DE1203026B

DE1203026B - Buffer storage

Info

Publication number: DE1203026B
Application number: DES73820A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Heinz Juergens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-05-04
Filing date: 1961-05-04
Publication date: 1965-10-14

Description

Pufferspeicher Elektronische Rechenmaschinen arbeiten mit hohen Rechengeschwindigkeiten.- Der eigentliche Rechenvorgang nimmt dabei im Vergleich zu den Ein- und Ausgabezeiten, insbesondere bei kommerziellen Aufgaben, oft nur sehr wenig Zeit in Anspruch. Das sich die Arbeitsgeschwindigkeiten der Ein- und Ausgabegeräte nicht beliebig erhöhen lassen, ist also die Rechenmaschine für längere Zeit blockiert, wenn Informationen von den Eingabegeräten zu dem Maschinenspeicher, z. B. einem Magnetbandspeicher, oder in umgelg:phrter Richtung zu Ausgabegeräten übertragen werden. Um die Kapazität derartiger schneller Rechenmaschinen besser ausnutzen zu können, ist man dazu übergegangen, zwischen Eingabe- bzw. Ausgabegeräten und den Maschinenspeichern Geschwindigkeitsumsetzer in Form von Pufferspeichern vorzusehen. Einem solchen Pufferspeicher wird bei der Eingabe die Information mit der durch die Eingabegeräte bedingten niedrigen Geschwindigkeiten zugeführt. Sobald die Information in den Pufferspeicher eingelaufen ist, wird sie mit erhöhter Geschwindigkeit aus dem Pufferspeicher in den Maschinenspeicher übertragen. Die Rechenmaschine ist dabei nur für den Zeitraum blockiert, der für die übernahme der Information aus dem Pufferspeicher in den Maschinenspeicher benötigt wird.Buffer memory Electronic calculating machines work at high computing speeds. In comparison to the input and output times, the actual calculation process takes especially for commercial tasks, it often takes very little time. That the working speeds of the input and output devices do not increase indefinitely let, so the calculating machine is blocked for a long time when information from the input devices to the machine memory, e.g. B. a magnetic tape storage, or in the reverse direction to output devices. To the capacity to be able to make better use of such fast calculating machines, one has gone over to speed converter between input and output devices and the machine memories to be provided in the form of buffer storage. Such a buffer memory is used in the Input the information at the low speeds required by the input devices fed. As soon as the information has entered the buffer memory, it becomes are transferred at increased speed from the buffer memory to the machine memory. The calculating machine is only blocked for the period required for the takeover the information from the buffer memory is required in the machine memory.

Bei längeren Informationsfolgen werden diese entsprechend der Kapazität des Pufferspeichers unterteilt und jeweils blockweise in den Maschinenspeicher übernommen.In the case of longer information sequences, these are in accordance with the capacity of the buffer memory and transferred to the machine memory in blocks.

Bei der Ausgabe laufen diese Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab: Aus dem Maschinenspeicher wird die Informationsfolge blockweise mit hoher Geschwindigkeit in den Pufferspeicher übertragen und von dort mit der durch die Ausgabegeräte bedingten niedrigen Geschwindigkeiten abgerufen. Auch hier ist die Rechenmaschine nur für die Dauer der übertragung der Information aus dem Maschinenspeicher in den Pufferspeicher für weitere Rechenvorgänge blockiert. Es ist z. B. bekannt, als Pufferspeicher Magnetkernspeicher oder Schieberegister zu verwenden.When outputting, these processes take place in reverse order: The information sequence is converted from the machine memory in blocks at high speed transferred to the buffer memory and from there with the one determined by the output devices low speeds. Again, the adding machine is only for the duration of the transfer of the information from the machine memory to the buffer memory blocked for further calculations. It is Z. B. known as a buffer memory magnetic core memory or to use shift registers.

