DE1255356B - Steuervorrichtung fuer taktgesteuerte Rechenmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G06f

Deutsche Kl.: 42m3 - 9/00

Nummer: 1 255 356

Aktenzeichen: B 56183IX c/42 m3

Anmeldetag: 8. Januar 1960

Auslegetag: 30. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für taktgesteuerte Rechenmaschinen zur Übertragung von Daten von einem Umlaufregister zu einem Speicher, wobei die Datenübertragung von einem aus mehreren Teilen bestehenden Befehlswort eingestellt wird.

Es ist bereits bekannt (schweizerische Patentschrift 331262), nach Maßgabe einer in einem Leitwerk einer digitalen Rechenmaschine gespeicherten Instruktion Informationen in Form von Ziffersignalen von einem Speicher auf einen anderen Speicher oder einen Zusatzspeicher zu übertragen. Zur Einstellung einer solchen Übertragung ist die Instruktion bzw. das Befehlswort aus verschiedenen Ziffergruppen, nämlich Ziffern für die Adresse, für den Bestimmungsort, für den Zeitpunkt und die Dauer der Übertragung zusammengesetzt. Je nachdem, ob die Datenübertragung zwischen zwei Hauptspeichern oder einem Hauptspeicher und einem Zusatzspeicher erfolgt, werden zur Steuerung dieser Datenübertragung alle Ziffern der Instruktion oder nur ein Teil der Instruktion benötigt, wobei bestimmte Befehlsteile in der Instruktion einfach weggelassen werden. Die zu übertragende Datenmenge ist dabei stets gleich und entspricht der gespeicherten Information. Es ist aber nicht möglich, einen bestimmten Teil der zu übertragenden Datenmenge auszuwählen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß die zu übertragende Datenmenge verändert und dadurch die Vielseitigkeit der Rechenmaschine vergrößert werden kann. Diese Aufgabe ist bei einer solchen Steuervorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Beginn der Datenübertragung durch einen ersten Zähler, der die Anfangsadresse innerhalb der Datenmenge im Umlaufregister angibt und durch einen ersten Teil des Befehlswortes geladen wird, und die Datenmenge dieser Übertragung durch einen zweiten Zähler gesteuert wird, der die Länge des zu übertragenden Bereichs angibt und der durch einen zweiten Teil des Befehlswortes geladen wird.

Mittels des Befehlswortes kann somit in einfacher Weise die Übertragung der Datenmenge aus dem Umlaufregister verändert werden, so daß beispielsweise überflüssige Daten, die für den gewünschten Vorgang nicht erforderlich sind und die Rechengeschwindigkeit der Maschine herabsetzen würden, nicht übertragen zu werden brauchen. Die nicht zu übertragende Datenmenge wird dabei nicht etwa gelöscht, so daß ein besonderer Löschbefehl nicht notwendig ist. Dadurch würde nicht nur die Program-Steuervorrichtung für taktgesteuerte
Rechenmaschinen

Anmelder:

Burroughs Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. H. Schroeter, Patentanwalt,

München 25, Lipowskystr. 10

Als Erfinder benannt:

Edward Lewis Glaser, Pasadena, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 26. Januar 1959
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mierung erschwert, sondern auch die Operationszeit verlängert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Aktivierung des ersten und zweiten Zählers durch einen dritten Zähler dann erfolgen, wenn nur ein Teil der im Umlaufregister gespeicherten Datensumme übertragen werden soll. Es kann damit von vornherein festgelegt werden, ob die gesamte Datensumme oder nur ein Teil derselben übertragen werden soll, wobei dann im letzteren Fall der erste und der zweite Zähler aktiviert werden. Daß durch unmittelbar aus Teilen von Befehlswörtern abgeleitete Signale zum Steuern des Informationsflusses verwendet werden, ist an sich bekannt.

In der folgenden Figurenbeschreibung bezeichnet der Ausdruck »Feldauswahl« die Auswahl der zu übertragenden Datenmenge. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Grundeinheiten eines Rechners gemäß der Erfindung, wobei die stark ausgezogenen Linien den Weg der Information und die schwach ausgezogenen Linien die Steuerkreise anzeigen,

F i g. 2 eine mehr ins einzelne gehende Schemazeichnung der zentralen Steuerung des in F i g. 1 dargestellten Rechners und

F i g. 3 eine Logikschaltung zur Speicherung mit Feldauswahl.

In F i g. 1 ist ein Digitalrechner, bei welchem die vorliegende Erfindung verwendet wird, schematisch

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dargestellt. Da die Information in den Registern des Rechners in jeder gewünschten Form kodiert werden kann, sei angenommen, daß die Information in binärkodierter Dezimalform vorliegt, d. h., Dezimaldigits seien durch vier binäre Bits, vorzugsweise in Übereinstimmung mit einem 1,2,4,8-Kode dargestellt. Dieser gebräuchliche Kode erfordert vier Kippkreise zur Speicherung der vier Bits, die einen Dezimaldigit darstellen. Die vier Kippkreise, welche einen Digit speichern, werden als eine Dekade bezeichnet.

Ferner sei bei dem in F i g. 1 dargestellten Rechner angenommen, daß alle Informationen in der Form von Worten gespeichert sind, wobei die Standardwortlänge zehn Digits plus ein Kennzeichnungsdigit sei. Die die Digits enthaltenden Worte werden im allgemeinen hintereinander eingegeben, d. h. im in F i g. 1 dargestellten Rechner ein Digit auf einmal, und zwar durch die gleichzeitige Übertragung der vier Bits, die ein Digit darstellen, von einer Dekade in eine andere.

