DE1449540B2 - Digitalrechner - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Digitalrechner Angaben über die Datensteuerung und Angaben über mit einer Befehlslesestufe zum Steuern des Lesens die Anzahl der Wiederholungen. Dieser Befehl gehört eines Befehls aus einem Speicher, das gemäß dem zu einem Programmtyp mit Makrobefehlen und gibt Inhalt eines Befehlszählers durchzuführen ist; einem spezielle einzelne Steuerbefehle. Dieses Programm ist Befehlsdecoder zum Decodieren des aus dem Speicher 5 direkt lesbar, jedoch muß der Nachteil einer Unregelausgelesenen Befehls und zur Übertragung von Steuer- mäßigkeit im Aufbau des Befehlswortes in Kauf geinformation zur Durchführung der im Befehl ange- nommen werden. Selbstverständlich werden für den zeigten Operation an Steuereinheiten; einer ersten und Wiederholungsbefehlstyp mehr Informationen beeiner zweiten Lese-Steuerstufe zur Steuerung des Lesens nötigt als für den Nichtwiederholungsbefehlstyp. Deserster und zweiter Daten entsprechend dem Befehl; io halb sind, wenn die Angaben für die Wiederholung einer arithmetischen Steuerstufe zur Steuerung der in den Wiederholungsbefehl selbst aufgenommen durch den Befehl vorgeschriebenen arithmetischen werden müssen, verschiedene Aufbauarten für das Operation und/oder Entscheidung; einer Speicher- Befehlswort erforderlich. An diesem Umstand, daß steuerstufe für das Speichern des Ergebnisses der nämlich verschiedene Aufbauarten für die Befehlsarithmetischen Operation oder Entscheidung im Spei- 15 Wörter eingeführt werden müssen, ändert sich auch eher bei Ausführung von Befehlen erster Art (arith- nichts, wenn für die Wiederholungsbefehle die indirekte metische Befehle) und/oder dritter Art (entscheidungs- Bezeichnung bestimmter Angaben vorgesehen wird,
abhängige Schreibbefehle für das Schreiben des Ent- Die zweite Methode besteht darin, daß ein spezieller Scheidungsergebnisses); einer Sprungsteuerstufe, die Befehl, der die Wiederholung oder Datenansteuerung in Abhängigkeit von der Erfüllung von Bedingungen, ao bestimmt, den nächstfolgenden Nichtwiederholungsdie durch Befehle zweiter Art (arithmetische, Ent- befehl in einen Wiederholungsbefehl umwandelt. Bei scheidungs- und Sprungbefehle) bestimmt sind, und dieser Methode wird die Tendenz, die Befehle zu dem Entscheidungsergebnis feststellt, ob ein Sprung spezialisieren, kaum verkleinert, da die Situationen, durchgeführt wird oder nicht; einem Endsignalerzeuger, welche die verschiedenen speziellen Befehle erfordern, der ein Signal in die Befehlslesestufe abgibt, wenn die 15 nicht geändert werden, d. h. die Rechenprogramme arithmetische Operation beendet worden ist; und mit werden, sobald eine Wiederholung berücksichtigt einer Adressen-Umwandlungsstufe; wobei im Befehls- werden muß, sehr kompliziert, da diese speziellen wort ein zusätzliches Bit zur Unterscheidung zweier Befehle der Wiederholung vorausgehen müssen.
Befehlstypen vorgesehen ist. Obwohl im allgemeinen bei der Verwendung von

Bei einem arithmetischen Befehl wird eine durch den 30 Makrobefehlen oder durch die Einführung verschiebetreffenden Befehl gesteuerte Rechenoperation nur denen Aufbaus oder Formats der Befehlswörter ein einmal ausgeführt. Daher wird im allgemeinen, wenn übersichtliches Programm entsteht, besteht die Schwieeine durch einen ähnlichen Befehl bezeichnete Rechen- rigkeit eines aufwendigen Steuerwerks des Digitaloperation häufig wiederholt werden soll, eine Pro- rechners.

grammtechnik verwendet, die zur Durchführung einer 35 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bestimmten Anzahl von sich wiederholenden Rechen- einen Digitalrechner zu schaffen, der Wiederholungsvorgängen Indexregister und eine Schleifenschaltung befehle verarbeitet, die sich von Nichtwiederholungszur Bildung von Sprungbefehlen benötigt (vgl. befehlen möglichst wenig unterscheiden.
H.Rutishauser, A.Speiser und E.Stiefel, Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das zu- »Programmgesteuerte digitale Rechengeräte«, Basel, 40 sätzliche Bit als Wiederholungsbit zur Anzeige der 1951). Wiederholbarkeit des Befehls dient, daß in Sonder-

