DE1449375A1 - Assoziative Wortspeichervorrichtung - Google Patents

Assoziative Wortspeichervorrichtung

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DE1449375A1 DE19631449375 DE1449375A DE1449375A1 DE 1449375 A1 DE1449375 A1 DE 1449375A1 DE 19631449375 DE19631449375 DE 19631449375 DE 1449375 A DE1449375 A DE 1449375A DE 1449375 A1 DE1449375 A1 DE 1449375A1
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    • G11C15/00Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores
    • G11C15/06Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores using cryogenic elements

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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
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Description

  • Assoziative Wortspeichervorrichtung Die Erfindung betrifft eine logische Schaltungsanordnung, welche für die Zwecke der Vdiedergewinnung von Informationen Anwendung findet.
  • Für datenverarbeitende Maschinen hoher Gesc""2windigkeit ist die Anwendung assoziativer Speichervorrichtungen, d.h. Speichervorrichtungen, bei denen die Entnahme eines Speicherinhaltes auf Korrelationsentscheidungen von Zeichengruppen beruht, wünschenswert. Line Speichervorrichtung, die hinreichend allgemein verwendungsfähig ist, muß die folgenden Eigenschaften haben: 1. Die hänge einer jeden Zeichengruppe eines Wortes in Bit ausgedrückt, muß unterschiedlich sein können; 2. Die Lage einer solchen Gruppe innerhalb eines Wortes mu13 unterschiedlich sein können; 3. Die Abfragung einer Gruppe innerhalb des Wortes muß unterdrückt werden. können, wenn die Abfragung einer anderen Gruppe des- v@ortes erfclgt. Derartige assoziativ arbeitende Speichervorrichtungen, welche auf Supraleitfähigkeit beruhende Speicherelemente (cryogene Schalterelemente) verwende4 ist in der deutschen Patentanmeldung I 20 431 IX/42m der Anmelderin beschrieben. Bei vielen Problemen, die auf der Wiedergewinnung von Informationen beruhen, wird ein in der datenverarbeitenden Maschine zur Verarbeitung gelangendes Informationswort in mehrere Gruppen unterteilt, von denen jede Gruppe eine besondere Information bildet. Beispielsweise kann in einem Radargerät das für das Echosignal maßgebliche Informationswort, wenn es sich um ein dreidimensionales Radargerät handelt, die nachfolgenden Gruppen umfassen Entfernung, Höhenwinkel, Azimut)iwinkel, und Lage des Radargerätes. Wenn die Radardaten in Korrelation gebracht werden sollen mit extrapolierten Daten eines die Bahn berechnenden Systemes, so muß dzie Assoziation, d:h. in Korrelation bringen, in allen drei Dimensionen erfolgen. Dies kann innerhalb gewisser Grenzen durch Anwendung einer üblichen assoziativen Speicheranordnung erfolgen. Für jedes Radarsignal indessen, muß jede Informationsgruppe (Entfernung, Azimüt und Höhe) unabhängig in Korrelation gebracht werden, was zwei Operationen pro Informationsgruppe, d.h. insgesamt 6 Operationen umfaßt. Wenn 'ein derartiges Problem, d.h. eine Assoziation.
  • einer Mehrzahl Gruppen auftritt, ist es wünschenswert, gleichzeitig die Assoziation sämtlicher Gruppen vorzunehmen, um eine hehe Geschwindigkeit zu erzielen. Die Verwendung logischer Schaltkreise in einem assoziativ arbeitenden Speicherwerk erlaubt die gleichzeitige Korrelation von Entfernung und Azimut,und Höhe eines Radareignalea mit denjenigen sämtlicher gespeicherter und extrapolierter Bahndaten. Auf diese Weise kann innerhalb bestimmter Grenzen ein Hadareohosignal in Korrelation mit den Daten einer Bahn in zwei Abfragevorgängen gebracht werden: Andere Aufgaben, bei denen es sich um Unterscheidung von Atrappen handelt, können mehr als drei Informationsr gruppen umfassen. Es könnte die Anzahl der gemessenen Parameter bis zu 10 betragen und der Assoziationsprozess würde 10 Abfrggevorgänge umfassen, wenn er gruppenweise sich abwickeln würde. Eine gleichzeitige eine Vielzahl Gruppen umfassende Assoziation wäre unter Anwendung logischer Verbindungskreise möglich, und dadurch könnte da6 Problem auf die Durchführung eines Korrelationsvorganges beschränkt werden. Bei einer anderen denkbaren Ausführungsform wird auf einen gespeicherten'Katalog zurückgegriffen.
  • Jedes Wort in dem Katalog besteht dann aus einer Adressenzahl und 10 beschreibenden Faktoren. Diese charakterisierenden Faktoren können Gruppen gleicher Bitlänge bilden; aber die Gruppe, in der sich ein bestimmter Faktor befindet, ist an sich nicht bekannt, weil die Bedienungsperson, welche die Verteilung der Faktoren auf das Register vornimmt, solche Faktoren verschieden verteilen kann. Die Suche einer bestimmten Aufzeichnung der Tabelle würde erfordern, daß jede Gruppe getrennt abgefragt wird, im schlimmsten Falle wären 55, d.h. (10 -t- 9 a- 8.-..) verschiedene Abfragungen erforderlich, um die gewünschte Aufzeichnung festzustellen. Die Anwendung eines gleichzeitig mehrere Gruppen assoziierenden Verfahrens würde die Anzahl Abfrageschritte auf 10 reduzieren.