Worte, die im Rechner in Umlauf gesetzt werden, weisen im allgemeinen zwei kennzeichnende Typen auf, nämlich Operanden und Befehlsworte. Die Befehlsworte weisen kennzeichnende Digits auf, welche den Befehl darstellen, der ausgeführt werden soll, wie beispielsweise den Befehl, einen zusätzlichen Umlauf auszuführen, einen vielfachen Umlauf auszuführen od. dgl. Die anderen kennzeichnenden Digits im Befehlswort stellen die Adresse der Operanden dar, die im Gedächtnis des Rechners gespeichert sind. Jeder Befehl enthält die Adresse des Operanden, der zur Ausführung des besonderen Befehls verwendet wird.

In Fig. 1 ist mit 10 allgemein der Speicher des Rechners bezeichnet, in welchem die Befehlsworte und Operanden gespeichert sind. Der Speicher 10 besteht vorzugsweise aus Magnetkernen in einer Anordnung, wie sie beispielsweise im einzelnen in dem Buch von R. K. Richards, »Digital Computer Components and Circuits«, 1957, im Kapitel 8 beschrieben ist. Der Speicher weist einen Kernspeicherkreis 12 auf, welcher eine Koinzidenzkernmatrix und geeignete Treiber- und Abtastkreise enthält. Dem Kernspeicherkreis 12 ist ein Adressenpuffer (AB)-Register 14 und ein Informationspuffer (ZB)-Register 16 zugeordnet. Das ^B-Register 14 enthält beispielsweise vier Dekaden zum Speichern der Digits, die einen Adressenort im Speicher bezeichnen. Der Ausgleich in den Kippkreisen des ^B-Registers 14 wird vom Kernspeicherkreis 12 dazu verwendet, ein Wort in einen vorbestimmten Ort im Kernspeicher einzugeben oder ein Wort von einem vorbestimmten Ort im Kernspeicher abzulesen.

Das /B-Register 16 umfaßt elf Dekaden für die zeitweilige Speicherung eines vollständigen Wortes. Bits können von den Kippkreisen der elf Dekaden parallel zu einem gekennzeichneten Ort im Speicher übertragen oder aus einem gekennzeichneten Ort im Kernspeicher 12 entnommen werden. Ein Impuls, der über ein Tor 18 zugeführt wird, kann dazu verwendet werden, den Kernspeicherkreis 12 zur Abgabe einer Information aus einem gekennzeichneten Ort zum /.B-Register 16 einzustellen. Eine Übertragung wird durch einen Impuls bewirkt, der durch ein zweites Tor 20 hindurchgeht, wodurch die Übertragung zum IB-Register derart synchronisiert werden kann, daß sie während einer einzelnen Pulsdauer stattfindet. Ähnliche Tore 19 und 21 sind für Impulse zum Einstellen des Kernspeicherkreises 12 vorgesehen, um Informationen aufzunehmen und um die Übertragung vom /B-Register in den Kernspeicherkreis durchzuführen.

Befehle werden im allgemeinen aus dem Kernspeicher 12 in einer vorbestimmten Folge abgerufen. Die Adresse für die Befehlsentnahme kann durch einen Adressengeber 22 gesteuert werden. Der Adressengeber weist vier Dekaden auf. Jede Dekade wirkt als ein Dezimalzähler und erzeugt einen Trägerimpuls, wenn die Dekade zehnmal gezählt ist. Die Dekade, die den kleinsten Digit speichert, wird durch Impulse, die über ein Tor 24 zugeführt werden, gestoppt. Jede der anderen Dekaden wird durch die Trägerimpulse von der nächstniedrigeren Dekade gestoppt. Der Adressengeber 22 wird durch einen Impuls, der jeder Entnahme eines Befehls vom Speicher 10 folgt, auf einmal um eine Einheit weitergestellt. Die parallele Übertragung der vier Digits vom Adressengeber 22 zum viB-Register 14 erfolgt durch die öffnung eines Torkreises 25 zur geeigneten Zeit. Wenn ein Wort in das /B-Register 16 des Speichers einmal eingegeben ist, kann es nacheinander einer Anzahl von verschiedenen Orten im Rechner zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist das /B-Register 16 mit vier üblichen, parallelgeschalteten Umlaufregistern ausgerüstet. Um vier Bits, die einen Digit einschließen, abzugeben, wird dem Register ein Umlaufimpuls zugeführt. Das Lesen beginnt mit den vier Bits, die den niedrigsten Digit darstellen, und endet mit dem Kennzeichnungsdigit. Um die Information zu lesen, werden Umlaufimpulse dem Register über ein Tor 26 zugeführt.

Ein Ubertragungskanal für Worte vom /B-Register 16 führt zu einem D-Register 28, welches im wesentlichen mit dem Register 16 identisch ist. Die Übertragung wird von einem Torkreis 30 gesteuert, welcher die Übertragung der vier Bits eines jeden übertragenen Digits steuert. Schiebeimpulse werden dem D-Register 28 über ein Tor 30 zugeführt. Wenn das Tor 30 geöffnet ist und durch die geöffneten Tore 26 und 32 Schiebeimpulse hindurchgehen, werden vom /B-Register 16 Digits in das Kennzeichriungsdekadenende des D-Registers 28 übertragen. Nach elf Schiebeimpulsen ist vom Register 16 ein vollständiges Wort zum Register 28 übertragen.

Es können Worte, und zwar jeweils ein Digit auf einmal, entweder vom /B-Register 16 oder D-Register 28 dem Y-Eingang eines Addierkreises 34 übertragen werden. Der Addierkreis 34 weist einen X-Eingang, einen Y-Eingang und einen Z-Ausgang auf. Die Übertragung erfolgt über Torkreise 36 und 37. Der Addierkreis 34 kann irgendein üblicher, binärkodierter Dezimaladdierer sein, welcher eine binärkodierte Dezimalsumme Z zusammen mit einem Dezimalträger hervorbringt, und zwar in Übereinstimmung mit zwei binärkodierten Dezimaleingaben X und Y. Ein solcher Addierer ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 750 475 beschrieben. Der Addierer ist derart ausgeführt, daß er entweder die Summe oder die Differenz (Z = X + Y), und zwar abhängig von der Einstellung eines Kippkreises 35, allgemein mit SUT bezeichnet, hervorbringt.

