach einstimmenden Merkmale zur Folge haben. Einsen bezeichnend, da vollkommene Übereinstim-In der Fig.2c haben die bistabilen Schaltungen mung schon durch die O-Befragung ausgeschlossen )6j bis 66„ alle getrennte Ausgänge für ihre 0- und wurde. Im Fall, daß die bistabile Schaltung 78 nach L-Seite. Diese Schaltungen werden vor einer Anfrage der O-Befragung zum 1-Zustand überging, bedarf auf den 1-Zustand gebracht, und ihr Verbleib in die- ao diese Kennzeichnung der weiteren Auslegung, die jeser Lage zeigt eine bestehende Übereinstimmung an. doch jetzt möglich ist. Wenn nach der 1-Befragung Die nach der ersten O-Befragung im 1-Zustand blei- kein übereinstimmendes Wort gefunden wurde, so benden Schaltungen 66 zeigen die Übereinstimmung wird die ODER-Schaltung 67 keinen Ausgangsimpuls hinsichtlich der Nullen an. Die am Ende der Befra- liefern, und die UND-Schaltung 68 kann die bistabile gung auf Eins gebliebenen Schaltungen zeigen Über- as Schaltung 69 nicht aus dem O-Zustand herausbringen, änstimmung hinsichtlich beider Gesichtspunkte. Im Auf der Leitung 69₀ und 78_t liegen dann Signale, etzten Fall werden diese übereinstimmenden Wörter welche die UND-Schaltung 79 öffnen; über die ausgelesen. Dazu führen alle 1-Ausgänge der Schal- Klemme 79 α kann die Modifikation weiterer Fragetungen 66 zu einer gemeinsamen ODER-Schaltung Stellungen gesteuert werden. Da die l-Stellung der 67, deren Ausgangswert (Leitung 67 α) nachher mit- 30 Schaltung 78 aussagt, daß wenigstens ein Wort die tels der UND-Schaltung 68 und eines Zeitimpulses O-Befragung erfüllte, und da der O-Zustand der (TP-n+5) untersucht wird, d.h. die bistabile Schal- Schaltung69 aussagt, daß keines der bei Null übertung 69 in den 1-Zustand versetzen kann. Diese einstimmenden Wörter bei Eins Übereinstimmung Schaltung setzt über die Leitung 69_X die bistabile zeigte, gibt das Signal an Klemme 79 α die Tatsache Schaltung 71 in den 1-Zustand (ihre Anfangslage ist 35 an, daß wenigstens ein Wort mit Nullen überein-NuIl). Durch Leitung 7I₁, einen Zeitimpuls (72 a) stimmte, von diesen aber keines mit den Einsen, und den Zeitimpuls TP-n+6 wird das Tor 72 geöff- Kurz gesagt, über die Klemmen 78 α und 79 a läßt net, und die Ausgabe der übereinstimmenden Worte sich die Auswahl weiterer Abfragen steuern, begonnen. Wären, wie vorhin angedeutet, die Schaltungen 66 Der Ausgang des Tores 72 macht nun eine der 40 nach Nichtübereinstimmung bei O-Abfrage zurück-UND-Schaltungen 73„ oder 74„ durchlässig je nach gestellt worden, dann würde der Zustand der Schaldem Zustand der bistabilen Schaltung 66„; im ersten tung 69 nach der 1-Befragung sich nur auf die Einsen Fall (Nichtübereinstimmung) wird dann das nächste beziehen. Die Ausgangssignale von 69 und 78 könn-Paar UND-Schaltungen 73₈ und 74₈ angesprochen ten dann ein vollständiges Bild der Nichtübereinusf., im anderen Fall wird über Leitung W_n das Aus- 45 Stimmung geben. Es läßt sich folgendes Schema anlesen des zugeordneten Wortes veranlaßt. Stufen, bei schreiben: denen keine Übereinstimmung vorlag (zugehörige
Schaltung 66 auf Null), werden übersprungen und
die folgende angesprochen. Nach Durchlaufen aller
Stufen stellt die UND-Schaltung 73_X die bistabile Schal- 50
tung 71 wieder auf Null zurück. Im Fall der Übereinstimmung (UND-Schaltung 74 durchlässig) wird
über die Verzögerungsleitung 75 mit entsprechendem
Index die zugehörige bistabile Schaltung 66 auf Null
gestellt. Der Ausgang derselben UND-Schaltung führt 55
außerdem — wie gesagt — zu der entsprechenden
Wortleitung im Speicher.