  • Um gleichzeitig mehrere Gruppen, wie vorstehend erörtert wurde, in Korrelation zu bringen, ist bereits eine logisehe Und- bzw. Oder-Schaltungen benutzende Schaltungsanordnung entwickelt worden, die mit einem assoziativen Informationsregister arbeitet. Durch geeignete Auswahl eines Und/Oder-Registers kann man eine auf eine Mehrzahl Gruppen sich beziehende Auswahl treffen, die-Und-Funktionen oder Oder-Selektionen mehrerer Gruppen umfassen. Ein solches logisches auf Und-Funktionen und Oder-Funktionen beruhendes System verwendet Kryotronkreise zu dem Zwecke, vergleichbar zu sein mit assoziierenden Speichervorrichtungen, die Kryotronstufen verwenden. Derartige kryogene Schaltelemente sind-in dem amerikanishen Patent 2 832 897 behandelt und sind auch in der vorstehend angeführten deutschen Patentanmeldung zur Anwendung vorgesehen, wobei es sich um die Ausnützung von supraleitfähigen Erscheinungen für die Zwecke der schnellen Umschaltung von Torstufen handelt. Eine derartige T&tufe besteht aus einer Tantalschicht oder Niobschicht oder einem anderen vom Gesichtspunkt der Supraleitfähigkeit als weich zu behandelnden Material im Zusammenwirken mit einem Steuerelement, welches aus einem Material besteht, das vom Gesichtspunkt der Supraleitfähigkeit als hart zu bezeichnen ist. Wenn der steuernde Strom in einem Steuerelement einen bestimmten kritischen Wert des Magnetfeldes der. Torstufe überschreitet, nimmt letztere Widerstandsverhaltenlan, so daß der zuvor in der Torstufe fließende Strom auf einen anderen Stromzweig übergeleitet wird. Derartige auf Supraleitfähigkeit beruhende Torstufen werden -auch bei den grundsätzlichen, im Rahmen der Erfindung zur Anwendung gelangenden und Und- bzw. Oder-Funktionen ausübenden logischen Schaltstufen verwendet. Im allgemeinen sind die in einem Speicherwerk gespeicherten Worte in einer Anzahl Gruppen unterteilt und für den vorliegenden Fall soll der Einfachheit halber zunächst angenommen werden, daß jedes Wort in vier Gruppen unterfällt. Jede Gruppe kann irgendeine Anzahl Bitstellen umfassen und zur größeren Einfachheit soll im nachfolgenden angenommen werden, daß jede Gruppe drei Bitstellen aufweist. Falls gewünscht, kann eine Gruppe aus drei Bits, 6 Bits oder irgendeiner Anzahl Bitkombinationen bestehen. Ein sich auf mehrere Gruppen erstreckender Suchvorgang wird dadurch durchgeführt, daß gleichzeitig ein Vergleich sämtlicher Worte des Speicherwerkes mit den Worten stattfindet, die auf einem Abfrageregister in Erscheinung treten. Die Anzahl Worte, die mit dem Abfrageregister verglichen. werden, kann größer sein als das Wort des Abfrageregisters oder kleiner oder gleich demselben. Eine Und/Oder logische Schaltstufe wird vor der Durchführung eines gleichzeitigen, eine Mehrzahl Gruppen umfassenden Assoziationsvorganges durchgeführt, so daß das Ausgangssignal einer derartigen Assoziationsstufe anzeigt, ob die Gruppen einem Und-Vorgang oder einem Oder-Vorgang unterworfen wurden. Eine Gruppe kann aus einer beliebigen Zahl Wortteilen bestehen und durch die Anwendung eines Gruppenauswählregisters'kann eine Auswahl vollständig durchgeführt werden. Eine Gruppe kann einen Wortteil umfassen oder es kann sich auch um das ganze Wort handeln oder um eine Kombination mehrerer Wortteile. Ein wesentlicher zu beachtender Gesich=tspunkt ist, daß eine Gruppe nicht einen festen Umfang hat und daß alle Gruppen nicht gleiche Bitlänge haben. Die Erfindung betrifft eine Und- Oder logische Schaltungsanordnung für ein assoziativ arbeitendes Speicherwerk. Insbesondere handelt es sich dabei um die Anwendung kryogener Schaltelemente.