Es ist darüber hinaus auch möglich, von den Eingabegeräten in den Pufferspeicher übernommene Informationen zunächst ohne Zuhilfenahme der Rechenmaschine in einen anderen Speicher zu geben. Ein solches Verfahren ist beispielsweise dann angebracht, wenn die Information in einem Magnetbandspeicher gespeichert werden soll.It is also possible to use the input devices in the Information received from the buffer memory initially without the aid of the calculating machine to give to another store. Such a method is for example then appropriate when the information is stored in a magnetic tape memory target.

Da derartige Speicher a - ber im Vergleich zu Magnetkernspeichem eine wesentlich geringere Arbeitsgeschwindigkeit haben, würde ein mit einem Magnetbandspeicher zusammenarbeitender als Pufferspeicher dienender Magnetkernspeicher hinsichtlich seiner Arbeitsgeschwindigkeit sehr schlecht ausgenutzt werden. Außerdem stellt ein solcher Magnetkempufferspeicher auch einen erheblichen Aufwand dar.Since such a memory - over compared to Magnetkernspeichem have much lower operating speed, a cooperating serving with a magnetic tape storage as a buffer store magnetic core memory would his work rate are very poorly exploited regard. In addition, such a magnetic buffer memory also represents a considerable effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für einen solchen Pufferspeicher zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein 1-Wort-Schieberegister, das die zu übertragende Information wortweise mit der dem Eingabegerät bzw. Ausgabegerät eigenen Geschwindigkeit aufnimmt bzw. abgibt, und ein zyklisch umlaufender Magnetschichtspeicher mit einer mehrere Wörter umfassenden Kapazität vorgesehen ist, der die Information wortweise mit einer dem Maschinenspeicher angepaßten Geschwindigkeit von dem 1-Wort-Schieberegister übernimmt bzw. an diesen übergibt, in Form eines mehrere Wörter umfassenden Blocks zwischengespeichert und mit der dem Maschinenspeicher angepaßten Geschwindigkeit blockweise an den Maschinenspeicher weitergibt bzw. von diesem übernimmt. Zur taktrichtigen Informationsübertragung vom 1-Wort-Schieberegister zum Magnetschichtspeicher und von dem Magnetschichtspeicher zu dem Maschinenspeicher sowie umgekehrt ist auf dem Magnetschichtspeicher eine Taktspur vorgesehen, die nur einen Teil des Trommelumfanges einnimmt. Ihr Anfang und Ende sind auf weiteren, auf dem Magnetschichtspeicher angebrachten Steuerspuren markiert.The invention is based on the problem of the expense for such Reduce buffer storage. According to the invention this is achieved in that a 1-word shift register that stores the information to be transmitted word by word with the Input device or output device picks up or outputs its own speed, and a cyclically rotating magnetic layer memory with a multiple word length Capacity is provided that the information word by word with one of the machine memory adapted speed from the 1-word shift register or to this passes, cached in the form of a block comprising several words and with the speed adapted to the machine memory block by block to the machine memory passes on or takes over from this. For transferring information at the correct timing from the 1-word shift register to the magnetic layer memory and from the magnetic layer memory to the machine memory and vice versa, there is one on the magnetic layer memory Clock track provided, which takes up only part of the drum circumference. Your beginning and end are on further control tracks mounted on the magnetic layer memory marked.

Um eine weitere erhebliche Vereinfachung der Ansteuerung und damit Einsparung von Ansteuermitteln zu erreichen, ist es vorteilhaft, auf dem Magnetschichtspeicher zwei weitere Spuren vorzusehen, auf denen jeweils abwechselnd das Ende des zuletzt aufgezeichneten Wortes markiert wird. Diese Markierungen dienen jeweils dazu, diejenige Stelle des Magnetschichtspeichers zu kennzeichnen, an der zur Erreichung einer lückenlosen übertragung das nachfolgende Wort geschrieben werden muß. Zur Schaffung eindeutiger Markierungen für diese Stellen wird jeweils beim Schreiben einer Markierung auf einer der beiden Markierungsspuren die auf der jeweils anderen Markierungsspur noch befindliche Markierung des vorhergehenden Wortes gelöscht. Auf diese Weise spart man alle sonst z. B. bei großen Magnettrommelspeichern notwendigen Mittel zumAuffinden einer gesuchten Adresse, d. h. einer bestimmten Speicherzelle des Magnetschichtspeichers.In order to achieve a further considerable simplification of the control and thus to save control means, it is advantageous to provide two further tracks on the magnetic layer memory, on each of which the end of the last recorded word is marked alternately. These markings each serve to identify the point on the magnetic layer memory at which the following word must be written in order to achieve seamless transmission. In order to create unambiguous markings for these points, when a mark is written on one of the two marking tracks, the marking of the previous word that is still on the other marking track is deleted. In this way you save everything else z. In the case of large magnetic drum stores, for example, necessary means for finding a sought-after address, d. H. a specific memory cell of the magnetic layer memory.

