-
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.