  • Die Erfindung gestattet insbesondere durch Anwendung der erfindungsgemäßen Und- Oder-Stufe die Abfragung ° von Gruppen unterschiedlicher Bitlänge.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit en der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig. 1a und Fig. 1b ein Blockschaltbild einer logischen Und-Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung; Fig. 2a und Pig. 2b ein Blockschaltbild einer lo-gischen Oder-Sehaltungeanordnung gemäß der Erfindung; Fig. 3 ein Schaltbild einer die Anwendung kryogener Schaltelemente vorsehenden logischen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 und Fig.2; Fig. 4 ein Befehlswort umfassend Befehlsbits für die Auswahl einer bestimmten logischen Schaltungsweise. Bei dem in Pig-. 1 und Fig. 2 gezeigten Blockschaltbild eines Speicherwerkes mit zugehörigen logischen Schaltstufen sind nur zwei der vielen Wortregister, nämlich die Register R1 und R2, gezeigt und das Abfrageregister umfaßt die bistabilen Schaltelemente 100, 'l01.....102, wobei der Bit 100 die höchste Bitstelle in dem Abfrageregister darstellt und der Bit 102 die niedrigste Bitstelle. Ein Au$blendregister (mask register) hat dieselbe Anzahl Bitstellen wie das Abfrageregister und BitBtellen des Wertes 1 im Ausblenätegister bewirkest automatisch, daß ein tiergleich in den beteeffenden Bitstellen sämtlicher Wörtregieter stattflüden kann., Unabhängig davon, was der Inhalt des Abfrageregisters in diesen Stellen ist. ,, Ein Bit 0 in der Bitstelle des Ausblendregisters bewirkt, " daß ein Vergleich einer Bitstelle in dem Wort-Register mit der entsprechenden Bitstelle den Abfrageregisters stattfindet. Auf diese Weise ergibt sich, daß die Bits 1 in den Bitstellen 103 und 104 des Ausblendregisters zur Folge haben, -daß die Bitstellen 105 und 106 des ersten Wortes und die Bitstellen 107 und 108 des zweiten Wortes ausgeblendet werden oder l'og'isch gleich in entsprechenden Bits im Abfrageregister sind.
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel bilden die Bitgruppen 1 - 3 die Gruppe A und die Bits 4-9 die Gruppe B, wobei zu beachten ist, daß die Gruppe B auch in zwei. , Gruppen gespalten werden kann; die Bits 10 bis -12--,bi 1d2.
  • die Gruppe C und die Bits 13 bis 15 die»Gruppe D. Das; Und- Oderregister 109 bestimmt, ob die beiden Gruppen mittels einer Und-Beziehung verbunden werden sollen oder ob eine Oder-Beziehung aneinanderstoßende Gruppen.verbinden soll. Bistabile Bitstellen.110_, 111, 112 und 113 des Gruppenauswahlregisters 109° könneh entweder den Zustand Null oder den Zustand 1 haben. Ein Bit 0 in der Stelle 110 hat zur Folge, daß die entsprechende logische Schaltstufe 114 umgangen.wird oder außer Tätigkeit gesetzt wird.; wenn jedoch eine Bitstelle des Gruppenauswählregisters den Zustand 1 hat, was beispielsweise für _die .. ,-Stelle 113 gezeigt ist, so wird die entsprechende-log.s@he:-Sehaltstufe 115 in Tätigkeit gesetzt und zeigt-die Gruppe an, bei der der Und Auswählvorgang stattfinden soll. Im -. vorliegenden Beispiel ist das Ausblendregi:ster so eingestellt, daß die Gruppen A und C bei dem Suchvorgang ohne Interesse sind, während zur Durchführung des Suchvorganges die Gruppe B einem Und-Vorgang mit der Gruppe D zu unterwerfen- ist-. Ein .Größenwählregister, 116 bestimmt, ob die.Gruppe in einem bestimmten Wort größer, gleich oder kleiner als die entsprechende Gruppe des Abfrageregisters sein soll.
  • Zu Beginn eines Suchvorganges wird, um die gewählten Suchbedingungen zu erfüllen, das Abfrageregister mit einem entsprechenden logischen Wort angefüllt. Es wird dann das Ausblendregister angefüllt, um zu bestimmen, welche Gruppen bei dem Suchvorgang interessieren. Das Und/Oderregister wird so angefüllt, daß-es bestimmt, ob ein Undvorgang oder ein Oder-Vorgang durchgeführt werden soll. Es wird dann das Größenwählregister 116 in Tätigkeit gesetzt, um zu bestimmen, ob bei einem nachfolgenden Vergleichsbefehl man Gruppen in einem Wort des Speicherwerkes finden will, die höher, niedriger oder gleich den entsprechenden Gruppen sind, welche in das Abfrageregister eingegeben wurden.
  • Im dargestellten Beispiel der Fig. 1 ist verlangt, daß die Gruppe H und die Gruppe D größer oder gleich dem Inhalt des Abfrageregisters sein sollen. Logisch betrachtet ist. die Bedingung zu erfüllen (B>IR) (D,> IR) . Wenn das Und%der Register 109 betätigt wird und die Und-Funktion auswählt, wird Strom auf der Und-Auswahlleitung 11? geleitet, während die Zeitung 118 Strom führt, wenn die Oder-Funktion ausgewählt wird. Die vertikale.heitung 119 veranlaßt die Stufe 115 zur Durchführung einer Und-Funktion, während die Leitung 120 die Schaltstufe 114 zur Durchführung einer Oder-Funktion veranlaßt; Die Leitung 121 bringt die Schaltstufe in den neutralen Zustand, wobei noch später dargelegt werden wird, was unter einem neutralen Zustand zu verstehen ist. Einer jeden logischen Schaltstufe ist eine Größensteuerstufe 122 vorgeschaltet; eine solche Größensteuerstufe dien t dem Zwecke, den auf den Zeitungen 'f23, 124 und-125 auftretenden Strom in die benachbarte logische Schaltstufe 114 zu leiten, wobei ein auf der Zeitung 123 auftretender Strom anzeigt, daß die Gruppe in einem bestimmten Register größer ist als die Gruppe in dem Abfrageregister; die Zeitung 124 führt einen Strom, der anzeigt, daß die Gruppe in ,einem Wort gleich der betreffenden Gruppe in dem Abfrageregister ist und der Strom in der Zeitung 125 bezeichnet, daß die Gruppe in dem Wort geringer ist als die Gruppe in dem Abfrageregister.