Bei schwankenden Blocklängen ist es außerdem vorteilhaft, das Ende des Blocks zusätzlich zu markieren und abhängig von dieser Markierung den übertragungsvorgang vorzeitig zu beenden.In the case of fluctuating block lengths, it is also advantageous to use the end of the block must also be marked and, depending on this marking, the transfer process to end prematurely.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert.Details of the invention are explained with reference to the drawings.

An Hand der F i g. 1 und 3 wird zunächst der übertragungsvorgang vom Eingabegerät zum Maschinenspeicher beschrieben.On the basis of FIG. 1 and 3 , the transfer process from the input device to the machine memory is described first.

Als Eingabegerät E (F i g. 1) sei beispielsweise ein Lochstreifenabtaster verwendet, mit dessen Hilfe die in dem Maschinenspeicher MS, einem Magnetbandspeicher, zu speichernde Informationsfolge abgetastet und in elektrische Impulse umgewandelt wird.A punched tape scanner, for example, is used as the input device E ( FIG. 1) , with the aid of which the sequence of information to be stored in the machine memory MS, a magnetic tape memory, is scanned and converted into electrical pulses.

Bei Beginn der übertragung wird zunächst auf dem Magnetschichtspeicher, im dargestellten Beispiel einer Magnettrommel T, eine Taktspur (2,01, F ig. 2) aufgezeichnet. Der Takt hierfür wird aus einem frequenzkonstanten Taktgeber oder auch aus dem Maschinentakt der datenverarbeitenden Maschine abgeleitet. Diese Taktspur soll nur einen Teil des Trommelumfangs einnehmen. Auf je einer weiteren Spur der Trommel sind Anfang (2,02, F i g. 2) und Ende (2,03, F i g. 2) der Taktspur markiert. Die zwischen Taktspuranfang und Taktspurende bestehende Lücke muß nicht durch die Periode des Taktpulses teilbar sein.At the beginning of the transfer, a clock track (2.01, FIG. 2) is first recorded on the magnetic layer memory, in the example shown a magnetic drum T. The clock for this is derived from a frequency-constant clock generator or from the machine cycle of the data-processing machine. This clock track should only take up part of the drum circumference. The beginning (2.02, Fig. 2) and end (2.03, Fig. 2) of the clock track are marked on each of the further tracks of the drum. The gap between the start of the clock track and the end of the clock track does not have to be divisible by the period of the clock pulse.