Die ODER-Schaltung 67 hat noch eine weitere Funktion. Sie öffnet über 67 a die UND-Schaltung 77 zusammen mit einem Zeitimpuls TP-n+3, der nach 60 der Abfrage nach Nullen und vor der Abfrage nach Einsen auftritt. Wenn auch nur ein Wort bei der Abfrage nach Nullen Übereinstimmung anzeigte, wird jetzt die bistabile Schaltung 78 vom 0- zum 1-Zustand

gebracht. Der Zustand von 78 nach der O-Befragung 65 tung über die Leitung 8O₁ die UND-Schaltung 87 für zeigt also, a) daß kein Wort bei der O-Befragung Impulse des Taktgebers 88 durchlässig. Über Leitung übereinstimmte oder b) daß wenigstens ein Wort 87 a laufen die Impulse zu den einzelnen Zeitgeber-Übereinstimmung ergab. Für den Fall dient der Aus- einheiten. Diese bestehen aus kaskadengeschalteten

a) 78 a + 69₀ = Nichtübereinstimmung für Nullen

und Einsen,

b) 78 a + 69_X = Nichtübereinstimmung für Nullen,

Übereinstimmung für Einsen,

c) 78j + 69₀ = Übereinstimmung für Nullen,

Nichtübereinstimmung für Einsen.

Mit diesen Ergebnissen und den späteren Überlegungen läßt sich die Änderung der Befragungsart bestimmen.

Taktsystem

Der Operationsablauf für das Befragungssystem beginnt mit einem Startimpuls aus dem Rechner 10 (F i g. 1) über die Leitung 11 zu einer bistabilen Schaltung 86 (F i g. 3), die ursprünglich im O-Zustand ist. Beim Übergang zum 1-Zustand macht die Schal-

15 U

bistabilen Schaltungen, von denen jede die UND- liehe Abfrage auf fünf Arten modifiziert wird, ab-

Schaltung der folgenden vorbereitet und bei ihrer hängig von dem Ergebnis der ersten Fragestellung.

UND-Schaltung die vorhergehende ausschaltet. In der Die Art der Auswahl der nächsten Frage soll zurück-

Kette ist also jeweils nur eine Schaltung im 1-Zu- gestellt und zunächst die Taktgebung für das Unterstand. Die Schaltungen sind entweder zu einem Ring 5 programm untersucht werden,
geschlossen oder sie haben — meist am Anfang — Ergab sich zur Zeit TP-n+6, daß bei der ersten

eine zusätzliche bistabile Schaltung zum Start. Der Abfrage kein Wort übereinstimmte, so bleiben die

Impuls auf Leitung 11 bringt die Schaltung 89 a in bistabilen Schaltungen 69 und 78 in ihrem O-Zustand

den 1-Zustand, und der nachfolgende Taktimpuls auf und die UND-Schaltung 68 gibt keinen Auslösebefehl Leitung 87 α schaltet die folgende Stufe (89 w) ein iq Der besagte Zeitimpuls gelangt aber auch zu den drei

usf. bis zu 89 z. Solange eine der Stufen eingeschal- UND-Schaltungen 103, 104 und 105. An diesen

tet ist, liegt an ihren Ausgangsklemmen (W, X, Y, Z) UND-Schaltungen liegt auch ein Taktgeberimpuls

ein Steuerpotential an, das zu den ebenso bezeich- über Leitung 87 a, jedoch nur an einer UND-Schal-

neten Klemmen der übrigen bisher besprochenen tung ist auch der dritte Eingang erregt; ein UnterSchaltung führt. Die Leitung Z macht die UND- 15 programm wird begonnen.
Schaltung 90 durchlässig, so daß die Impulse auf der

Leitung 87 α zu der Kette 91 durchlaufen können. Addition oder Subtraktion beim Abfrageregister