  • Da die gewählten logischen Bedingungen verlangen, daß' (B .IR) (D >. IR) sein soll, werden die Bitstellen 1 bis 3 des Feldes A ausgeblendet und die Bitstellen 10 bis 12 des Feldes C. wenn ein Vergleich -stattfindet, fließt ein Strom auf der Leitung 124, da die Ausblendstufe ein Gleichsetzen der verglichenen Gruppe mit der Abfragegruppe bewirkt. Der Strom auf der Zeitung 124 des Wortregisters-.R 1 durchsetzt die logische Schaltet u- . fe 114, da die Bedingung größer oder gleich besteht.
  • Ein solcher Strom findet die logische Schaltstufe 114. im neutralen.Zustand, denn der Bit 0 in der Bitstelle 110 des für die Gruppenauswahl vorgesehenen Registers macht die logische Schaltstufe 114 unwirksam; der Strom wird daher an die erste Bitstufe 126 des Feldes B weitergeleitet. Da die Bits 4 bis 6 der ersten Gruppe genau mit den Bits der Gruppe des Abfrageregisters übereinstimmen, verläuft der Strom auf der Zeitung 124 weiter und wird direkt der Bitstufe 127 in Fig. 1b des ersten Wortes zugeleitet, welche der Bitzahl 7 der Gruppe B entspricht. Der Vergleichsstrom geht dann durch die Bitstelle 127, tritt jedoch an der Zeitung 128, welche "größer als" charakterisiert, -aus, wodurch zur Anzeige gebracht wird, daß die Gruppe B größer als die entsprechende Gruppe in dem Abfrageregister ist. Wenn die Gruppe B geringer gewesen wäre als die entsprechende Gruppe des Abfrageregisters, so würde der Strom, welcher auf der Zeitung 124 erschien, auf die Leitung 129 abgelenkt worden sein und die Größensteuerstufe 122' durchsetzen und auf der ein Verwerfen charakterisiernden Leitung 130 auftreten und aus dem Register an der Ausgangsklemme 131 austreten und einem Abfallstromkreis (sink) zugeführt werden. Bei einer Und-Funktion, wie in Fig. 1a und 1b dargestellt, gelangt der Vergleichsstrom, wenn er einmal auf die dem Verwerfen entsprechende Leitung 130 gelangt ist,. niemals zurück zu einem Vergleich weiterer Gruppen des Speicherwerkes, weil das Versagen der Übereinstimmung einer Gruppe bei. einer logischen Und-Schaltung bereits einen hinreichenden Grund bildet, das gesamte Wort zu verwerfen. Da die Gruppe -3 des Wortes 1 angenommen wird durchläuft es weiter die arößensteuerstufe 1221-und die logiahe Schaltstufe 114'-auf der die Auswah4charakterisierenden Zeitung -131 (accept line) bis es zu der logischen Stufe 115 kommt.
  • Da die Bitstelle des Gruppenauswahlregisters 109', welche zu der Schaltstufe 115 gehört, sich im Zustand 1 befindet und die Und-Schaltung dadurch ausgewählt wurde, läuft der Vergleichsstrom auf der die Auswahl charakterisierenden Accept-Deitung durch die logische Schaltstufe 115 hindurch zwecks Beginn eines Vergleiches der D Gruppe mit den Bits des Abfrageregisters. Dieser Vergleich zeigt, daß die Gruppe D des Wortes 1 geringer ist als die entsprechende Gruppe in dem Abfrageregister, so daß der -Yergleichstrom von dem 14. Bit des ersten Wortes auf der Abfallklemme 131 auftritt. Ein Vergleich des Wortes 2 mit dem Wort des Abfrageregisters erzeugt ein Ausgangssignal auf der die Gleichheit charakterisierenden Zeitung 124' des Wortes 2. Die schaltungsmäßigen Einzelheiten, welche die Arbeitsweise des Blockschaltbildes gemäß Fig. 1 wiedergeben sind in Fig. 3 ,angegeben. Vor der Erörterung der Fig. 3 soll jedoch das logische Blockschaltbild der Fig. 2-erörtert werden, in welcher die Oder-Bedingung(B k IR) + (D > IR) durchgefUhrt wird. Wenn in Fig. 2 für irgendeine Gruppe im Wortregister eine Annahme einer Gruppe erfolgt ist (accept condition) so besteht keine Veranlassung, von der die Annahme der Gruppe charakterisierenden Zeitung 131, 131' wieder abzuweichen ünd es wird das angenommene Wort -auf der,I4atch Indieator Zeitung 150, 150' zur Anzeige gebracht, welohe die Übereinstimmung des gespeicherten Wortes mit dem Abfragewort charakterisiert.