Nunmehr wird das Schieberegister SR schrittweise von dem Eingabegerät E her gefüllt. Die Geschwindigkeit wird von dem Eingabegerät durch die Taktimpulse TI bestimmt. Die Speicherkapazität des Schieberegisters SR ist so gewählt, daß gerade ein Maschinenwort gespeichert werden kann. Sobald das Schieberegister SR gefüllt ist, wird die Eingabe gestoppt und das Schieberegister verriegelt. Das in dem Schieberegister gespeicherte Wort kann nunmehr auf die Trommel T übertragen werden. Der Schreibbefehl für die übertragung wird von der Markierung für den Anfang der Taktspur (2,02, F i g. 2) ausgelöst. Die übertragungsgeschwindigkeit wird jetzt durch die Impulse Ts der Taktspur (2,01, F i g. 2) bestimmt. Das Ende des auf einer Informationsspur 1 der Trommel gespeicherten Maschinenwortes (2,04, F i g. 2) wird dann auf der ersten Markierungsspur A (2,05, F i g. 2) markierL Das Schieberegister SR wird daraufhin wieder entsperrt und das nächste Wort von dem Eingabegerät E schrittweise in dieses eingespeichert. Sobald dieser Einspeichervorgang beendet ist, wird das Schieberegister wieder verriegelt und nunmehr von der auf der Markierungsspur A aufgebrachten Markierung der Schreibbefehl für das im Schieberegister gespeicherte Wort ausgelöst. Hierdurch ist gewährleistet, daß das zweite Wort unmittelbar anschließend an das erste Wort auf eine Infonnationsspur der Trommel geschrieben wird. Die übertragungsgeschwindigkeit wird, wieder wie bei dem ersten Wort, durch die Impulse der Taktspur bestimmt. Das Ende des zweiten Wortes (2,06, F i g. 2) wird auf der zweiten Markierungsspur, der Spur B, markiert und dabei gleichzeitig die Markierung auf der ersten Markierungsspur, der Spur A, gelöscht. Nunmehr wird wieder das Schieberegister SR entsperrt, vom Eingabegerät E mit dem dritten Wort gefüllt und von der auf der Spur B stehenden Markierung der Schreibbefehl für das dritte Wort ausgelöst. Das Ende dieses dritten Wortes wird wiederum auf der Markierungsspur A (2,09, F i g. 2) markiert und gleichzeitig die Markierung auf der -Spur B -gelöscht. In. analoger Weise Wird der übrige Teil der Information durch das Schieberegister SR in Form einzelner Wörter auf eine oder mehrere Inforinationsspuren I der Magnettrommel T übertragen. Auf den beiden Markierungsspuren A und B wird dabei jeweils abwechselnd das Ende des zuletzt geschriebenen Wortes markiert und gleichzeitig die Markierung des vorhergehenden Wortes auf der anderen Spur gelöscht. Die Markierung für das Ende der Taktspur (2,03, F i g. 2) bestimmt das Ende der Aufzeichnung und damit die Länge des aufgezeichneten Blocks (2,10, F i g. 2).The shift register SR is now filled step by step from the input device E. The speed is determined by the input device by the clock pulses TI. The storage capacity of the shift register SR is chosen so that just one machine word can be stored. As soon as the shift register SR is filled, the input is stopped and the shift register is locked. The word stored in the shift register can now be transferred to the drum T. The write command for the transmission is triggered by the marker for the beginning of the clock track (2.02, FIG . 2). The transmission speed is now determined by the pulses Ts of the clock track (2.01, FIG . 2). The end of the data stored on an information track 1 of the drum machine definition (2.04, F i g. 2) is then applied to the first marking track A (g 2.05, F i. 2) markierL The shift register SR is then unlocked and the the next word from the input device E is stored in this step by step. As soon as this storage process has ended, the shift register is locked again and the write command for the word stored in the shift register is now triggered by the marking applied to the marking track A. This ensures that the second word is written immediately after the first word on an information track on the drum. As with the first word, the transmission speed is determined by the pulses in the clock track. The end of the second word (2.06, FIG. 2) is marked on the second marking track, track B, and at the same time the marking on the first marking track, track A, is erased. Now the shift register SR is unlocked again, filled with the third word by the input device E and the write command for the third word is triggered by the marking on track B. The end of this third word is again marked on marker lane A (2.09, FIG. 2) and at the same time the marker on lane B is deleted. In. analogously, the remaining part of the information is transferred to one or more information tracks I of the magnetic drum T by the shift register SR in the form of individual words. The end of the last word written is alternately marked on the two marking tracks A and B and the marking of the previous word on the other track is deleted at the same time. The marking for the end of the clock track (2.03, FIG. 2) determines the end of the recording and thus the length of the recorded block (2.10, FIG. 2).