Der Z-Ausgang des Addierers 34 ist im allgemeinen über ein Tor mit einem Sammelregister 38, welches als ^4-Register bezeichnet ist, verbunden. Die Übertragung wird durch ein Tor 40 gesteuert. Das ,4-Register ist das gleiche wie das /B- und D-Register.

Schiebeimpulse werden dem ^-Register 38 über ein Tor 42 zugeführt, um Digits nacheinander durch das /!-Register zu schieben. Der Ausgang des A-Registers kann mit dem X-Eingang des Addierers 34 über ein Tor 47 oder mit dem F-Eingang des Addierers über ein Tor 49 verbunden sein.

Der Z-Ausgang des Addierers ,34 kann mit dem Eingang des /ß-Registers 16 über ein Tor 44 verbunden sein oder mit dem Eingang des D-Registers 28 über ein Tor 46, falls dieses für eine besondere Operation gewünscht ist. Der Z-Ausgang des Addierers 34 kann über ein Tor 48 mit dem Eingang eines Befehlsregisters 50, als C-Register bezeichnet, verbunden sein. Dem C-Register 50 werden Schiebeimpulse über ein Tor 52 zugeführt. Die Register IB, D und A sind mit Umlaufwegen versehen, die geöffnet und geschlossen werden können. Der Ausgang eines jeden Registers ist mit dem Eingang über ein Tor verbunden. Die Tore sind mit 51, 53 und 57 bezeichnet.

Wie bereits ausgeführt, stellen bestimmte Digits im Befehlswort eine Adresse für den Operanden im Speicher dar. Diese Digits werden in den ersten vier Dekaden des rechten Endes des C-Registers 50 abgegriffen und werden parallel zum /4ß-Register 14 über einen Torkreis 54 übertragen.

Im Betrieb liest der Rechner gleichzeitig einen Befehl aus dem Speicher, und zwar in Übereinstimmung mit der Einstellung des Adressengebers 22. Der Befehl wird in das C-Register übertragen. Ist das C-Register 50 mit dem Befehl geladen, so wird er zur Steuerung der nachfolgenden Rechenoperation des Rechners verwendet, die gemäß dem Befehl abläuft, der in den nächsten beiden Dekaden des C-Registers 50, die den Adressendekaden folgen, gespeichert ist.

Die bestimmte Folge von Schritten oder Unteroperationen, die der Rechner während eines gegebenen Kommandos oder während des Lesevorganges durchläuft, ist in eindeutiger Weise durch eine zentrale Steuerung 56 bestimmt. Die zentrale Steuerung tastet die Stellung der beiden Dekaden im C-Register 50, in denen die Befehlsdigits gespeichert sind, ab. Sie enthält eine Anzahl logischer Kreise, wie einen Ausführungskreis, dessen Einstellung entweder einen Lesevorgang oder eine Befehlsdurchführung ermöglicht. Gemäß den eingespeicherten Daten stellt der zentrale Steuerkreis 56 die Tore des Rechners ein, durch welche die Daten zwischen den verschiedenen Registern und dem Addierer fließen.

In F i g. 2 ist der zentrale Steuerkreis 56 schematisch dargestellt. Dieser weist einen Taktgeber 60 auf, mit welchem alle Operationen des Rechners synchronisiert werden. Zwei Impulsarten werden dem Taktgeber 60 entnommen, wenn ein Startschalter 62 geschlossen ist, nämlich Sequenzimpulse, die mit SP bezeichnet sind, und Digitimpulse, die mit DP bezeichnet sind. Die beiden Impulstypen werden über Tor 64 und 66 entnommen.

Der zentrale Steuerkreis 56 enthält zwei verschiedene Zähler, einen Sequenzzähler 68 und einen Digitzähler 70. Der Sequenzzähler 68 kann ein üblicher Binärzähler sein, welcher beispielsweise vier Kippstationen zur Schaffung von sechzehn verschiedenen binären Zählstellungen aufweist. Ein Dekodierer 72 tastet die Stellung eines jeden der Kippkreise im Zähler 68 ab und läßt das Potentialniveau einer der sechzehn voneinander getrennten Ausgangsleitungen in Übereinstimmung mit der Zählstellung des Sequenzzählers 68 ansteigen. Der Dekodierer 72 kann eine übliche Diodenmatrix sein, welche binäre Informationen in Dezimalform übersetzt. Eine derartige Matrix ist in dem zitierten Buch von R. K. Richards auf den Seiten 36 bis 60 beschrieben. Die sechzehn Ausgangsleitungen sind mit SC = 0, SC = 1 usw. bezeichnet.

Der Sequenzzähler 68 wird bei Beginn einer jeden Operation des Computers auf Null zurückgestellt, beispielsweise beim Beginn des Lesens oder bei der Ausführung eines Befehls, und zwar mittels eines Impulses, der bei der Vollendung der vorhergehenden Operation erzeugt wird. Der Sequenzzähler wird durch die Sequenzimpulse angestoßen, die vom Geber 60 über das Tor 64 zugeführt werden.