  • In Fig. 9 sind Teile des Und- Oder-Registers 109 und ein Größenwählregister 116 und die logischen Schaltstufen 114, 114' des Blockschaltbildes der Figuren 1 bzw. 2 i dargestellt. Für die Zwecke der Einfachheit sind das Abfrageregister und das Äusblendregister zusammen mit ihren Querverbindungen in.den einzelnen Bitstellen des Speieheregistere.nieht dargestellt und es sind auch nicht die anderen Steuerstufen, welche zur Betätigung des asso-ziativen Speicherwerkes gehören, wiedergegeben, da diese Schaltorgane nicht den Gegenstand der Erfindung bilden. In dieser Beziehung ist es ausreichend festzustellen, daß man bereits früher, die Aufgabe gelöst hat, parallel sämtliche Bitstellen eines assoziativen Speicherwerkes unter .Anwendung eines Abfrageregisters gegebenen Speicherinhaltes abzufragen und die Übereinstimmung in Bitstellen festzustellen und Ausgangsströme auf den Zeitungen 1301, . 1302 oder 1303 $u erhalten, welche zum Ausdruck bringen, daB die verglichenen Bits höher oder deich oder niedriger sind als der entsprechende Bit des Abfrageregisters. Es sind auch geeignete Stromkreise nicht wiedergegeben, die einen Strom auf der Gleichheitsleitung 1302 hervorrufen, wenn eine Bitstelle während des Vergleiches ausgeblendet wird, während diese Bitstelle normalerweise bei dem Vergleichsprozess berücksichtigt würde. Es wird zunächst angenommen, daß das Abfrageregister entsprechend dem zur Anwendung gelangenden logischen Abfragewort geladen wurde und daß das Ausblendregister ebenfalls so geladen wurde, daß die interessierenden Gruppen charakterisiert sind; in diesem Fall werden die Größensteuerstufe 116 und das Und/Oder Register 109 und die logischen Schaltstufen 114, 114' entsprechend den anzuwendenden logischen Entscheidungen gesteuert. Bevor die speziellen Stromkreise, welche diese logische Schaltung bilden, behandelt werden, soll die Aufmerksamkeit auf die Kryotrons 301, 302, 304 und 305 gerichtet werden, welche in den zwei parallelen Strombahnen auftreten. Der von der positiven Klemme einer Gleichstromquelle herrührende Strom erscheint an der Eingangsklemme plus S und verläuft entweder über den rechten Stromweg oder den linken Stromweg zu einer Ableitungsklemme minus S, je nach dem relativen Zustand, der Kryotrons in beiden Stromwegen. Der beispielsweise auf der Zeitung 1304 auftretende Strom verläuft unier einem rechten Winkel.zu dem Kryotron; 301 und bildet den den Zustand des Kryotrons 301 steuernden Strom. Strom auf irgendeiner Steuerleitung, die zu einem Kryotron gehört, bewirkt, daß letztres das Widerstandsverhalten annimmt; wenn jedoch der Steuerstrom unterbrochen wird, so kehrt ein solches Kryotron wieder in den Zustand der Supraleitfähigkeit zurück. Wenn der Strom in einem bestimmten Stromweg, beispielsweise in dem Stromweg 1305 fließt, so lenkt der beispielsweise in dem Kryotron 301 auftretende Widerstand den gesamten Strom von der plus-Klemme auf den anderen parallelen Stromweg 1306 über, vorausgesetzt, daß das Kryotron 300 nicht stromführend ist. Wenn einmal der@gesamte, von der Klemme plus S kommende Strom auf einen supraleitfä,higen Stromweg 1305 oder 1306 übergeschaltet ist, so verläuft der Gesamtstrom weiter in diesem Stromweg, auch wenn die Kryotrons des anderen Stromweges wieder in ihren supraleitfähigen Zustand zurückkehren. Der Strom, welcher längs einer Zeitung, beispielsweise der Zeitung 1306, welche ein paralleler Stromweg zu dem Kryotron ist, verläuft, ist ein Torstrom, welcher abgelenkt wird, wenn der auf der Leitung 1307 auftretende Strom das Kryotron 300 in den Widerstandszustand bringt. Die Schalteigenschaften von Kryotronstufen sind bekannt und in der Literatur behandelt und es soll daher auf die Wirkungsweise der Kryotrongtufen nur insoweit eingegangen werden, als zum Verständnis der Schaltkreise erforderlich ist. Nachdem das Abfrageregister und das Ausblendregister entsprechend geladen wurden, stellt die Bedienungsperson in folgender Weise das die Größensteuerung bbwirkende Register 116 ein. Es wird ein supraleitfäniger Strom über den Stromweg@1306 geleitet, jedoch nicht über den Stromweg 1305 und,.die gryotrons 305 und 304 werden in den Widerstandszustand gebracht, während das Kryotron 302 im eupraleitfähigen Zustand bleibt. In gleicher Weise wird ein Strom über die Leitung 1309, jedoch nicht über die Leitung 1308 geschickt und das Kryotron 303 wird in den Widerstandszustand gebracht, während die Kryotrons 302' und 305° supraleitfähig bleiben. Während der Zeit, während welcher ds.s Größenwählregister 116 erregt wird, wird ein Strom auf der ,Eingangsklemme Z erzeugt und dieser Strom läuft über die Zeitung 1310, weil die Stromwege 1311 und 1312 über Kryotrons verlaufen, die sich in ihrem Widerstandszustand befinden. Durch Anwendung einer entsprechenden Verschlüsselung kann das 01 Signal der