F i g. 4 zeigt eine besonders zweckmäßige Anordnung zum Schreiben und Lesen der Markierungsimpulse auf den beiden Markierungsspuren A und B. Von dem Schreibverstärker S wird, solange keine Markierung aufzuzeichnen ist, ein Strom konstanter Größe an den jeweils ausgewählten Magnetkopf geliefert. Bei einem Wortende, welches beispielsweise auf der Spur A markiert werden soll, wird dieser Strom einmal und nur für eine Taktzeit lang in seiner Richtung umgesteuerL Danach kehrt er wieder in seine vorherige Richtung zurück. Sofort anschließend wird das Relais MR betätigt, welches die Kontakte mr1 bis mr3 umschaltet. Dieser Zustand bleibt dann wieder so lange erhalten, bis das nächste Wortende, in diesem Fall auf der Spur B, markiert werden muß.F i g. 4 shows a particularly expedient arrangement for writing and reading the marking pulses on the two marking tracks A and B. As long as no marking is to be recorded, the write amplifier S delivers a current of constant magnitude to the respectively selected magnetic head. At the end of a word, which is to be marked on track A , for example, this current is reversed in its direction once and only for one cycle time. It then returns to its previous direction. Immediately afterwards the relay MR is actuated, which switches the contacts mr1 to mr3. This state is then retained until the next end of the word, in this case on track B, has to be marked.

Dadurch, daß der Schreibverstärker S bis auf den kurzen Zeitabschnitt, da ein Wortende auf einer der Spuren markiert wird, ständig einen gleich großen und gleichgerichteten Strom liefert, wird unmittelbar nach dem Schreiben einer Markierung auf der einen Spur die auf der anderen Spur befindliche vorherige Markierung durch überschreiben selbsttätig gelöscht.Because the write amplifier S constantly supplies an equally large and rectified current except for the short period of time when the end of a word is marked on one of the tracks, the previous marking on the other track is immediately after a marking has been written on one track automatically deleted by overwriting.

Wie die Schaltungsanordnung der F i g. 4 zeigt, sind die Kontakte mr1 bis mr3 so geschaltet, daß, wenn der Schreibverstärker S mit dem Magnetkopf der einen Spur verbunden ist, gleichzeitig der Leseverstärker L an den Magnetkopf der jeweils anderen Spur angeschlossen ist. Es wird also bei der übernahme eines Wortes auf die Magnettrommel der Befehl für den Wortanfang von der einen Spur gelesen und das Wortende auf der anderen Spur markiert.As the circuit arrangement of FIG. 4 shows, the contacts mr1 to mr3 are connected so that when the write amplifier S is connected to the magnetic head of one track, the read amplifier L is connected to the magnetic head of the other track at the same time. When a word is transferred to the magnetic drum, the command for the beginning of the word is read from one track and the end of the word is marked on the other track.

Nachdem ein ganzer Block auf die Magnettrommel aufgezeichnet ist, wird das Magnetbandgerät gestartet. Der Startimpuls für das Magnetband (3,02, F i g. 3) steht um die Anlaufzeit des Bandes ts vor dem Beginn des zu Übertragenden Blocks (3,03, F i g. 3). Bei Beginn des Blocks wird der Schreibbefehl für das Magnetband ausgelöst und der Block mit der durch den von der Trommel gelieferten Takt (3,01, Fig. 3) gegebenen Geschwindigkeit auf das Band aufgezeichnet. Die Taktimpulse (3,01, F i g. 3) sind mit den Taktimpulsen für die übernahme eines Wortes vom Schieberegister auf die Trommel (2,01, F i g. 2) identisch. Durch das Blockende wird der Schreibbefehl beendet und das Band angehalten, (3,04, F i g. 3). Anschließend wird die Trommel gelöscht, und die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich, bis die gesamte Information in den Maschinenspeicher übernommen ist.After a whole block has been recorded on the magnetic drum, the magnetic tape recorder is started. The start pulse for the magnetic tape (3.02, FIG. 3) is before the start of the block to be transmitted (3.03, FIG. 3) by the start-up time of the tape ts. At the beginning of the block, the write command for the magnetic tape is triggered and the block is recorded on the tape at the speed given by the clock (3.01, FIG. 3) supplied by the drum. The clock pulses (3.01, FIG . 3) are identical to the clock pulses for the transfer of a word from the shift register to the drum (2.01, FIG. 2). The end of the block ends the write command and stops the tape, (3.04, FIG . 3). The drum is then erased and the processes described are repeated until all of the information has been transferred to the machine memory.