Beim Fortschalten dieser Kette werden nacheinander
die Klemmen TP-I usw. bis TP-n+6 erregt; auch Das erste betrachtete Unterprogramm ist das, bei

diese Potentiale führen zu den ebenso bezeichneten ao dem dem Abfrageregister eine Eins hinzugefügt oder

Punkten der übrigen Schaltung. Hier macht die von ihm eine Eins subtrahiert wird. Hierbei muß das

Klemme NP eine Ausnahme insofern, als ihr Poten- Maskensteuerregister 24 unverändert bleiben. Die

tial nicht weitergeleitet wird, sondern es erlaubt, Veränderung im Abfrageregister gibt jedoch eine

einen Teil der Kette 91 erneut zu durchlaufen. neue Abfragebasis, und die vorher festgestellte Nicht-

Nur für einen Teil der Zeitgeberklemmen ist eine as Übereinstimmung muß gelöscht werden. Deshalb muß zusätzliche Erläuterung erforderlich: TP-n+2 ver- (103 sei durchlässig) der erste Zeitimpuls TP-n 1 der anlaßt die Abfrage nach Nullen; TP-n+A veranlaßt Kette 106 der bistabilen Schaltung 78 zur Rücksteldie Abfrage nach Einsen; TP-n+6 führt den abge- lung zugeführt werden, falls er bei der vorhergehenfragten Kernen Impulse entgegengesetzter Polarität den Abfrage eingestellt worden war. Auch die auf zu, um sie rückzustellen. Während dieser Rück- 30 Null gestellten bistabilen Schaltungen 66 werden wiestellung liegt an den Abfühlverstärkera 65 {über Lei- der auf Eins gestellt (Fig. 2c). Weiter wird das Retung 70) eine blockierende Spannung, da die bista- Iais48 (Fig. 2 a) vom selben Impuls über die ODER-bile Schaltung 93 das Tor 95 (Fig. 2e) für die Schaltung 107 zurückgestellt. Schließlich werden, da Blockierungsspannung 94 durchlässig gemacht hat. ja eine Neuzählung von Nullen und Einsen erforder- TP-n+6 veranlaßt auch schon — wie gesagt — das 35 lieh ist, die Zähler 50 und 51 (für Null und Eins; Auslesen der als übereinstimmend befundenen Worte. Fig. 2d) über die ODER-Schaltung 108 zurückge-Da das Auslesen abhängig vom Suchergebnis von stellt,
einer Zeiteinheit bis zu N Zeiteinheiten (N = über- Der zweite Impuls von 106, TP-a2, fügt additiv einstimmende Wörter) dauern kann, muß der Zeit- oder subtraktiv eine Eins in das Abfrageregister 23 geber so lange angehalten werden. Da auf die Stufe 40 in später noch zu beschreibender Weise. Dieses Re- TP-n+6 (F i g. 3) keine Stufe mehr folgt, die sie aus- gister enthält nun eine um Eins größere oder kleinere löschen könnte, bleibt das Potential erhalten, und die Zahl, und wenn nicht die Kette 91 eine Wiederholung Taktgeberimpulse bleiben ohne Wirkung. veranlaßt, so wird das System jetzt den Speicher auf

Das Auslesen der übereinstimmenden Wörter ge- Grund der neuen Bedingung abfragen. Die bistabile schieht — wie gesagt .— nacheinander. Es dienen 45 Schaltung mit der Klemme TP-n+6 blieb bisher im dazu die Impulsgeneratoren 10I₁ bis 10I_n, die nach- 1-Zustand, und um die Kette 91 in Bewegung zu einander einen positiven und einen negativen Treiber- setzen, muß die letzte Schaltung auf Null und die impuls zu den entsprechenden Wortleitungen des erste, 91a, auf Eins gestellt werden. Dabei wirken Speichers liefern (F i g. 2 b). Das Relais 98 hat dabei die ODER-Schaltungen 109 und 110, 96 und 97 mit. seine Kontakte umgelegt, und im Ausgangsregister 27 50 Beim nächsten Taktgeberimpuls kann also die Kette nehmen die einzelnen, auch auf einen bestimmten 91 die Klemme TP-I erregen; eine neue Abfrage bePegel eingestellten Abfühlverstärker beim Über- ginnt. Liefert diese neue Abfrage Übereinstimmung, schreiten dieses Pegels eine Markierung vor. Das den so wird sie mit einem »Ende«-Signal schließen; im Kernen zugeführte Impulspaar prüft die Kerne und anderen Fall kann ein neues Unterprogramm abhänstellt sie zurück. Nach dem Ablesen aller Überein- 55 gig vom Programm ansetzen.
Stimmung zeigender Wörter wird die bistabile Schal- Das Potential an der Klemme TP-n+1 wird zur tung71 von der UND-Schaltung7S₁ (Fig. 2c) zu- Rückstellung der Ketten 106, Ul und 112 (Leitung rückgestellt; 71 liefert das Signal »Ende«, das auf die 106 r, 111 r und 112 r) verwendet.
Leitung 29 (F i g. 1) zum Rechner geht, die bistabile