Größensteueratufe die Auswahl eines Wortes bezeichnen, welches größer als das Wort des Abfrageregisters ist; ein 10 Signal kann die Wahl eines geringeren Bereiches charakterisieren und ein 00 Signal kann zum Ausdruck bringen, daß die gesuchten Worte gleich den Worten im Abfrageregister sein müssen. Die Eingangsklemme I des Größensteuerregisters ist mit der positiven Klemme einer Stromquelle verbunden, wenn der Klemme X ein negativer Stromimpuls zugeführt wird. So wird das Kryotron 301' in den Widerstandszustand gebracht, so daß das linke Paar der parallelen Stromwege den Zustand 1 annimmt. Wenn indessen das linke Paar der prallelen Stromwege den Zustand 0 annehmen soll, so wird ein Strom von der Stromquelle M durch das Kryotron 300' geleitet und dasselbe in den Widerstandszustand gebracht, wodurch der Strom von der Klemme plus S vollständig den Weg 1309 zu-der Klemme minus S nimmt. In ähnlicher Weise kann das rechte Paar der parallelen Stromwege des die Größe bestimmenden Registers so erregt werden, daß das Paar entweder den Zustand 1 oder den Zustand 0 hat: Nachdem durch entsprechende Erregung des den Größenbereich auswählenden Registers 116 der hohe Größenbemaich ausgewählt wurde, verläuft ein Strom längs der den hohen Größenbereich charakterisierenden Zeitung 1310, so daß für alle Gruppen des Speicherwerkes diese logische Entscheidung eingestellt wird. Ein solcher Strom auf der Zeithmg 1310 bringt die Kryotrons 308 und 309 in den Widerstandosustand so daß der von der Klemme +S fließende Strom der Stromquelle die mit HI bezeichnete Zeitung hinabfließt, da ja die Kryotrone 306 und 307 im supraleitfähigen Zustand sich befinden; dadurch werden die Kryotrons 312 und 313 in den Widerstandszustand gebracht so daB für,sämtliche Bitstellen 1 bis 3 die Wahl entspreäiend dem hohen Größenbereich getroffen ist. Der Gleichstrom der mit +S bezeichneten Klemmen, welcher vertikal die logischen Steuerelemente durchsetzt, kann von der gleichen Stromquelle herrühren und wird den geeigneten Stellen durch nichtdargestellte Schaltkreise zugeführt. Eine weitere für die Wahl des Größenbem'tches maßgebliche Schaltstufe umfaßt die Kryotrons 306', 307'9 308', 309' und 310'; es ist zu beachten, daß die den Größenbereich auswählenden logischen Stufen stets unmittelbar vor einer Und/Oder Schaltstufe angeordnet sein müssen. Es ist offensichtlich, wie die Auswahl des hohen Bereiches oder des niedrigen Bereiches oder der Gleichheitsbedingung in dem zur Auswahl des Größenbereiches vorgesehenen Speicherstufe sich in die Bereichsauswahlstufe des zugeordneten Speicherwerke; übersetzt. Ob die Gruppen des Speicherwerkes einem Und-Prozess oder einem Oder-Prozess unterworfen werden, ist durch die Einstellung des Und/Oder Registers 109 bestimmt. Wenn die Und-Arbeitsweise gewählt wird, so erhält die Klemme W des Und/Oder -Speicherwerkes 109 einen Impuls und ein Strom fließt dann von der +I Klemme durch die Steuerleitung 1013 und bringt das Kryotron -322 in den Widerstandszustand. Es wird der Strom von der +S Klemme abgelenkt durch das Kryotron 321 und durchsetzt das Kryotron 32Q., bringt letzteres in den Widerstandszustand fand fließt dann zu der Klemme -S. Der Strom von der Klemme +J wird durch die Torstufe 323 abgelenkt und erscheint auf der Zeitung 1314 und bringt die Kryotrons 327 und 327' und sämtliche Kryotrons der folgenden der Gruppenauswahl dienenden Registerstufen in den Widerstandszustand. Wenn dagegenpie Oderfunktion durchgeführt werden soll, so wird der Klemme Z des Und/Oder-Registers 109 ein Impuls zugeführt, welcher den Strom von der +I Klemme über die Steuerleitung 1315 leitet, wodurch das Kryotron 321 Widerstandscharakter annimmt und Strom von der Klemme +S durch das Torkryotron 322 geleitet wird, so daß das Kryotron 323 Widerstandsverhalten annimmt; der Strom verläuft dann durch das Kryotron 326 zu der Klemme -S. Da das Y-ryotron 323 nunmehr Widerstandsverhalten zeigt, verläuft der Strom von der Klemme +J durch die Torstufe des Kryotrons 3-24 und tritt auf der Zeitung 1316 auf, wobei ein Strom auf dieser Zeitung die Kryotrons 325, 325° einer jeden Bitstufe des zur Gruppenauswahl ausersehenen Registers in den Widerstandszustand bringt. Wenn die Bitstufe 110 des zur Gruppenauswahl vorgesehenen Registers den Zustand 0 hat, was zum Ausdruck bringt, daß weder eine Und-Funktion noch eine Oder-Funktion erfolgen soll, so wird das Kryotron 329 in den Wideretandszustand gebracht, so daß der Strom von der Klemme +I das Kryotron 330 durchsetzt und einen Steuerstrom den Kryotrons 331 und 332 zuführt, so daß letztere in den Widerstandszustand gebracht werden; der Strom tritt an der Verbindungsstelle N aus und verläuft weiter auf der Zeitung 1317 zu der nächsten Bitstelle des zur Gruppenauswahl vorgesehenen Registers. Wenn die Kryotrone 331 und 332 Widerstandscharakter