In modernen Digitalrechnern werden arithmetische, registern Angaben über den Speicherabstand zwischen eine Wiederholung auslösende Befehle (kurz Wieder- bei der Befehlswiederholung zu verarbeitenden Datenholungsbefehle) zur Beschleunigung der Datenver- feldern erster und zweiter Daten und die Anzahl der ärbeitung und um einfachere Programme benutzen 45 vorgesehenen Befehlswiederholungen enthalten sind zu können, verwendet. Derartige Wiederholungsbe- und daß eine Endprüfstelle vorgesehen ist, die einerfehle übertragen z. B. (vgl. deutsche Auslegeschrift seits den Endsignalerzeuger betätigt, damit der nächste 1 119 563) Daten gleichzeitig von einem spezifischen Befehl ausgeführt wird, wenn der vorhergehende BeSpeicherplatz zu einem anderen spezifischen Speicher- fehl abgeschlossen und das Wiederholungsbit Null ist, platz, sammeln oder verteilen eine Vielzahl von spezi- 50 und die andererseits bei dem Wert Eins des Wiederfischen Daten oder stellen bestimmte Daten aus einem holungsbits bestimmt, ob der zuvor ausgeführte Befehl spezifischen Speicherplatz fest. Diese Befehle werden in Abhängigkeit von der Anzahl der vorgesehenen als Befehl für blockweise Übertragung, als Streu- oder Befehlswiederholungen wiederholt werden soll oder Sammelbefehl und als Tabellensuchbefehl bezeichnet nicht,
und in der Programmiertechnik häufig verwendet. 55 Bei dem bekannten Digitalrechner der eingangs

Es sind zwei Methoden zur Realisierung solcher genannten Art (vgl. Speiser, »Digitale Rechen-Wiederholungsbefehlsfunktionen bekannt: anlagen«, Berlin, 1961, S. 282) ist das zusätzliche

Im ersten Fall werden dem Digitalrechner unab- Bit ein sogenanntes ß-Zeichen, dessen Bedeutung in

hängige Befehle erteilt. erster Linie bei Zahlen anstatt bei Befehlen zum Aus-

Im zweiten Fall werden nur Nichtwiederholungs- 60 druck kommt, nämlich um das Ende einer Zahlenreihe

befehle in den Digitalrechner eingespeichert und diese durch eine Zahl von ß-Zeichen oder imaginäre Zahlen

Befehle mit einem besonderen Befehl in Wiederho- mit dem ß-Zeichen kenntlich zu machen. Die Aus-

lungsbefehle umgewandelt (vgl. Speiser, »Digi- wirkung erfolgt dabei durch einen bedingten Sprung-

tale Rechenanlagen«, Berlin, 1961). befehl, der nur dann ausgeführt wird, wenn eine ß-Zahl

Bei der ersten Methode ist der Befehl selbst derart 65 vorliegt.

beschaffen, daß er direkte oder indirekte Angaben Schließlich war es noch bekannt (vgl. deutsche Ausenthält, die für die Auslösung der sich wiederholenden legeschrift 1119 563), eine Anordnung zur Über-(arithmetischen) Rechenoperation notwendig ist, z.B. tragung eines Datenfelds vorzusehen, bestehend aus

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einem Verteiler zur Übertragung eines die Adresse »Führe mit den Daten der Speicheradressen W₁ und

der ersten Information des Datenfelds und die durch w₂ die der Vorschrift des Operationsteils des Befehls

die Anzahl der Informationen ausgedrückte Daten- entsprechende arithmetische Operation aus und spei-

feldlänge enthaltenden Befehls, einem einem Zähler chere das Ergebnis in die Adresse W₂ ein«. Dies stellt

zugeordneten ersten Sonderspeicher, der die Adresse 5 ein typisches Beispiel eines Zwei-Adressen-Befehls dar.

aufnimmt und sie während jeder Übertragung einer Eine Abänderung dieses Beispiels ist durch folgenden

Information abwandelt, und einem einem Abzugs- Ausdruck gegeben:

zähler zugeordneten zweiten Sonderspeicher der die ₍~ „«+/)· (^₂ „ _{m 2} + /) _> Jn ₂ ~ w₂ + /. (2)
Datenfeldlänge aufnimmt und sie wahrend jeder Über- ■' ^v
tragung einer Information um eine Einheit verringert. io Dieser Befehl bedeutet: »Führe mit den Daten der Dabei ist dem Abzugszähler ein Nullvergleicher zu- Speicheradresse W₁ bis zur Speicheradresse M₁ + I geordnet, der ein Signal des Übertragungssenders des und von der Speicheradresse W₂ bis zur Speicher-Datenfelds liefert, wenn die durch den Abzugszähler adresse W₂ + / die vorgeschriebene Operation aus und verringerte Datenfeldlänge gleich Null ist. speichere die Ergebnisdaten in die Speicheradresse

Demgegenüber zeigt der erfindungsgemäße Digital- 15 von W₂ bis Jn₂ + I ein«.

rechner den Vorteil, daß er durch Befehlswiederholung Der Aufbau des Worts des Befehls erster Art ist

eine Anzahl von Datenfeldern bearbeiten kann, die in F i g. 1 dargestellt; er besteht aus die indirekten

voneinander einen bestimmten Abstand haben. Adressen im einzelnen bezeichnenden Bits /, und /,,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an dem Operationsteil/, die Adressen der Indexregister

Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es ao bezeichnenden Bits I)₁ und b₂ sowie einem gemäß

zeigt der Erfindung zusätzlich vorgesehenen, die Wiederhol-

F i g. 1 den Aufbau des Worts eines Befehls erster barkeit des Befehls anzeigenden Wiederholungsbit r,

Art, das für r = »0« die NichtWiederholbarkeit und für

F i g. 2 den Inhalt von Sonderregistern für Befehle r = »1« die Wiederholbarkeit bestimmt,

erster und dritter Art, 35 Von diesen beiden Beispielen des Befehls erster Art

Fi g. 3 den Aufbau des Worts eines Befehls zweiter wird der eine (1) für ein Datenfeld mit fester Länge

Art, und der andere (2) für ein Datenfeld mit bitweise ver-

F i g. 4 den Inhalt von Sonderregistern für Befehle änderbarer Länge benutzt. Beide gehören grundsätz-

zweiter Art, lieh zu dem Nichtwiederholungsbefehlstyp und unter-

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel des Steuerwerks 30 scheiden sich nur in bezug auf die feste oder veränder-

des erfindungsgemäßen Digitalrechners in einem liehe Datenfeldlänge.

Blockschaltbild, Das Wiederholungsbit r kann auch für den Fall (1)

F i g. 6 und 7 die Endprüfstufe bzw. Adressen- verwendet werden. Der Befehl gehört dann für den

Umwandlungsstufe des Steuerwerks von F i g. 5 und Fall r =■ »0« zu dem gebräuchlichen Nichtwieder-

F i g. 8 Befehle und Sonderregister sowie ein arith- 35 holungsbefehlstyp und für den Fallr = »l« zum

metisches Register für ein Programmbeispiel. Wiederholungsbefehlstyp, d. h., die Operation wieder-

In der Figurenbeschreibung werden zunächst die holt sich entsprechend dem Inhalt getrennter Sonderverschiedenen Arten von Befehlen erläutert, die beim register.

erfindungsgemäßen Digitalrechner Verwendung finden. Der Inhalt dieser Sonderregister ist für den Befehl

, 40 erster Art in F i g. 2 dargestellt, wobei mit Angaben J₁

Befehle erster Art _und ^ _def Speicherabstand der in den Speicheradres-

Die Funktion eines Befehles erster Art wird durch sen JH₁ und w₂ enthaltenen ersten und zweiten Daten folgenden Ausdruck beschrieben: nach der ersten Wiederholung bezeichnet ist, der will-/~\ */-~\ Tjj /1-v kürlich und unabhängig festgelegt werden kann. Die ^{1 1} y 2J 2}' ^W 45 Angabe η - 1 bezeichnet die Anzahl der Wiederworin W₁ und W₂ die Speicheradressen dem Befehl holungen, und die Angabe/? — 1 bezeichnet die Anunterliegender erster und zweiter Daten und W₁ sowie zahl der bereits ausgeführten Befehlswiederholungen. Wi₂ die Wortadressen W₁ und W₂ darstellen, die durch Zu ρ wird nach jeder einzelnen Befehlswiederholung den Inhalt der zugeordneter Indexregister abgewandelt so lange die 1 addiert, bis η — ρ — 0 ist.
sind. Die Daten der Speicheradressen W₁ und w₂ 50 Wenn das Wiederholungsbit r = »1« ist, kann unter sind durch die Zeichen (W₁) und (w₂) beschrieben. Annahme eines dem Ausdruck (2) entsprechenden

Der Ausdruck (1) stellt dann folgenden Befehl dar: Befehls dieser folgendermaßen wiederholt werden:

(W₁ ~ W₂ + /) * (w₂ ~ w₂ + /) -> w₂ ~ w₂ + /,
1. Wiederholung: (PPi₁ + (I₁ ~ TTi₁ + (I₁ + I) * (w₂ ~ w₂ + /) -> w₂ + d₂ ~ w₂ + d₂ ■+- I, (3)

(n - V)-XQ Wiederholung: WT₁ + (n - I)^Z₁ ~ fn₁ + (n - \)d_x + /) * (Jn₂ -J- (η -l)d₂- m₂ + (n-l)d_t + I)

-> w₂ + (n - 1) d ~ W₂ + (n - 1) d₂ + I.

Wenn als spezieller Fall der Befehl (2) die Form auf- befehl und den Sammelbefehl. Ferner kann für den

weist: Fall, daß d_x = 0 und d₂ = 0 ist, der Wiederholungs-

(W₁ ~ W₁ + /) -> Jn₂ ~ W₂ + /, (4) befehlstyp derart umgeformt werden, daß er speziell

65 die Daten in bestimmt bezeichneten Speicheradressen

also ein Speicherbefehl vorliegt, dann umfaßt der zu- in Datenfelder mit dem Speicherabstand d₂ verteilt,

gehörige Wiederholungsbefehlstyp (r = »1«) den Über- Der Wiederholungsbefehlstyp des Befehls erster

tragungsbefehl für einen Speicherbereich, den Streu- Art kann derart aufgebaut sein, daß er in Abhängig-

keit von der Wahl des Operationsteils/ verschiedene Funktionen einwandfrei ausführt und daß außerdem — bei Verwendung der bereits beschriebenen bitweise veränderbaren Datenfeldlänge für eine solche Befehlswiederholung — jede beliebige Art von Datenverarbeitung ohne irgendwelche Schwierigkeiten durchgeführt werden kann.