Schaltung86 (Fig. 3) rückstellt, das Relais 48 über 60 Änderung der Maskenwerte

die Schaltung 99 (Fig. 2a) sowie das Relais 98

(Fig. 2b) abfallen läßt. Wenn sich erneut Nichtübereinstimmung heraus

stellt, kann ein zweites Unterprogramm eingeleitet

Unterprogramm bei Nichtübereinstimmung werden, diesmal über die UND-Schaltung 104

65 (F i g. 3). Bei diesem Unterprogramm wird der im

Wenn sich bei einer Anfrage Nichtübereinstim- Register 24 enthaltene Wert geändert. Der erste Im-

mung herausstellt, so kann daraufhin eines von drei puls der Kette 111, TP-ml, stellt über die ODER-

Unterprogrammen ablaufen, wodurch die Ursprung- Schaltung 113 das Maskensteuerregister 24 zurück.

Dieser Impuls wirkt ebenso über 78 wieder auf die Schaltungen 66 (Fig. 2c). Der zweite Zeitimpuls, TP-m2, läßt über die ODER-Schaltung 46 neue Werte vom Rechner in das Register 24 einlaufen. Der dritte Impuls, TP-m3, setzt in schon bekannter Weise die Kette 91 auf den Anfangszustand. Nach einer wiederholten Abfrage mit den neuen Bedingungen kann sich auch hier mangelnde Übereinstimmung herausstellen.

Änderung des Abfühlpegels

c) die zusätzliche Einfügung eines Kriteriums »Uninteressant« durch die Eingabe neuer Daten aus dem Rechner in das Maskensteuerregister 24;

d) die Erniedrigung des Abfühlpegel« bei der 0- oder der 1-Abfrage oder bei beiden.

Es wurde auch beschrieben, wie die Einrichtung die verschiedenen Möglichkeiten der Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung darstellt. Diese ίο waren zusammengefaßt:

Bei einer solchen Unterprogrammart wird der Abfühlpegel geändert, so daß eine oder mehrere nicht übereinstimmende Nullen oder Einsen gültig werden. In diesem Fall wird die UND-Schaltung 105 durchlässig, und die Kette 112 liefert Impulse. Ihr erster, TP-c 1, wirkt wieder auf die Schaltungen 66 (F i g. 2 c); das Register 24 und die Zähler 50 und 51 bleiben unverändert. Auch die bistabile Schaltung 69 ao wird nicht rückgestellt, sie bleibt in dem O-Zustand aus der vorhergehenden Nichtübereinstimmung. Die Zähler 50 und 80 bzw. 51 und 81 können nicht rück-

a) Vollständige Übereinstimmung hinsichtlich Null und Eins; darauf erfolgt Auslesen der als übereinstimmend befundenen Wörter;

b) Übereinstimmung bei Null, Nichtübereinstimmung bei Eins; es entsteht ein Ausgang an 79a (Fig. 2c);

c) Nichtübereinstimmung bei Null liefert Ausgang bei 78 a, gleichgültig, ob darauf Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung für die Einsen folgt.