haben, fließt ein Strom von einer geeigneten positiven Spannungequelle die neutrale Zeitung 1318 hinab und durch die Kryotrons 338 und 342, so daß weiterhin die Kryotrons 333 und 334 ihren Widerstandszustand behalten. Die Wirkungsweise der logischen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 kann dahingehend charakterisiert werden, daß sämtliche Worte ausgesucht werden, die einen größeren Wert oder den gleichen Wert wie das im Abfrageregister gespeicherte Wort darstellen und daß zwei benachbarte Gruppen einem Und-Vorgang unterworfen werden, nämlich (1. Gruppe k-IR)(2. Gruppe y IR). Das Signal 01, welches in die zur Wahl d'es Größenbereiches vorgesehene Speicherstufe 116 eingeführt wurde, bewirkt, daß ein Strom von der Klemme +Z auf der dem hohen Bereich entsprechenden Zeitung 1310 auftritt, so daß die Kryotrons 308 und 310 in den Widerstandszustand gebracht werden und Strom von der Klemme +Z entlang der vertikalen Zeitung Hi durch die Kryotrontorstufen_306 und 310 fließt und weiterhin die Kryotrons 312 und 313 im Widerstandsverhalten hält. Dadurch daß das Und/Oder-Register 109 in den Oder-Zustand gebracht wurde, erscheint ein Strom auf der Zeitung 1314 und das Kryotron 327 erhält Widerstandscharakter. Das Einführen eines Bits 1 in die Bitstufe 110 des zur Gruppenauswahl vorgesehenen Registers bewirkt einen Strom von der Stromquelle +I durch das Kryotron 329 und das Kryotron 325, wobei zu beachten ist, daß in Anbetracht . der Und-Bedingung das Kryotron 327 Widerstandsverhalten hat; es wird dann ein Steuerstrom den Kryotrons 341 und 342 zugeführt, wodurch letztere Widerstandsverhalten annehmen, und der Strom verläuft weiter auf der Zeitung 1317 zu derer nächsten Gruppe zugeordneten logischen Schaltstufe. Dadurch, daß die Kryotrons 341 und 342 in ihren Widerstandszustand gebracht wurden, wird der von einer geeigneten. Stromquelle auf der Zeitung 1318 erzeugte Strom durch die Kryotrons 331 und 337 geleitet, so daß die Kryotrons 340 und 339 in den Widerstandszustand übergehen und der Strom weiter zu-den übrigen Und/Oder-Schaltstufen dieser Speicherwerksstelle gelangt.
  • Nimmt man an, daß die Gruppe der Bits 1, 2 und 3 des ersten Wortes größer ist als die abfragende Gruppe, so erscheint ein Strom auf der. den hohen Größenbereich charakterisierenden Zeitung 1301 und wird gestoppt durch das Kryotron 312, welches dadurch in den Widerstandszustand gebracht wurde, daß die zur Auswahl des Größenbereiches vorgesehene logische Steuerstufe sich in dem dem hohen Bereich entsprechenden Zustand befindet; der Strom durchsetzt daher die Kryotrons 316 und 317. Im Punkt P ergeben sich 3 mögliche Bromwege, nämlich die Leitungen 1319, 1320 und 1321. Die Zeitung 1319 ist geepe@rt durch das sich im Widerstandszustand befindliche Kryotron 340 und in gleicher Weise ist die Zeitung 1321 durch das Kryotron 313 gesperrt, so daß der Strom auf der Leitung 1301 über die Zeitung 1320 durch die Kryotroz 333 und 320 verläuft. Wäre indessen die Oder-Funktion ausgewählt worden, so würde sich das Kryotron 340 im supraleitfähigen Zustand befinden und der Strom auf der Leitung 1301 würde weiter zur "Accept"-Leitung 1319, welche die Annahme des Wortes charakterisiert, zu einem geeigneten Anzeigestromkreis verlaufen und anzeigen, daß eine Prüfung weiterer Gruppen nicht erforderlich ist und bereits bei der Prüfung das erste Wort angenommen ist. Wenn der Vergleichsstrom zur Bitstelle 4 der zweiten Gruppe gelangt, so nimmt der Strom dort den dem hohen Bereich oder dem niedrigen Bereich entsprechenden Stromweg, entsprechend dem Ergebnis, wie die zweite Gruppe sich mit der betreffenden Gruppe in dem Abfrageregister vergleicht. Nimmt man an, daß die zweite Gruppe größer ist, so erscheint der Vergleichsstrom auf der Leitung 1301', umgeht das im Widerstandszustand sich befindende Kryotron 3121 und gelangt durch die Kryotrontorstufe 316' und 317' zu dem Punkt P'. Wenn keine weiteren Gruppen der Und-Funktion zu unterwerfen sind und die beiden ersten Gruppen gerade verglichen wurden, so befinden sich sämtliche folgenden Kryotrons, welche dem Kryotron 340' entsprechen, im supraleitfähigen Zustand; alle übrigen den Kryotrons 333' entsprechenden Kryotrons indessen befinden sich im Widerstandszustand, so daß der Vergleichsstrom auf der die Annahme des Wortes charakterisierenden Accept-Zeitung 1319 auftritt und dort weiter verläuft und einen Anzeigestromkreis betätigt. Indem man den Vergleichsstromkreis in Fig. 3 von links nach rechts verfolgt, erkannt man, daß in der neutralen Stellung des für die Gruppenauswahl vorgesehenen Registers 109 die Und/Oder-Stufe außer Tätigkeit gesetzt wird, so daß letztere keinen Einfluß auf die Vergleichsströme hat und gestattet, daß dieselben ein Wort des assoziativen Speicherwerkes durchlaufen, als ob es sich um eine einzige Gruppe handelte.