Der Digitzähler 70 ist ebenfalls ein Binärzähler ähnlich wie der Zähler 68. Der Digitzähler 70 enthält vorzugsweise fünf Kippstationen, die es ermöglichen, bis zu einer Größenordnung von 32 zu zählen. Es wurde jedoch gefunden, daß ein Zählen bis 20 für die meisten Operationen ausreicht. Der Digitzähler 70 wird durch die Digitimpulse angestoßen, die vom Geber 60 über das Tor 66 zugeführt werden. Wie im Fall des Sequenzzählers 68 ist ein Dekodierer 74 vorgesehen, der den Zustand der Kippstationen im Digitzähler 70 abtastet. Der Dekodierer 74 benötigt lediglich eine Ausgangsleitung, die auf ein hohes Potential ansteigt, wenn immer sich der Digitzähler 70 in der Zählstellung 20, mit DC = 20 bezeichnet, befindet. Der DC = 20-Ausgang des Dekodierers ist mit dem Tor 64 verbunden, so daß das Tor 64 Impulse vom Geber 60 zum Sequenzzähler 68 nur dann durchläßt, wenn der Digitzähler 70 sich in der Zählstellung 20 befindet. Das Tor 66 ist mit dem Ausgang des Dekodierers 74 über einen Inverter 76 verbunden, wodurch das Tor 66 geöffnet ist, wenn immer sich der Digitzähler in einer Zählstellung befindet, die von der Zählstellung 20 verschieden ist. Der Kreis 76 ist mit DC φ 20 bezeichnet. Mit anderen Worten, Sequenzimpulse werden erzeugt, wenn sich der Digitzähler in der Stellung 20 befindet, und Digitimpulse werden erzeugt, wenn der Digitzähler sich nicht in der Stellung 20 befindet.

Die Ausgangsleitungen der Dekodierer 72 und 74 sind mit einem logischen Kreis 78 verbunden. Der logische Kreis 78 tastet die Digits, die sich im Befehlsteil des Befehlsregisters 50 befinden, die Digits, die sich im Kennzeichnungsteil des /B-Registers 16 und des A -Registers 38 befinden, und den Zustand des 5i7T-Kippkreises 35, der mit dem Addierwerk 34 verbunden ist, und das Vorhandensein eines Dezimalträgers, ausgehend vom Addierwerk 34, ab. Der logische Kreis tastet das Fortschalten des Sequenzzählers 68 ab und kann gemäß des auszuführenden Befehls, der durch die Digits im Befehlsteil des C-Registers 50 eingestellt wird, den Digitzähler 70 auf jeden von 20 verschiedenen Wert bei jedem Schaltschritt des Sequenzzählers einstellen. Dies unterbricht den Sequenzzähler, bis der Digitzähler mittels Digitimpulse auf Null zurückgestellt ist. Die Einstellung des Digitzählers erfolgt über einen Einstellkreis 80, welcher als Diodenmatrix ausgebildet sein kann, welche Dezimalangaben in binäre Angaben umsetzt. Der Einstellkreis 80 weist in jeder Leitung, die zum Digitzähler 70 führt, Tore auf, mittels welcher jeder der Kippkreise im Digitzähler 70 auf einen

Wert eingestellt werden kann, der einem Dezimaldigit unterhalb 20 entspricht. Dies erfolgt in Übereinstimmung mit einem Sequenzimpuls, der dem Einstellkreis 80 zugeführt wird. Dadurch ist es mittels des logischen Kreises 78 möglich, irgendeine Anzahl von Digitimpulsen zwischen je einem Sequenzimpulspaar zur Steuerung des Rechners zu erzeugen.

Zusätzlich zur Steuerung der Sequenz- und Digitimpulsfolge für jeden Befehl steuert der logische Kreis die Tore im Rechner, um die Übertragung von Daten zwischen den verschiedenen Registern und dem Addierwerk zu steuern. In Übereinstimmung mit den Schaltschritten des Sequenzzählers 68 bildet der logische Kreis 78 eine Reihe unterschiedlicher Durchlaßzustände zur Ausführung eines gegebenen Befehls, wobei der Durchlaßzustand für jede Zählstellung des Sequenzzählers 68 für jeden Befehl verschieden ist. Bei jeder gegebenen Einstellung des Sequenzzählers 68 kann dieser unterbrochen werden, und eine vorbestimmte Anzahl von Digitimpulsen kann erzeugt werden, um die Register zu schieben, damit eine Information im Rechner verschoben werden kann.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß bei einer geeigneten Ausbildung des logischen Kreises 78 der Rechner eine Folge von Unteroperationen für jeden Befehl durchführen kann.

Die »Feldauswahl«, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, kann mittels einer Anzahl unterschiedlicher Befehle durch eine geeignete Ausbildung des logischen Kreises 78 durchgeführt werden. Es wird für die Erfindung nicht als notwendig erachtet, den logischen Kreis für mehr als einen Befehl mit Feldauswahl zu beschreiben.

Betrachten wir zuerst die Ausbildung des logischen Kreises für den Speicherbefehl, bei welchem ein Wort im Sammel- oder A-Register 38 zu einer bestimmten Empfangsstelle im Kernspeicher 12 übertragen wird. Entsprechend der in dem beschriebenen Rechner verwendeten Stellenzahl stellen die ersten vier Digits im Befehlswort, ausgehend von rechts, den Empfängerort im Speicher dar. Die nächsten beiden Stellen von rechts nach links stellen den auszuführenden Befehl dar. Die nächsten vier Stellen werden als »Varianten« bezeichnet und können zur Abänderung der Befehlsoperation in besonderen Fällen, beispielsweise zur Durchführung der »Feldauswahl« gemäß der Erfindung, verwendet werden. Die vier Dekadenzähler im Befehlsregister 50, welche die Varianten speichern, sind von links nach rechts mit F₁, F₂, V₃ und F₄ bezeichnet.

Ob überhaupt eine Feldauswahl durchgeführt werden soll, wird durch das Digit des Befehls, der in dem F₃-Zähler des Befehlsregisters 50 gespeichert ist, bestimmt. Wenn das Digit, das in dem Zähler F₃ gespeichert ist, geradzahlig ist, so bedeutet dies, daß der gesamte elfstellige Operand, welcher durch die Befehlsadresse besonders bezeichnet ist, im Rechner behandelt wird. Wenn der F₃-Zähler ein ungeradzahliges Digit enthält, so bedeutet dies, daß eine Feldauswahl einer Gruppe von zehn Digits oder weniger aus dem gesamten Wort vorzunehmen ist. Im letzteren Fall werden die Digits in den Zählern V₁ und F₂ dazu verwendet, den Beginn und die Datenmenge der Datenübertragung festzusetzen.