In diesem Fall kann im ganzen kein Wort entsprechen.

gestellt werden, da sie bei diesem Unterprogramm
hinsichtlich ihrer Zählwerte geändert werden sollen. 25 Um die zwei Fälle der Nichtübereinstimmung mit Abhängig vom Programm, das von der Art der Nicht- den fünf möglichen Variationen der Unterprogramme Übereinstimmung beeinflußt wird, geht jetzt der Zeitimpuls TP-c 2 entweder zu den Leitungen 82 oder 83
(Fig. 2d) oder zu den Leitungen 82 und 83. Dadurch wind der Zählwert von 50 oder 51 (50 und 51) 30 tationen. Um das Verständnis zu erleichtern, sollen um Eins erniedrigt und der Wert von 80 oder 81 (80 hier die Programmbefehle auf eine willkürliche und 81) um Eins erhöht. Diesmal darf die Kette 91
nicht auf den Anfang eingestellt werden, da die ersten
Impulse (TP-I bis TP-n) die Einstellung der Zähler
50 und 51 bewirken, was in diesem Fall nicht ge- 35
schehen darf. Die Kette 112 stellt deshalb den Zähler

zu kombinieren, sind mindestens zehn Befehlsabläufe nötig. Wenn wiederholte neue Befragungen vorgenommen werden sollen, ergeben sich weitere Permu-

Zahl beschränkt werden. Erweiterungen sind dann naheliegend.

91 auf die Stelle NP, die 0-Stellung der letzten Stufe von 91 erfolgt in der bekannten Weise.

Jedes der oben besprochenen Unterprogramme kann mehrfach in Aktion treten, wenn vorher Nicht-Übereinstimmung festgestellt wurde; dieses ist eine Sache der Programmsteuerung. Die Bedeutung wiederholter Befragung wird ersichtlich, wenn das Beispiel des letzten Unterprogrammes herangezogen Jeder Programmbefehl besteht aus drei Teilen:

a) die vorauszusetzende Nichtübereinstimmung,

b) die zu bewältigende Modifikation der Frage,

c) die Abfragewiederholung mit den neuen Bedingungen.

Wegen der Art der zu behandelnden Variablen ist ein assoziativer Speicher wie der beschriebene, jedoch ohne die änderbaren Abfühlpegel, ideal geeignet

wird, wo der Abfühlpegel verringert wurde. Offen- 45 für die notwendige Programmsteuerung. Dabei wären sichtlich könnte sich auch bei wiederholter Befragung die einzelnen Befehlsteile als getrennte Wörter im

Speicher aufzubewahren. Die ersten drei Bits des Wortes könnten z.B. den Programmschritten entsprechen, in welchen dieser Befehl wirksam werden

gen verringern, etwa bis zu einem Höchstwert von 50 soll, die nächsten beiden Bits könnten die Art der sechs Befragungen, nach welchen dem Rechner Fehl- Nichtübereinstimmung und die letzten sechs Bits das

Unterprogramm für die gegebenen Bedingungen definieren. Die ersten drei Bitstellen des Abfrageregisters werden dabei als umkehrbarer Zähler geschaltet, um die Zahl von Schritten festzustellen, abhängig davon, wie oft TP-n+6 als Zeitimpuls ausgesandt war; dabei würde das Register anfänglich auf Null gestellt. Die Art der Nichtübereinstimmung käme in eine der beiden folgenden Bitstellen dieses Registers, und das

abwandlung steuert in Abhängigkeit von dem Ab- 60 gespeicherte Programmwort würde abgefragt werden, frageergebnis. Die verschiedenen Arbeitsabläufe wer- Ergäbe sich keine Übereinstimmung, so würde das den besprochen, sie sind: entsprechende Signal das Ende der Suche dem Rech

ner melden. Ein gefundenes übereinstimmendes Wort

a) Unmittelbare Befragung mit Hilfe des gesuchten würde das zugehörige Programm prüfen, Unter-Datenwortes und dem gegebenen Maskenwert 65 programme auswählen und die Änderung der Frageaus dem Rechner; stellung steuern.

b) die Addition oder Subtraktion beim Wert des Hier soll jedoch zur Erleichterung des Verständ-Abfrageregisters; nisses eine etwas abgekürzte Programmeinrichtung

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Nichtübereinstimmung ergeben trotz verringerter Anforderungen. Das Programm könnte in solchen Fällen nach jeder ergebnislosen Befragung die Anforderun-

meldung wird. Andererseits wird natürlich die Suchoperation jeweils dann unterbrochen, wenn sich Übereinstimmung herausstellt, auch wenn noch weitere Befehle unausgeführt bleiben.