Befehle zweiter Art

Die Befehle zweiter Art können ähnlich wie die erster Art verarbeitet werden, unabhängig davon, ob feste Datenfeldlängen oder vollkommen (bitweise) bzw. unvollkommen (zeichenweise oder wortweise) veränderbare Datenfeldlängen Verwendung finden. Da der Befehl für eine bitweise veränderbare Datenfeldlänge den Fall der festen Datenfeldlänge einschließt, werden im folgenden die Befehle zweiter Art an Hand' der bitweise veränderbaren Datenfeldlänge beschrieben.

Der Aufbau des Worts der Befehle zweiter Art ist für diesen Fall in F i g. 3 dargestellt. Dieser Befehl bedeutet:

»Vergleiche die Daten des Datenfelds in den Speicheradressen Qn₁ ~ m, + /), d. h. Datenfeldlänge gleich (/ + 1 Bits), mit den Daten des Datenfelds (a) I₊₁ gleicher Länge im arithmetischen Register (ausgehend vom Anfangsbit bezeichnet), führe eine Entscheidung entsprechend einer mit / bezeichneten Entscheidungsbedingung herbei und springe, wenn die Bedingung erfüllt ist, zur Adresse m oder führe, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist, den nächsten Befehl aus«.

ίο Zu diesen Befehlen zweiter Art gehört eine Gruppe von Befehlen, die im allgemeinen als bedingter Sprungbefehl bezeichnet werden. Erfindungsgemäß ist im Befehlswort das Wiederholungsbit r ähnlich wie im Fall des Befehls erster Art vorgesehen.

Die Wiederholung wird für den Fall, daß r = »1« ist, entsprechend dem Inhalt von Sonderregistern ausgeführt, wobei der Inhalt der Sonderregister 1 und 2 für den Fall eines bedingten Sprungbefehls in F i g. 4 dargestellt ist. In F i g. 4 haben </„ η und ρ die gleiche

ao Bedeutung wie in Fig. 4.

Die Befehlswiederholung geht dann folgendermaßen vor sich:

»Vergleiche (/M₁ — /M₁ 4- /) mit (a)i + j,

1. Wiederholung: Vergleiche (Mi₁ 4- ^Z₁ ~ Mi₁ 4- d_x 4- /) mit (a)\ * ₁ , (A: — I)-Xe Wiederholung: Vergleiche (Tn₁ 4- (k — I)O₁ ~ W₁ + (Ar — D<Zi 4- /) mit (a)i _{+ 1},

und speichere die Anfangsdatenfeldadresse

wenn die Entscheidungsbedingungbei der (A^- — l)-ten Wiederholung erfüllt ist, in das Sonderregister 2 und springe zur Speicheradresse m*.

Ist die Entscheidungsbedingung dagegen nicht erfüllt, dann geht die Befehlswiederholung weiter. Wenn die Entscheidungsbedingung auch für den Fall /i — ρ — O nicht erfüllt ist, läuft das Programm mit dem nächstfolgenden Befehl weiter. Die Information;? des Sonderregisters 2 wird jedesmal um 1 vergrößert. wenn eine Befehlswiederholung stattfindet, wie es auch bei den Befehlen erster Art auftritt.

So wird es möglich, bei den Befehlen zweiter Art wegen des Wiederholungsbits r, den Nichtwiederholungstyp und Wiederholungsbefehlstyp — welcher auch als Tabellensuchbefehl bezeichnet wird — in das Befehlswort der Befehle zweiter Art aufzunehmen. Dadurch entstehen sehr vorteilhafte und anpassungsfähige Programme, ohne daß irgendwelche Spezialprogramme oder Ungleichförmigkeiten in den Aufbau des Befehlsworts eingeführt werden müssen.

Befehle dritter Art

Diese Befehlsart wird im folgenden für die vollkommen (bitweise) veränderbare Datenfeldlänge beschrieben: jedoch ist diese Befehlsart wie im Fall der Befehle erster und zweiter Art nicht auf die vollkommen veränderbare Datenfeldlänge begrenzt. Der Aufbau des Befehlsworts ist derselbe wie bei den Befehlen erster Art (Fig. 1). Unter der Annahme, daß ein Nichtwiederholungsbefehlstyp vorliegt, ergibt sich folgende Vorschrift:

i'Führe die Entscheidung in bezug auf das Datenfeld (Tn - m — /) entsprechend der Entscheidungsbedingung/ durch und schreibe »1« in die Speicher-Bit-Adresse in., wenn die Entscheidungsbedingung erfüllt ist. und. wenn sie nicht erfüllt ist. -O* in die Speicher-Bitadresse /Ti₁*.