Der Ausdruck »im Feld« bezieht sich im folgenden auf die Gruppe von Digits, die durch die Varianten in den Zählern F₁ und F₂ ausgewählt ist. Der Ausdruck »außerhalb des Feldes« bezieht sich auf alle anderen Digits, die entweder rechts und/oder links von den Felddigits stehen können.

Üblicherweise wird die Position der Digits in einem Register wie folgt bestimmt: Der erste Zähler links wird als der Kennzeichnungszähler bezeichnet und speichert das Kennzeichnungsdigit des Wortes. Die verbleibenden Zähler eines jeden Registers und die entsprechenden Digits des gespeicherten Wortes werden von 1 bis 10, und zwar von links nach rechts,

ίο numeriert. Wenn das erste Digit am rechtsseitigen Ende des Feldes das Digit in der Position acht des Wortes ist, so wird beispielsweise das Digit acht in dem Zähler F₁ gespeichert. Wenn das erste Digit im Feld das Digit in der Position zehn ist, wird eine Null in dem Zähler F₁ des Befehlsregisters gespeichert. Eine Null bedeutet in diesem Fall eine Zehn. Wenn das Feld, also die Datenmenge, aus fünf Digits besteht, wird eine Fünf in dem Zähler F₂ des Befehlsregisters 50 gespeichert, und wenn es aus zehn Digits besteht, wird eine Null in dem Zähler F₂ gespeichert. In diesem Fall bedeutet eine Null eine Zehn. In F i g. 3 ist der logische Kreis 78 im einzelnen dargestellt. Das Bezugszeichen 82 stellt einen Kippkreis dar, welcher am Ende einer jeden Operation durch einen Impuls OC beaufschlagt wird. Unter normalen Bedingungen führt der Rechner alternativ einen Lesevorgang durch, bei welchem ein Befehl aus dem Speicher abgerufen und dem Befehlsregister 50 zugeführt wird, und eine Ausführungsoperation, wobei der Befehl, der im C-Register gespeichert ist, ausgeführt wird. Ist der Lesevorgang beendet und ein Speicherbefehl zu dem C-Register 50 übertragen worden, so ist der Ausführungskreis 82 in seinen stabilen Zustand umgeschaltet und ruft die Ausführung des Befehls auf.

Die Befehlsworte im C-Register 50 werden von einem Befehlsdekodierkreis 112 abgetastet, welcher als üblicher Binär-Dezimal-Umwandler ausgebildet sein kann und mittels welchem die binärkodierten Digits in den beiden Befehlszählern abgetastet werden und welcher eine von hundert Ausgangsleitungen auf ein hohes Potential bringt. Mit dem Befehl im Befehlsregister, welcher einen Speichervorgang hervorruft, wird eine Ausgangsleitung 84 entsprechend dem Speicherbefehl auf ein hohes Potential gebracht. Ein logischer Undkreis 86 wird erregt, wenn das Speicherkommando durch den Befehlsdekodierkreis 112 und der Ausführungsvorgang durch den Ausführungskreis 82 aufgerufen ist.

Der erste Vorgang, den der logische Kreis 78 zur Durchführung des Speicherbefehls ausführen muß, ist, den Operanden vom bezeichneten Empfängerort des Kernspeichers 12 in das IB-Register 16 zu übertragen. Zu diesem Zweck wird ein logischer Undkreis 88 vom Ausgang des Undkreises 86 und von der 5C=0-Leitung des Dekodierers 72 erregt. Auf diese Weise wird während der Anfangsstellung des Sequenzzählers 70 der Ausgang des logischen Undkreises 88 auf eine hohe Spannung während der Durchführung des Speicherbefehls gebracht. Diese wird verwendet, um das Tor 54 zu öffnen, wodurch die Empfängerdigits im C-Register 50 durch den nächsten Sequenzimpuls zum AB -Register 14 des Speicherkreises 10 übertragen werden. Gleichzeitig ist das Tor 18 geöffnet, so daß der gleiche Sequenzimpuls den Kernspeicher 12 derart einstellt, daß gelesen werden kann. Der gleiche Sequenzimpuls schaltet den Sequenzzähler in die nächste Stellung weiter.

Befindet sich der Sequenzzähler in der nächsten Zählstellung, so steht an der Leitung 5C=I ein hohes Potential an. Dieses wird durch einen logischen Undkreis 90 zusammen mit dem Ausgang vom Undkreis 86 abgetastet. Der logische Undkreis 90 öffnet das Tor 20, wodurch der nächste Sequenzimpuls den ausgewählten Operanden parallel zu allen Zählern des /B-Registers 16 verschiebt. Derselbe Impuls schaltet den Sequenzzähler weiter, so daß die Leitung 5C=2 des Dekodierers 72 eine hohe Spannung erhält. Dadurch wird zusammen mit dem Ausgang des logischen Undkreises 86 ein logischer Undkreis 92 erregt. Der Ausgang des logischen Undkreises 92 führt zum Tor 19 im Speicher 10 und führt ferner zur Einstelleitung 10 des Einstellkreises 80. Der nächste Sequenzimpuls, der durch das Tor 19 hindurchgeht, stellt den Kernspeicher 12 in eine Aufnahme-stellung ein, und der Zähler 70 wird in die DC = 10-Stellung geschaltet. Der Sequenzimpuls schaltet den Sequenzzähler 68 in die SC=3-Stellung.