Beim Übertragungsvorgang vom Maschinenspeicher zum Ausgabegerät laufen die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab. Auf die gelöschte Trommel wird wieder eine Taktspur aufgezeichnet. Die für die Übertragung einer Information vom Eingabegerät zum Maschinenspeicher auf der Trommel vorhandenen Taktimpulse (2,01, F i g. 2) können dazu nicht verwendet werden. Die Taktimpulse müssen vielmehr vom Maschinenspeicher bestimmt werden. Gleichzeitig mit dem Aufzeichnen der Taktimpulse auf die Trommel wird ein Block vom Maschinenspeicher auf den Trommelspeicher übertragen. Das Aufzeichnen einer neuen Taktimpulsspur auf die Trommel kann entfallen, wenn die zur Übertragung von der Trommel in das Schieberegister nötigen Taktimpulse aus den Inforinationsimpulsen selbst abgeleitet werden. Die in dem Block enthaltene Information wird dann unter der Kontrolle der beiden Markierungsspuren A und B wortweise in das Schieberegister SR übernommen und anschließend aus dem Schieberegister mit der durch das Ausgabegerät bedingten niedrigen Geschwindigkeit entnommen.When transferring from the machine memory to the output device, the processes are reversed. A clock track is recorded again on the erased drum. The clock pulses (2.01, FIG. 2) present on the drum for the transmission of information from the input device to the machine memory cannot be used for this purpose. Rather, the clock pulses must be determined by the machine memory. Simultaneously with the recording of the clock pulses on the drum, a block is transferred from the machine memory to the drum memory. There is no need to record a new clock pulse track on the drum if the clock pulses required for transmission from the drum to the shift register are derived from the information pulses themselves. The information contained in the block is then transferred word by word to the shift register SR under the control of the two marking tracks A and B and then removed from the shift register at the low speed required by the output device.

Claims

Patentansprüche- 1. Buffer memory for transmitting pulse-coded information between input and output devices at low speed and faster Maschinenspeichem in a data processing system, d a d u rch g EKENN -zeichnct that a 1-word shift register, the information to be transmitted as words with which picks up or outputs its own speed to the input or output device, and a cyclically rotating magnetic layer memory with a capacity comprising several words is provided, which takes over the information word by word at a speed adapted to the machine memory from or to the 1-word shift memory outputs, temporarily stores in the form of a block comprising several words and passes it on to the machine memory in blocks at the speed adapted to the machine memory or takes over from it.

2. Buffer memory according to spoke 1, characterized in that the transmission of information between the 1-word bad register, the cyclically rotating magnetic layer memory and the machine memory is controlled by a clock track arranged on the magnetic layer memory (2.01), which is only part of the And the beginning and end of which are marked on additional control tracks (2.02; 2.03) . 3. Buffer memory according to claim 2, characterized in that two further tracks (A, B) are provided on the magnetic layer memory, on which the end of the last word recorded alternately when the information is transferred from the 1-word shift register to the magnetic layer memory highlighted and the highlighting of the previous word is deleted. 4. Buffer memory according to claim 3, characterized in that the write command for the next word to be transferred from the 1-word shift register to the magnetic layer memory is triggered with the aid of the word end markings recorded on the marking tracks (A, B). 5. Buffer memory according to claim 1 to 4, characterized in that when the length of the information blocks to be transmitted fluctuates, the end of each block is specially marked and the transmission is terminated as a function of this marking. Documents considered: French Patent No. 1137 492; Annals of the Comp. Lab., Vol. XVI, 1948, pp. 267-273.