Da die Adresse m₂ in diesem Fall, wie bereits beschrieben, die Bitadresse bezeichnet, wird das Ergebnis der Entscheidung in ein Bit des betreffenden Speichers eingeschrieben.

Wenn das Wiederholungsbit r = »1« ist, ist die Wiederholungsbedingung dieselbe wie im Fall der Befehle der ersten Art, und die Befehlswiederholungen werden in Abhängigkeit vom Inhalt der Sonderregister 1 und 2 gemäß F i g. 2 durchgeführt. Damit ergibt sich:

»Führe die Entscheidung in bezug auf das Datenfeld

(Tn₁ ~ Tn₁ 4- /)

durch und speichere das Entscheidungsergebnis indie Speicher-Bitadresse Mi₂ ein.

1. Befehlswiederholung:

»Führe die Entscheidung in bezug auf das Datenfeld

(TFT₁ r <Z, - Trf, -- d_x - /)

durch und speichere das Entscheidungsergebnis in die Speicher-Bitadresse Tm₂ 4- d₂ ein«.

(n — l)-te Wiederholung: »Führe die Entscheidung in

bezug auf das Datenfeld

(Tn₁ - (m - 1)<Z, ~ Jn₁

durch und speichere das Entscheidungsergebnisindie Speicher-Bitadresse

7n_t — (n —

ein«.

Diese Gruppe des Wiederholungsbefehlstyps ermöglicht einerseits die Verwendung eines willkürlichen

Bits als Schalter oder Anzeige im Speicher, oder sie oder umgewandelten Adressen als direkte oder inerleichtert andererseits das erneute Schreiben des direkte Adressen betrachtet werden, wird die Steuer-Werts dieses willkürlichen Bits und ist daher für das stufe 3 derart beeinflußt, daß sie entweder die UmProgramm sehr nützlich. Dieser Wiederholungsbefehls- Wandlung der indirekten Adressen in direkte Adressen typ der Befehle dritter Art ist sehr geeignet für die 5 vornimmt oder die erste und zweite Lese-Steuerstufe 4 Durchführung einer Entscheidung in bezug auf eine ansteuert.

Vielzahl von Daten. Bei diesem bisher beschriebenen Steuerwerk haben

die Stufen 1 bis 7 und 9 irgendeinen Aufbau wie für

bteuerwerk _{den a}n_gemej_nen Fall, daß die Befehle der ersten,

Im folgenden wird das Steuerwerk des erfindungs- »o zweiten und dritten Art vom Nichtwiederholungsgemäßen Digitalrechners beschrieben, mit dem die befehlstyp sind. Die Endprüfstufe 8 und die Adresseneben erläuterten Befehle ausgeführt werden können. Umwandlungsstufe 10 sind dagegen erfindungsgemäß

F i g. 5 stellt das Blockschaltbild eines Ausführungs- für die Verarbeitung des Wiederholungsbefehlstyps, beispiels des erfindungsgemäßen Steuerwerks dar. Es also für Befehle mit dem Wiederholungsbit r = »1«, besteht aus einer Befehlslesestufe 1 zum Steuern des 15 vorgesehen. Auf diese Weise wird für die Befehls-Lesens eines Befehls aus einem Speicher, das ent- wiederholung der Speicherplatz der zu verarbeitenden sprechend dem Inhalt eines Befehlszählers durchzu- Daten ermittelt, und danach wird der Befehl die vorführen ist; einem Befehlsdecoder 2, in dem die aus gegebene Anzahl in einer aus den Stufen 4,5,6 (oder 7), dem Speicher ausgelesenen Befehle decodiert und für 8 und 10 gebildeten Schleife wiederholt,
die Durchführung der im Befehl angezeigten Operation ao Die Endprüfstufe 8 kann z. B. in der gemäß F i g. 6 notwendige Steuerinformationen an arithmetische dargestellten Form ausgeführt sein. Danach sind R₁ Steuereinheiten übertragen werden; einer Steuerstufe 3 und R₂ Befehlsregister für die Befehlswörter [entsprefür die indirekten Adressen, die, falls für die Befehls- chend F i g. 1 für Befehle erster Art (der Fall entspreworte entsprechend F i g. 1 und 3 indirekte Adressen chend F i g. 3 für Befehle zweiter Art ist nicht gezeigt)] bezeichnende Bits I₁ und i_g vorgesehen sind, das nach- 35 und SR₁ und SR₁ Sonderregister entsprechend den einander erfolgende Lesen der wahren Adressen steuert; Sonderregistern 1 und 2 von F i g. 2 und 4.
einer ersten und zweiten Lese-Steuerstufe 4, welche In einem UND-Tor A₁ wird mit Hilfe eines Taktdas Lesen der ersten und zweiten Daten für die Befehle impulses 1 festgestellt, ob das Wiederholungsbit r im ausführt; einer arithmetischen Steuerstufe 5, welche Befehlsregister J?₂ »1« oder »0« ist und für den Fall die durch die Befehle bestimmten arithmetischen 30 r = »1« ein Flip-Flop FF₁ gesetzt. Andererseits wird Operationen und/oder Entscheidungen ausführt, und in einer Subtraktionsstufe Sub der Inhalt des Sondereiner Speicherstufe 6, welche die Einspeicherung der registers SR₂ vom Inhalt des Sonderregisters SR₁ Ergebnisse der arithmetischen Operationen und der subtrahiert und für « — ρ — 0 ein Impuls in ein Entscheidung in den Speicher bei Ausführung von UND-Tor A₂ eingespeist.