Wenn sich der Zähler 70 in der Zählstellung 10 befindet, werden zehn Digitimpulse erzeugt, denen der nächste Sequenzimpuls folgt, es wird also eine Gruppe von elf Pulsen gebildet. Diese elf Impulse werden verwendet, um das Wort im A -Register 38 zum /B-Register 16 zu übertragen, von welchem das Wort parallel zum Kernspeicher 12 übertragen wird. Zu diesem Zweck ist die 5C=3-Leitung des Dekodierers 72 an einen logischen Undkreis 96 zusammen mit dem Ausgang des logischen Undkreises 86 angeschlossen. Der logische Undkreis 96 ist mit dem Kippkreis in dem F₃-Zähler des C-Registers 50 verbunden, welcher den niedrigsten Befehlsbit speichert, um zu bestimmen, ob der in dem F₃-Zähler gespeicherte Digit gerad- oder ungeradzahlig ist. Wenn dieser Digit geradzahlig ist, erhält eine Leitung F₃-I = O vom niedrigsten Befehlskippkreis eine hohe Spannung, welche dem logischen Undkreis 96 zugeführt wird. Dadurch erhält der Ausgang des logischen Undkreises 96 eine hohe Spannung nur dann, wenn bei dem Speicherbefehlsvorgang keine Feldauswahl erforderlich ist.

Der logische Undkreis 96 öffnet, wenn die oben angegebenen Bedingungen erfüllt sind, das Tor 42 zur Zuführung eines Schrittimpulses zum A -Register 38. Er öffnet ebenfalls das Tor 47 für den Durchgang der Digits aus dem ^4-Register 38 zum .Y-Eingang des Addierwerks 34. Er öffnet ferner das Tor 57, welches einen Umlauf des im ^-Register 38 gespeicherten Wortes ermöglicht. Es wird auch das Tor 26 geöffnet, um einen Schrittimpuls dem /B-Register 16 zuzuführen, und das Tor 44, um Daten vom Z-Ausgang des Addierwerks 34 dem Eingang des /B-Registers 16 zuzuführen.

Die zehn Digitimpulse und der folgende Sequenzimpuls schieben die Register 38 und 16 elfmal, wodurch die elf Digits vom A-Register 38 in das /B-Register 16 durch das Addierwerk 34 übertragen werden. Das Addierwerk 34 weist keinen Speicher auf und enthält eine Zeitverzögerung, welche geringer ist als das Impulsintervall. Auf diese Weise kann der Impuls, der die Information aus dem A -Register 38 herausschiebt, verwendet werden, um das /B-Register 16 zu schieben, so daß das Digit in der Kennzeichnungsposition des /B-Registers 16 gespeichert werden kann. Der elfte Impuls, ein Sequenzimpuls, schiebt den Sequenzzähler 68 in die SC=4-Stellung.

Ein logischer Undkreis 98 tastet ab, daß der Sequenzzähler sich in der 5C=4-Position befindet und daß der Ausgang des logischen Undkreises 86 und die F₃-l=0-Leitung von dem Zähler F₃ unter Spannung stehen. Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, öffnet der Ausgang des logischen Undkreises 98 das Tor 21 im Speicherkreis 10, wodurch die im /B-Register 16 gespeicherten Digits im Kernspeicher aufgenommen werden. Der Ausgang des logischen Undkreises 98 öffnet ferner ein Tor 102 für den Durchgang des nächsten Sequenzimpulses, welcher als Operationsabschlußimpuls OC wirkt. Dieser Impuls wird unter anderem im Rechner dazu verwendet, den Kreis 82 zurückzuschalten, um den nächsten Befehlsentnahmevorgang auszulösen und um den Sequenzzähler 70 auf Null zurückzuschalten.

Wenn die Variante in dem Zähler F₃ ungeradzahlig ist, zeigt dies an, daß eine Feldauswahl stattfinden soll, und zwar mit dem Beginn des Feldes, welches durch das Digit in dem Zähler V₁ dargestellt ist, und über eine Feldlänge bzw. Datenmenge, die durch das Digit in dem Zähler F₂ dargestellt ist. Die Betriebsweise ist für die 5C=0-,l-und-2-Position die gleiche wie oben beschrieben. Wenn jedoch der Sequenzzähler die SC-Stellung erreicht hat, wenn der Zähler F₃ mit einem ungeradzahligen Digit geladen ist, steigt der Ausgang des logischen Undkreises 96 nicht auf ein hohes Potential. Ein logischer Undkreis 104 greift entsprechend der Beaufschlagung durch die SC=3-Leitung vom Dekodierer 72 und durch den Ausgang des logischen Undkreises 86 den Zustand der F₃- l = l-Leitung von dem Zähler F₃ ab.

Der Ausgang des logischen Undkreises 104 öffnet die Tore 26, 42, 47 und 57. Auf diese Weise wird dem /B-Register 16 und dem A -Register 38 ein Schrittimpuls zugeführt. Weiterhin wird dem ^-Register 38 durch die Öffnung des Tores 57 ein Umlauf ermöglicht, und eine Datenmenge wird dem Addierwerk 34 durch das Tor 47 zugeschoben. Solange die Digits, die aus dem ,4-Register herausgeschoben werden, sich außerhalb des Feldes befinden, ist es erwünscht, daß das Tor 44 geschlossen bleibt, so daß keine Daten aus dem Addierwerk in den Eingang des /B-Registers 16 geschoben werden können. Zur gleichen Zeit ist es wünschenswert, daß das Tor 51 offenbleibt, so daß das /B-Register 16 umlaufen kann.

Um zu ermitteln, ob die Digits, die aus dem A-Register 38 herausgeschoben werden, sich innerhalb oder außerhalb des Feldes befinden, ist einlogischer Undkreis 106 mit jedem Kippkreis des Zählers F₁ verbunden. Der Ausgang des logischen Undkreises 106 hat eine hohe Spannung, wenn sich die Kippkreise in dem Zähler F₁ in der Stellung Null

befinden. Ein Undkreis 108 ist mit dem Ausgang des logischen Undkreises 104 und mit dem Ausgang des logischen Undkreises 106 über einen logischen Oderkreis 111 und einen Inverter 113 verbunden. Ist der Zähler F₁ nicht gleich Null, so steht an dem Ausgang

des Undkreises 106 eine niedrige Spannung an, welche durch den Inverter 113 auf ein höheres Potential gewandelt wird. Dieses hohe Spannungspotential wird durch den logischen Oderkreis 111 dem logischen Undkreis 108 zugeführt. Dadurch befinden sich, wenn der Digit, der in dem F^Zähler gespeichert ist, von Null verschieden ist, was anzeigt, daß das erste Digit im Feld vom Digit in der Position Zehn des Wortes verschieden ist, die Ausgänge vom

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Undkreis 104 und 108 auf einem hohen Potential. Der logische Undkreis 108 öffnet das Tor 51, wodurch das /B-Register 16 gezwungen wird, umzulaufen, und zwar infolge des ersten Digitimpulses, das durch die Einstellung des Digitalzählers auf zehn zur SC=2-Zeit erzeugt wird.