Programm

Es wurden bereits mehrere Hinweise auf eine Programmeinheit gemacht, welche die Art der Fragen-

beschrieben werden, die zur Klärung der möglichen Operationen ausreicht. Fig. 4 dient zur Erläuterung. Die in Fig. 1 mit 25 bezeichnete und in Blockform dargestellte Torschaltung besteht — in F i g. 4 ausführlicher dargestellt — aus einer Reihe von UND-Schaltungen mit je einem gemeinsamen Eingangsleiter Y zum Einschleusen von Programmbefehlen aus dem Rechner 10 zur Zeit Y. Eine mögliche Form der Programmsteuerung besteht aus den bistabilen Schaltungen 12O₀, 12O₁, 12O₂, 121, 122₀, 122_X und 122₂. Alle sind anfangs über die Klemme W (Leitung 26 r) auf Null gestellt. Sie nehmen die Programmbefehle des Rechners auf. Die Schaltung in dem großen gestrichelten Viereck dient zur Aufnahme eines Befehlswortes; es sind so viele vorzusehen, wie Befehlswörter erforderlich werden. Die Schaltungen 120 speichern die Programmschrittnummer, in welcher der Befehl auszuführen ist; die Schaltung 121 speichert die Art der Nichtübereinstimmung, die Voraussetzung ist für die Ausführung des Befehls in den Schaltungen 122 in Binärform. Mit der gezeigten Speicherkapazität lassen sich sieben Programmschritte, zwei Bedingungen der Nichtübereinstimmung und acht Programme speichern.

Die 1-Ausgänge der Schaltung 120 führen über UND-Schaltungen 123 bis 125, deren zweite Eingänge von dem Zähler 126 für die Programmschritte gespeist werden. Dieser Zähler steht zunächst auf Null (Klemme W, Leitung 126r). Er zählt die Anzahl der Impulse TP-n+6. Da diese Impulse jeweils am Ende einer Befragung auftreten, speichern die Schaltungen 120 jeweils eine Zahl von Eins oder größer. Die UND-Schaltungen 123 bis 125 werden jeweils durchlässig, wenn die Einstellung der Schaltung 120 mit dem Zähler 126 übereinstimmt. Die Anordnung ist also ein Vergleicher, der über die UND-Schaltung 127 einen Eingang der UND-Schaltung 128 und 129 vorbereitet. Die Schaltung 121 (Art der Nichtübereinstimmung) liefert zweite Eingangswerte für die UND-Schaltungen 128 und 129. Die dritten Eingänge kommen von den Anzeigern der Nichtübereinstimmung aus Fig. 2c; es kann jeweils nur eine der beiden Klemmen 78 α oder 79 a eine Eins wiedergeben. Wenn beide Bedingungen übereinstimmen, liefert die ODER-Schaltung 130 ein Ausgangssignal, das dann das in den Schaltungen 122 gespeicherte Wort der Schlüsselungspyramide 131 zugänglich macht. Jedes Wort kann also nur ein Signal an der Schaltung 131 hervorrufen; viele Wörter können jedoch während desselben Programmschrittes an ihren Schaltungen 131 gleichzeitig Ausgänge hervorrufen. Ein Beispiel: Wenn es erwünscht wäre, ein Unterprogramm zu haben, bei dem sowohl für Null als auch für Eins der Abfühlpegel beim vierten Programmschritt bei Nichtübereinstimmung der Nullen erniedrigt wird, so wäre erstens das Wort 100 (in 120), 1 (in 121), 101 (in 122) und zweitens (in einer zweiten, gleichen Schaltung) das Wort 100... 1... 110 zu speichern. Die Prüfung der beiden Binärzahlen zeigt, daß sie hinsichtlich der zu vergleichenden Bits übereinstimmen. Wenn also beim vierten Programmschritt an der Klemme 78 a ein Signal auftritt, so wird 101 und 110 zur Programmsteuerung beitragen. Durch das eine Wort wird die fünfte, durch das andere die sechste Klemme aktiv.