Befehlen der ersten und dritten Art vornimmt; einer 35 Wenn am UND-Tor A₂ gleichzeitig ein Taktim-Sprungsteuerstufe 7, welche für die Befehle der zweiten puls 2 anliegt, η — ρ = 0 ist und außerdem das Art in Abhängigkeit von den vom Befehl gegebenen Flip-Flop FF₁ gesetzt ist, wird durch das UND-Bedingungen und dem Ergebnis der Entscheidung Tor A₂ ein Flip-Flop FF₂ gesetzt. Ist dagegen η— ρ — 0, bestimmt, ob ein Sprung durchgeführt wird oder nicht, dann bleibt das Flip-Flop FF₂ rückgesetzt. Demgemäß und außerdem bestimmt, ob der Befehlszähler über- 40 wird im rückgesetzten Zustand des Flip-Flops FF₂ schrieben wird oder nicht. Über eine erfindungsgemäße (n — ρ = 0), wenn bei einem Befehl zweiter Art am Endprüfstufe 8 wird ein Endsignalerzeuger 9 ange- Eingang eines dem Flip-Flop FF₂ nachgeschalteten steuert unmittelbar, nachdem die Arbeit der Stufen 6 ODER-Tores OR kein bedingter Sprung wirksam ist, oder 7 beendet ist, wenn das Wiederholungsbit r im am Ausgang des ODER-Tores OR kein Signal erBefehlswort zur selben Zeit »0« ist, so daß der nächste 45 zeugt, so daß das mit dessen Ausgang verbundene Befehl abläuft, und die Endprüfstufe 8 bestimmt durch Flip-Flop FF₁ gesetzt bleibt. Befindet sich das FHpden Inhalt der Sonderregister (in F i g. 5 nicht ge- Flop FF₂ im gesetzten Zustand (n — ρ = 0), dann zeigt), ob der zuvor ausgeführte Befehl wiederholt wird das Flip-Flop FF₁ durch einen Taktimpuls 3 werden soll oder nicht, falls zu diesem Zeitpunkt rückgesetzt. Somit wird mit dem gesetzten FHpr= »1« ist. Die Endprüfstufe 8 zeigt keine Befehls- 50 Flop FF₁ angezeigt, daß die Befehlswiederholungen wiederholung an, wenn unvollständig sind, und mit dem rückgesetzten FHp-

,,....„.., · ..· * FlopFF,, daß sie beendet sind.

1. f w die Befehle erster, zwe.ter und dritter Art _In F i g. 7 ist ein Teil der mit den Sonderregistern SR₁ r - »u« ist, oder _{und SR}^ _der Endprüfstufe 8 zusammenwirkenden

2. für die Befehle erster, zweiter und dritter Art 55 Adressen-Umwandlungsstufe 10 gezeigt, wobei Ad₁ r — »1« und η — ρ = 0 ist, oder und Ad₂ Addierer darstellen. Der Addierer Ad₁ bildet

3. für die zweite Befehlsart die Bedingung erfüllt ψ *?^ά* Befehlswiederholung ρ + 1 und speichert und r = »1« ist. ^{dies m den} P'^Tei} ^des Sonderregisters SR₂ ein. Der

AddiererAd₂ addiert die Angaben«/, und d_t in den

Eine ebenfalls zum Steuerwerk gehörende Adressen- 60 Sonderregistern SR₁ und SR₂ zu den Angaben m_x

Umwandlungsstufe 10 ändert die Datenfeldadresse und m₂ in den Befehlsregistern R₁ und R₂ und spei-

im Fall der Befehlswiederholung in Übereinstimmung chert die Summen in die Speicherplätze für /W₁ und

mit dem Inhalt des Sonderregisters, und zwar so lange, m₂ der Befehlsregister R₁ und R₂. Die Ansteuerung

wie vom Endsignalerzeuger 8 die Befehlswiederholung der Angaben m₁ und /M₂ sowie d_x und d₂ erfolgt durch

angezeigt wird. Die Stufe 10 ändert die Adressen der 65 das Einwirken eines Taktimpulses auf den Addierer/irfj.

ersten und zweiten Daten der Befehle erster und dritter Die Adressen-Umwandlungsstufe 10 führt zusätzlich

Art und die Adresse allein der ersten Daten der Befehle zu den beiden beschriebenen Vorgängen eine Um-

zweiter Art. In Abhängigkeit davon, ob die geänderten Wandlung auch des ^-Anteils der Befehle durch. Da

Claims (1)

1. 9 10

   diese aber ähnlich verläuft, wird diese Umwandlung ist darin der Übergang der Steuerung gespeichert,

   nicht beschrieben. der auf diese Befehle einwirkt.