Der Ausgang des logischen Undkreises 108 ist mit einem Tor 114 verbunden, welches in geöffneter Stellung Sequenz- und Digitimpulse vom Taktgeber durchläßt. Die vier Kippkreise des Zählers F₁ sind derart eingerichtet, daß sie bei Zuführung eines Zählimpulses wie ein Dezimalzähler wirken. Wenn vier Kippkreise in einem einfachen Kettenkreis geschaltet sind, kann bekanntlich der Kreis zuzählen oder abzählen, und zwar entsprechend den Impulsen, die einem Kippkreis zugeführt werden, und bis zu jedem vorbestimmten Betrag innerhalb des Maximalbereiches, der im Zähler möglich ist (s. hierzu S. 399 des Buches von R. K. Richards, »Digital Computer Components and Circuits«, Ausgabe 1957). Auf diese Weise können die vier Kippkreise, die in dem Zähler F₁ enthalten sind, von Null bis Neun und dann zurück bis Null zählen und zwar infolge der Eingangsimpulse, die durch das Tor 114 hindurchgehen. Auf diese Weise wird, wenn der Anfang des Feldes irgendein anderes Digit als das in der Position zehn ist, der Zähler F₁ bis Neun und dann wieder zurück bis Null zählen. Der logische Undkreis 108 verbleibt für die Anzahl von Digitimpulsen geöffnet, die erforderlich sind, um den Fj-Zähler bis Neun und zurück bis Null zählen zu lassen. Wenn beispielsweise das erste Digit im Feld das Digit ist, das sich in der Position Sieben des Wortes befindet, wird der Zähler V₁ mit einer Sieben als Teil des Befehls geladen. Drei Impulse sind erforderlich, um den Zähler über Neun zurück nach Null zu bringen. Das Umlauftor 51 des /B-Registers 16 und das Tor 114 zur Betätigung des Zählers V₁ bleiben offen, um die ersten drei Digitimpulse durchzulassen.

Nachdem die erforderliche Anzahl von Digitimpulsen durch das Tor 114 hindurchgegangen ist, um den Zähler V₁ zurück auf Null zu bringen, fällt die Ausgangsspannung des logischen Undkreises 108 ab. Hierfür kann irgendeine Anzahl von Digitimpulsen zwischen Null und Neun erforderlich sein. Die Tore 51 und 114 werden geschlossen und stoppen das weitere Zählen des Dekadenzählers und das Umlaufen des /B-Registers 16.

Zur gleichen Zeit wird das Tor 44 geöffnet, so daß das erste Digit am Anfang des Feldes zum Eingang des /.B-Registers 16 vermittels des nächsten Digitimpulses hindurchgehen kann. Das Tor 44 wird durch einen logischen Undkreis 116 gesteuert, der mit dem Ausgang des logischen Undkreises 104 verbunden ist. Der logische Undkreis 116 ist ferner mit dem Ausgang des logischen Undkreises 106 verbunden, so daß er abtastet, wenn der Zähler V₁ bis Null gezählt hat. Der logische Undkreis 116 ist weiterhin mit dem Ausgang des logischen Undkreises 118 verbunden, und zwar über einen Inverter 120 und einen logischen Oderkreis 121. Der logische Undkreis 118 tastet die Betriebsstellung des Zählers V₂ ab und liefert eine hohe Ausgangsspannung, wenn der Zähler V₂ Null ist. Der Ausgang des Inverters 120 weist eine hohe Spannung auf, wenn der Zähler V₂ ein anderes Digit als Null speichert, was anzeigt, daß die Datenmenge von Null verschieden ist.

Der Zähler F₂ ist in der gleichen Weise wie der Zähler F₁ als Dezimalzähler ausgebildet. Der Dekadenzähler F₂ ist jedoch derart ausgebildet, daß er abhängig von den Impulsen abwärts und nicht aufwärts zählt. Die Impulse werden über ein Tor 122 zugeführt, welches über den Ausgang des logischen Undkreises 116 geöffnet wird.

Wie oben ausgeführt, wird das Digit, das die Anzahl der Digits im Feld anzeigt, in dem Zähler F₂ gespeichert. Wenn beispielsweise eine Drei in dem

ίο Zähler F₂ gespeichert ist, sind drei Impulse erforderlich, damit der Zähler bis Null herabzählt. Wenn der Zähler F₂ bis Null herabgezählt hat, wird das Tor 122 durch den logischen Undkreis 116 geschlossen. Die drei Impulse, welche den Zähler F₂ herabzählen, ermöglichen es jedoch auch drei Digits, entsprechend der Datenmenge, durch das offene Tor 44 vom Ausgang des Addierwerks 34 zum Eingang des /B-Registers 16, übertragen zu werden.