Mit den drei Eingängen zu der Schaltung 131 sind acht Ausgänge möglich, jedoch nicht alle gebraucht. Folgende Möglichkeiten wären gegeben:

Eingang	Ausgang	Programm
000	13I0	Suche abbrechen, Fehlsignal zum Rechner
001	13I1	Addiere »1« zu 23
010	13I2	Subtrahiere »1« von 23
011	13I2	Eingabe neuer Werte in 24
100	13I4	Reduktion des O-Abfühlpegels um »1«
101	13I5	Reduktion des 1-Abfühlpegels um »1«
110	13I6	Reduktion beider Abfühlpegel

Entsprechende Ausgänge aller Schaltungspyramiden werden in den ODER-Schaltungen 135 bis 137 kombiniert. Nun lassen sich die bei der früheren Beschreibung fehlenden Steuerwirkungen erklären. Die Ausgänge 131 werden mit 13I₀ bis 13I₆ bezeichnet, entsprechend den Eingangswerten des vorhergehenden Tabellenbeispiels. Das Signal an Klemme 13I₀

zeigt an, daß alle Abfragen ergebnislos beendet sind; die Schaltung 86 (F i g. 3) wird auf Null gestellt, und der Zugang von Taktgeberimpulsen wird gestoppt. Über Leitung 40 (F i g. 1) wird der Rechner unterrichtet. Die Ausgänge 13I₁ und 13I₂ lassen das Unterprogramm der Kette 106 ablaufen, das früher beschrieben wurde. 13I₁ zusammen mit TP-n2 läßt über die UND-Schaltung 139 den Wert des Abfrageregisters um Eins wachsen. 13I₂ kann über die UND-Schaltung 140 (Fig. 2a) den Inhalt des Abfrageregisters 123 um Eins erniedrigen. 13I₃ läßt über die Kette 111 das Unterprogramm zur Maskensteuerung ablaufen.

Die Verminderung des Abfühlpegels andererseits kann eine von drei Formen annehmen, obgleich der Zeitablauf des Unterprogramms gleich ist. Da die Klemmen 13I₄, 13I₅ und 13I₆ alle Änderungen in dem einen oder anderen der Zähler 50, 51, 80 und 81 hervorrufen, müssen sie entsprechend kombiniert werden. Die Klemmen 13I₄ und 13I₆ verursachen

über 141 und 142 die Verminderung des Zählerstandes von 50 und die Erhöhung von 80. 13I₅ und 13I₆ wirken in gleicher Weise über die ODER-Schaltungen 143 und 144 auf die Zähler 51 und 81. Gleichzeitig wird die Kette 112 über die ODER-Schaltung 145 angesprochen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Auswählen von digitalen Datenwörtern aus einem Speicher, in dem diese Wörter in beliebiger Folge eingetragen sind, durch Vergleich mit einem Vorgabewort unter Beschränkung der Auswahlkriterien auf wählbare Teile des Vorgabewortes und mit getrenntem Vergleich für jeden Binärwert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Programmemrichtung (26) bei fehlender Übereinstimmung des ausgewählten Teiles des Vorgabewortes mit wenigstens einem der Speicherwörter abhängig von der Art der Nichtübereinstimmung (69, 78; 69, 78) weitere Vergleiche einleitet, bei denen die Auswahlkriterien (23, 24, 65) schrittweise gemildert werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswahl der Unterprogramme berücksichtigt wird, ob die Nichtübereinstimmung beide Binärwerte (78 a, 69₀) oder nur den einen (78 a, 69_±) oder den anderen Binärwert (78_V 69₀) betraf.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des Vorgabewortes mit den Datenwörtern durch Vergleich (bei 65) eines aus dem Vorgabewort gebildeten Analogwertes (bei 56; 58) mit dem ebenfalls in Analogform erzeugten Abfragewert (W₁ bis W_n) der Datenwörter erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogwert eines Vorgabe-

Wortes getrennt für die beiden Binärwerte bestimmt und als Vorspannung einem als Abfühlverstärker des Speichers dienenden Schwellwertverstärker (65) zugeführt wird.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Milderung der Abfragekriterien durch Änderung des Vorgabewortes (23), durch Änderung der wirksamen Teile des Vorgabewortes (24), durch Änderung der Vorspannung des Schwellwertverstärkers (56, 58) oder durch eine Kombination aus diesen Maßnahmen erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1103 053.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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