   Die beiden Stufen 8 und 10 können in übliche Der anfängliche Inhalt der Register mit den Wort-Digitalrechner eingebaut werden, die dann erfindungs- adressen 2 bis 4 wird so angenommen, wie er in gemäß Befehle verarbeiten können, die für den Wieder- 5 F i g. 8 gezeigt ist. Nunmehr wird durch den Befehl holungsbefehlstyp und den Nichtwiederholungsbefehls- der Adressenworte K, (K + 1) beim ersten Befehlstyp den gleichen Wortaufbau haben und sich lediglich ablauf ein (/ + 1) Bit-Datenfeld ab der Speicherim Wert des Wiederholungsbits r unterscheiden. adresse (/M₁ — d_t) [hier gleich 128], die durch die

   Mit der Erfindung können also verschiedene Be- Wortadresse 3 bestimmt ist, zur Wortadresse 4 über-

   fehlstypen mit einfachem Programm sehr vorteilhaft io tragen. Da anfangs nur »0« vorhanden ist, wird der

   ausgeführt werden. Inhalt der Wortadresse 4 nicht geändert.

   Da die in den Sonderregistern enthaltenen Angaben Darauf wird, indem der Befehl (K + 2), (K + 3) über den Speicherabstand zwischen den bei der Be- übertragen wird, a\ zu (/M₁ — (I₁) addiert und ein fehlswiederholung zu verarbeitenden Datenfeldern und Vergleich zwischen dem Datenfeld M₁ der (/ + 1) die Anzahl der vorgesehenen Befehlswiederholungen 15 Bits ab der Speicheradresse /M₁ und dem aus (/ + 1) ähnlich wie die Inhalte der allgemeinen Indexregister Bits bestehenden Datenfeld der Wortadresse 4 durchgehandhabt werden können, wird damit eine sehr geführt. Da für diesen Fall M₁ > 0 ist, springt der allgemein und vielseitig verwendbare Programmier- Befehl zum ersten Befehl K, (K + 1). In diesem Augenmethode geschaffen. blick wird f ür ρ = 1 die Angabe (In₁ — o*j) an Stelle

   . . ao /W₁ in die Wortadresse 3 eingespeichert. Im Gegensatz

   Programmbeispiel _{dazu wird; wenQ der ßefehl} ^ ^_K + _{χ) ausgeführt}

   Im folgenden wird nunmehr ein Programmbeispiel wird, das Datenfeld M₁ aus (/ + 1) Bits ab der Speibeschrieben: cheradresse/W₁ in die Wortadresse 4 übertragen. Da-

   Es wird als Beispiel ein programmgesteuerter Digi- nach wird ein Vergleich auf Grund des Befehls (K+ 2), talrechner angenommen, der nutzbare Speicherele- as (/C + 3) zwischen dem Datenfeld M₂ aus (/ + 1) mente für 2^1β · 2^S = 2²¹ Bits enthält. In diesem Digi- Bits ab der Speicheradresse Qn₁ + Ci₁) und dem Datentalrechner ist jedes Bit der aus 2^ai Bits bestehenden feld M₁ der Wortadresse 4 durchgeführt. Für den Speicherelementen bitweise in einer Zeile von links Fall, daß M₁ < M₂ ist, findet ein erneuter Sprung nach rechts adressiert, und weiterhin sind diese Spei- statt, und darauf wird das Datenfeld M₂ in die Wortcherelemente zu Abschnitten von je 2^S = 32 Bits zu- 30 adresse 4 übertragen. Dieser Befehl (K + 2), (K + 3) sammengefaßt. Jeder dieser Abschnitte wird als Wort wird, wenn Μ_λ> M₂, ist, wegen r — »1« so lange bezeichnet. Jedes Wort ist von links nach rechts adres- wiederholt, bis das durch diesen Befehl spezifizierte siert, wobei die Wortadressen 2 bis 7 mit den Funk- Datenfeld größer wird als das Datenfeld M₁ der Worttionen des Indexregisters versehen sind und, falls sie adresse 4. Jedesmal, wenn der Befehl (K + 2), (K + 3) mit dem i-Anteil (derjenige Teil, der das Indexregister 35 ausgeführt wird, wird einerseits der Speicherabstand d_x spezifiziert) des Befehls spezifiziert sind, zum Index- zur Speicheradresse /M₁ und andererseits zu ρ 1 addiert, register werden. Die Wortadressen 0 bis 15 sind die- Sobald η = ρ wird, ist die vorgesehene Anzahl der jenigen Register, die nicht nur durch den /M-Anteil, Befehlswiederholungen erreicht. Der Inhalt der Wortsondern auch durch den α-Anteil des Befehls spezi- adresse 4 ist zu diesem Zeitpunkt das gesuchte Datenfizierbar sind. Die Wortadressen 0 bis 65535 sind 40 feld Mj.

   ebenfalls Speicheradressen, die den /«-Anteil der Be- Bei dem bisher beschriebenen Programm wird das

   fehle zu spezifizieren imstande sind. Suchen des maximalen Datenfelds in extrem kurzen