Wie bereits ausgeführt, zeigt die Null in dem Zähler F₂ eine Zehn an, was bedeutet, daß die Datenmenge zehn Digits ist. Eine anfängliche Null im Zähler F₂ würde jedoch den logischen Undkreis 116 am Schalten hindern. Da eine anfängliche Null als eine Datenmenge von zehn Digits ausgelegt werden kann, ist ein logischer Kippkreis 123 vorgesehen, dessen Anfangseinstellung mittels eines OC-Pulses auf seinen Nullzustand erfolgt. Dieser Zustand wird durch den logischen Undkreis 116 über den logischen Oderkreis 121 abgetastet. Wenn nun der Ausgang des Inverters 120 niedrig ist, da der Zähler F₂ den Wert Null hat, vermittelt der Kippkreis 123 dem logischen Undkreis 116 eine hohe Spannung. Die ersten Impulse, die durch das Tor 122 hindurchgehen, schalten den Zähler F₂ in die Position Neun und betätigen den Kippkreis 123. Nachdem der zehnte Impuls durch das Tor 122 hindurchgegangen ist, befindet sich der Zähler F₂ wieder auf Null, und da der Kippkreis 123 umgeschaltet wurde, sinkt die Ausgangsspannung des logischen Oderkreises ab. Dadurch werden die Tore 44 und 122 geschlossen, wodurch eine Übertragung von Digits verhindert wird, die sich außerhalb des Feldes befinden.

Wenn der Zähler F₂ bis Null heruntergezählt hat, geht die Ausgangsspannung des logischen Undkreises 118 in die Höhe. Diese wird über den logischen Oderkreis 111 dem logischen Undkreis 108 zugeführt. Dadurch wird das Umlauftor 51, welches mit dem /B-Register 16 verbunden ist, geöffnet, wodurch ein Umlauf der im /B-Register 16 verbleibenden Digits des ursprünglich aus dem Kernspeicher 12 in diesem gespeicherten Wortes erzwungen wird. Da das Tor 114 noch geöffnet ist, ist eine Weiterschaltung des Dekadenzählers F₁ ohne Wirkung, da der Dekadenzähler F₂ Null und der Kippkreis 123 noch nicht zurückgestellt sind. Aus diesem Grund kann bei diesem Betrieb nichts noch einmal wirksam werden, bis ein Endimpuls erzeugt wird.

Die Feldauswahl ergibt sich gemäß der vorstehenden Beschreibung aus einer Auswahl von Digits im Feld, die vom ^-Register 38 zum /B-Register 16 übertragen werden. Alle anderen Digits im Befehlswort, welches im /B-Register 16 gespeichert ist, verbleiben in diesem durch die Wirkung des Umlaufs der Digits, die sich außerhalb des Feldes befinden.

Das erste Digit im Feld, das vom /!-Register zum /B-Register .übertragen wird, ist durch das Digit bestimmt, das im Zähler F₁ gespeichert ist, und die Anzahl von Digits, die im Feld vom /!-Register 38

im /B-Register 16 übertragen werden, wird durch is Digit bestimmt, das im Zähler F₂ gespeichert ist.

Nach zehn Digitimpulsen schaltet der nachfolgende iquenzimpuls den Sequenzzähler in die SC=4-Steling. Diese wird durch einen logischen Undkreis 124 Dgetastet, welcher mit der F₃-I — 1-Leitung ebenfalls erbunden ist, um abzutasten, daß die Feldauswahl iattfindet. Er ist ebenfalls mit dem Ausgang des logiihen Undkreises 118 verbunden, um festzustellen, aß der Zähler F₂ auf Null zurückgezählt hat, was nzeigt, daß die ganze aufgerufene Datenmenge im ß-Register 16 gespeichert ist. Wenn alle diese Beingungen erfüllt sind, öffnet der Ausgang des logichen Undkreises 124 die Tore 21 und 102, wodurch er nächste Sequenzimpuls das im /5-Register 16 espeicherte Wort an einer vorbestimmten Stelle des Iernspeichers 12 speichert und einen Endimpuls rzeugt.

Ein logischer Undkreis 126 tastet die gleichen Beiebsstellungen wie der logische Undkreis 124 ab, idoch mit der Ausnahme, daß dieser mit dem logichen Undkreis 118 über den Inverter 120 verbunen ist. Dadurch liefert der logische Undkreis 126 inen Ausgang mit hohem Potential, wenn der Zähler \ nicht auf Null herabgezählt hat. Dieser Ausgang lird verwendet, um Alarm auszulösen, welcher an-2igt, daß durch irgendeinen Fehler das spezielle feld sich über das Kennzeichen des Wortes hinaus fstreckt.

Die Zähler bilden ein zweckdienliches Mittel zur inzeige, daß Digits eines Wortes sich innerhalb des feldes oder außerhalb des Feldes befinden. Wenn bide Zähler nicht gleich Null sind oder beide Zähler ,!eich Null sind und der logische Kippkreis 123 einstellt ist, verläuft der Vorgang äußerhalb des ausgewählten Feldes. Wenn aber der Zähler V₁ gleich Null ist und der Zähler F₂ nicht gleich Null ist, verläuft der Vorgang innerhalb des Feldes. Bei Verwendung der Zähler F₁ und F₂ mit einem Befehlswort, bei welchem eine Feldauswahl erwünscht ist, kann der logische Kreis für dieses Befehlswort derart ausgebildet sein, daß er die möglichen Betriebsstellungen der Dekadenzähler F₁ und F₂ abtastet und die Operation des Rechners entsprechend steuert.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für taktgesteuerte Rechenmaschinen zur Übertragung von Daten von einem Umlaufregister zu einem Speicher, wobei die Datenübertragung von einem aus mehreren Teilen bestehenden Befehlswort eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Datenübertragung durch einen ersten Zähler (F₁), der die Anfangsadresse innerhalb der Datenmenge im Umlaufregister angibt und durch einen ersten Teil des Befehlswortes geladen wird, und die Datenmenge dieser Übertragung durch einen zweiten Zähler (F₂) gesteuert wird, der die Länge des zu übertragenden Bereichs angibt und der durch einen zweiten Teil des Befehlswortes geladen wird.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des ersten und zweiten Zählers (F₁, F₂) durch einen dritten

Zähler (F₃) dann erfolgt, wenn nur ein Teil der im Umlaufregister gespeicherten Datensumme übertragen werden soll.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 331 262.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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