  • Es ist zu beachten, daß die Anordnung der logischen Und/Oder-Schaltstufe nach jeder dritten Bitstelle dadurch bestimmt war, daß eine drei Bitstellen umfassende Wortgruppe untersucht werden soll. Die logischen Und/Oder-Schaltstufen könnten zwischen jedem Bit angeordnet sein oder zwischen einer beliebigen Kombination von Bits, wobei die Anzahl dieser Schaltstufen bestimmt ist durch den Aufwand der Anlage und die gewünschte Vielseitigkeit hinsichtlich der Festlegung der Wortgruppen. Da eine Wortgruppe eine bestimmte Kombination von Bits zwischen aufeinanderfolgenden logischen Wortteilen bildet, muß die erwartete Gruppenlänge unterschiedlich sein können. In Fig. 4 ist dargestellt, in welcher Weise das binäre Wort, welches einen Befehl für die Gewinnung einer Information gemäß der Erfindung bildet, formuliert sein muß. Der Befehl "compare" (Vergleich) wird in dem Teil des Wortes untergebracht, der mit 400 bezeichnet ist. Die Größenbereichwahl erfordert nur zwei Bits und wird durch die Bits 401 und 402 bestimmt. Nur ein Bit 403 ist erforderlich, ob eine Und-Funktion oder eine Oder-Funktion durchgeführt werden soll, da ein Bit 0 auf der Bitstelle 403 die Und-Funktion charakterisiert und ein Bit 1 eine Oder-Funktion. Das Wort, welches als Befehlswort 404 bezeichnet ist, gibt an, welche Bits 110, 112, 113 des die Gruppenauswahl bewirkenden Registers 109 den Bit 0 bzw. den Bit 1 enthalten sollen, mit anderen Worten, welche logischen Schaltstufen 114, 114' etc. benutzt werden stillen und welche außer Betb.eb sein sollen, Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen logischen Schaltstufen in einem assoziativen Speicherwerk unter Anwendung kryogener Schaltelemente läßt sich die gleichzeitige Auswahl vieler Gruppen in einem Speicherwerk ohne Änderung der Adressenstelle solcher Gruppen im Speicherwerk durchführen. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Auswahl von Grüppen und die Anwendung der Register zur Auswahl des Größenbereiches vergrößert beträchtlich die Arbeitsgeschwindigkeit eines assoziativen Speicherwerkes zur Auswahl einer Mehrzahl Wortgruppen.

Claims (4)

  1. P a t e n t ans p r ü c h e 1. Datenverarbeitende Maschine, bei der in einem Speicherwerk eine Mehrzahl Worte in binärer Form gespeichert ist und Mittel vorgesehen sind, welche jedes Wort 1 in eine Mehrzahl Wortgruppen gleicher Länge unterteilen', dadurch gekennzeichnet, daB in einem Abfrageregister eine Mehrzahl derartiger Wortgruppen gleicher Bitlänge gespeichert wird und Mittel vorgesehen sind, welche eine gleichzeitige, mehrere Gruppen umfassende Zuordnung sämtlicher einander entspechender Gruppen die sich aus einer unterschiedlichen Anzahl Wortteile zusammensetzen des Wortregisters mit entsprechenden Gruppen des Abfrageregisters bewirken, und daß in jedem Wortregister eine logische Schaltstufe zwischen aufeinanderfolgenden Wortteilen vorgesehen ist und diese logische Schaltstufe imstande ist, wahlweise eine Und-Funktion oder eine Oder-Funktion zwischen aufeinanderfolgenden interessierenden Gruppen während des gleichzeitigen, eine Vielzahl Gruppen assoziierenden Vorganges durchzuführen.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logischen Schaltgruppen. drei Zustände annehmen können, nämlich den Zustand einer Und-Funktion und den Zustand einer Oder-Funktion und den neutralen Zuttand, so daß aufeinanderfolgende Gruppen einer Und-Funktion oder einer Oder-Funktion während des gleichzeitigen eine Mehrzahl Gruppen assoziierenden Vorganges unterworfen werden können oder auch von der logischen Schaltstufe unbeeinflußt bleiben können.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen eines jeden Wortregisters Schaltstufen vorgesehen sind, welche die Auswahl festlegen, ob eine Gruppe größer oder niedriger oder gleich der betreffenden Gruppe des Abfrageregist ers ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromsteuerstufe vorgesehen ist, welche einen Strom, dessen Auftreten dafür maßgeblich ist, daß die betreffende Gruppe in den durch die Größensteuerstufe ausgewählten Größenbereich fällt, der nachfolgenden logischen Schaltstufe zuführt und den übertragenen Strom von der nächstfolgenden Gruppe entsprechend dem Resultat der durch die logische Schaltstufe ausgeführten logischen Operation ablenkt.
DE19631449375 1963-10-11 1963-10-11 Assoziativer Speicher Expired DE1449375C (de)

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DE1449375B2 DE1449375B2 (de) 1972-10-12
DE1449375C DE1449375C (de) 1973-05-17

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2366270C2 (de) * 1972-11-21 1985-10-10 Aleksej Davidovič Ljubercy Moskovskaja oblast' Gvinepadze Assoziativspeicher zur Durchführung von Such- und logischen Operationen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2366270C2 (de) * 1972-11-21 1985-10-10 Aleksej Davidovič Ljubercy Moskovskaja oblast' Gvinepadze Assoziativspeicher zur Durchführung von Such- und logischen Operationen

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