   In einem solchen Digitalrechner kann, wenn Daten- Programmschritten und Zeitintervallen vorgenommen,

   felder M₁, M₂ ... M_n aus positiven Daten beim An- da das Sonderregister 1 mit der Wortadresse 3 auch

   fangsbit der Bitadresse /M₁ beginnen, eine Datenfeld- 45 gleichzeitig als Indexregister verwendet werden kann,

   länge von (/ + 1) Bits aufweisen und außerdem einen welches die Datenadressen (Anteil /M₁) bei jeder Be-

   Speicherabstand von d Bits besitzen, ein Programm fehlswiederholung während der Befehlswiederholung

   zum aufeinanderfolgenden Suchen des Maximalwer- in einen Teil des Registers mit der Wortadresse 3

   tes Mi dieser Daten durch Wiederholung des folgen- überschreibt und einspeichert. Es ist zu bemerken,

   den Befehls durchgeführt werden: 50 daß, wenn die Wortadresse 3 nicht gemeinhin als

   »Vergleiche die Größe der Daten und springe zur Indexregister Verwendung findet, das Indexregister

   Adresse m, wenn gegeben ist getrennt vorgesehen und ein Programm aufgestellt

   werden muß, um die Datenadressen bei jeder Befehls*

   (jn₁ + (K—l)d₁~fn₁ + (K—l)d₁ + [)<(a)t+₁<i. wiederholung in dieses Indexregister einzuspeichern

   /(Λ 55 und um sie danach zu verwerten. Nach dem obigen

   ^ Ausführungsbeispiel ist dies nicht notwendig, so daß

   ein außerordentlich einfaches Programm erhalten wird.

   Es handelt sich also um einen Befehl zweiter Art.

   Ferner wird angenommen, daß die Wortadresse 2 Patentanspruch:
   als Sonderregister 1 und die Wortadresse 3 ebenfalls 60

   als Sonderregister 2 entsprechend F i g. 4 verwendet Digitalrechner mit einer Befehlslesestufe zum werden und die Wortadresse 4 ein arithmetisches Steuern des Lesens eines Befehls aus einem Speicher, Register darstellt, in welchem das (/ + 1) Bit-Daten- das gemäß dem Inhalt eines Befehlszählers dürchfeld (a)i₊₁ gespeichert ist. Das aus diesem Beispiel zuführen ist; einem Befehlsdecoder zum Decodiesich ergebende Programm ist in F i g. 8 gezeigt. 65 ren des aus dem Speicher ausgelesenen Befehls und

   Gemäß F i g. 8 sind in Wortadressen K, K + 1 zur Übertragung von Steuerinformation zur Durchbzw. K + 2, K + 3 zwei Befehle in der für die Pro- führung der im Befehl angezeigten Operation an grammierung üblichen Weise gespeichert; ebenfalls Steuereinheiten; einer ersten und einer zweiten

   Lese-Steuerstufe zur Steuerung des Lesens erster und zweiter Daten entsprechend dem Befehl; einer arithmetischen Steuerstufe zur Steuerung der durch den Befehl vorgeschriebenen arithmetischen Operation und/oder Entscheidung; einer Speichersteuerr stufe für das Speichern des Ergebnisses der arithmetischen Operation oder Entscheidung im Speicher bei Ausführung von Befehlen erster Art (arithmetische Befehle) und/oder dritter Art (entscheidungsabhängige Schreibbefehle für das Schrei- to ben des Entscheidungsergebnisses); einer Sprungsteuerstufe, die in Abhängigkeit von der Erfüllung von Bedingungen, die durch Befehle zweiter Art (arithmetische, Entscheidungs- und Sprungbefehle) bestimmt sind, und dem Entscheidungsergebnis feststellt, ob ein Sprung durchgeführt wird oder nicht; einem Endsignalerzeuger, der ein Signal in die Befehlslesestufe abgibt, wenn die arithmetische Operation beendet worden ist; und mit einer Adressen-Umwandlungsstufe; wobei im Befehls- *> wort ein zusätzliches Bit zur Unterscheidung zweier Befehlstypen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Bit als Wiederholungsbit (r) zur Anzeige der Wiederholbarkeit des Befehls (F i g. 1, 3) dient, daß in Sonderregisteni (Fi g. 2, 4; SRI, SR2 in Fig. 6) Angaben über den Speicherabstand (d) zwischen bei der Befehlswiederholung zu verarbeitenden Datenfeldern erster und zweiter Daten und die Anzahl (n) der vorgesehenen Befehlswiederholungen enthalten sind und daß eine Endprüfstufe (8 in F i g. S) vorgesehen ist, die einerseits den Endsignalerzeuger (9) betätigt, damit der nächste Befehl ausgeführt wird, wenn der vorhergehende Befehl abgeschlossen und das Wiederholungsbit (r) Null ist, und die andererseits bei dem Wert Eins des Wiederholungsbits (r) bestimmt, ob der zuvor ausgeführte Befehl in Abhängigkeit von der Anzahl (π) der vorgesehenen Befehlswiederholungen wiederholt werden soll oder nicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen