DE1449567B2 - Digitales Datenverarbeitungs system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein digitales Datenverarbeitungssystem mit einem Kartenleser, einem Drucker, Datenverarbeitungseinrichtungen und einem als Magnetspeicher ausgebildeten Pufferspeicher zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen einerseits und den Ein- und Ausgabegeräten andererseits.

Es sind lochkartengesteuerte Rechenmaschinen bekannt, welche neben Tabelliervorgängen auch einfache Rechenvorgänge unter dem Einfluß eines Stöpselfeldes ausführen können. Ferner sind große elektronische digitale Datenverarbeitungssysteme bekannt, welche unter dem Einfluß gespeicherter Programme viele unterschiedliche und umfangreiche Verarbeitungsvorgänge durchführen können. Diese elektronischen Datenverarbeitungssysteme haben Vorkehrungen zum Vergleichen von Zahlen und zum Verändern der Ablauffolge von Verarbeitungsvorgängen in Abhängigkeit von dem Ergebnis eines Vergleiches. Auch sind bekannte elektronische Datenverarbeitungssysteme zur Verarbeitung alphanumerischer Informationen, zum Vergleichen von Datenwörtern, zu bedingten Veränderungen der Verarbeitungsvorgänge und zu Datenübertragungen mit oder ohne Veränderung der Angabe von Daten geeignet. Diese elektronischen digitalen Datenverarbeitungssysteme sind jedoch äußerst aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein digitales Datenverarbeitungssystem zu schaffen, welches wesentlich geringeren Aufwand hat und billiger ist als bekannte elektronische Datenverarbeitungssysteme, jedoch im Gegensatz zu bekannten Rechenmaschinen eine genügend große Kapazität zur Verarbeitung alphanumerischer Informationen und zur Ausführung auch verwickelter Rechenvorgänge einschließlich bedingter Veränderungen der Verarbeitungsprogramme besitzt und dessen Speicher so klein wie möglich bemessen sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem digitalen Datenverarbeitungssystem mit einem Kartenleser, einem Drucker, Daten-

Verarbeitungseinrichtungen und einem als Magnetspeicher ausgebildeten Pufferspeichers zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen einerseits und den Ein- und Ausgabegeräten andererseits gemäß der Erfindung zur Festlegung des jeweiligen Programms eine Schalttafel und ein Programmzähler vorgesehen sind, wobei die Schalttafel auch zur Kennzeichnung des ersten und des letzten Speicherplatzes von in dem Magnetspeicher gespeicherten Operanden dient und es ermöglicht, daß Daten in Form von Operanden beliebiger Länge bis zur Kapazität des Magnetspeichers aus Lochkarten über den Magnetspeicher in die Datenverarbeitungseinrichtungen und von diesen über den Magnetspeicher an eines der genannten Ausgabegeräte übertragen werden und der Programmzähler durch ein Signal von der Schalttafel aus einer wählbaren Schrittstellung in Gang gesetzt wird und über aufeinanderfolgende Schrittstellungen Programmsignale an unterschiedliche Buchsen der Schalttafel gibt. ao

Das digitale Datenverarbeitungssystem nach der Erfindung gestattet es, alle Eigenschaften einer Tabelliermaschine mit den Rechenmöglichkeiten und Ausgabemöglichkeiten großer elektronischer Datenverarbeitungssysteme zu verwirklichen, ohne deren Aufwand und Verwickeltheit zu benötigen.

Während bei den bekannten elektronischen digitalen Datenverarbeitungssystemen das gespeicherte Programm nicht nur die internen Datenverarbeitungsvorgänge einschließlich Adressierung und Rechnen, sondern auch die verschiedensten Eingabe- und Ausgabegeräte zu steuern hat, wird der Speicher des digitalen Datenverarbeitungssystems nach der Erfindung nur zum Speichern von Daten verwendet und hat daher nur eine kleine Kapazität. Alle Steuersignale, welche für die internen Datenverarbeitungsvorgänge einschließlich Adressieren von Speicherplätzen und für die externen Arbeitsvorgänge eines Kartenlesers, eines Druckers oder eines Kartenlochers erforderlich sind, werden von der Schalttafel in Zusammenarbeit mit einem Programmzähler erzeugt.

Die Verwendung einer Schalttafel in einem Datenverarbeitungssystem ist zur Durchführung einzelner Arbeitsvorgänge wie Steuerung von Sortiervorgängen U. dgl. bekannt. Die Schalttafel des digitalen Daten-Verarbeitungssystems nach der Erfindung ist jedoch geeignet, alle Arbeitsvorgänge des Systems zu steuern. Dies wird erreicht durch die Zusammenarbeit der Schalttafel mit einem Programmzählwerk und Einrichtungen zu dessen Ingangsetzen aus einer wählbaren Schrittstellung. Da hierbei die Notwendigkeit zur Speicherung umfangreicher Programme in dem Speicher des Systems entfällt, ermöglicht das Datenverarbeitungssystem nach der Erfindung eine erhebliehe Einsparung an Aufwand.

Mit besonderem Vorteil kann bei dem Datenverarbeitungssystem nach der Erfindung die Schalttafel mit vier Reihen von je 31 Buchsen zur Kennzeichnung der Speicherplätze für die Stelle niedrigster Wertigkeit und für die Stelle höchster Wertigkeit jedes Operanden, mit Buchsen zur Steuerung des Programmzählers sowie mit 31, mit Ausgängen des Programmzählers verbundenen Buchsenschalters zur Kennzeichnung einzelner Verfahrensschritte der Datenverarbeitungseinrichtungen ausgerüstet sein. Zwischen die Schalttafelbuchsen zur Kennzeichnung der Speicherplätze für die Stelle höchster Wertigkeit und die Stelle niedrigster Wertigkeit jedes der beiden Operanden und einem Speicheradressenregister, das bei Belegung mit einer Adresse den durch die Adresse gekennzeichneten Speicherplatz zugänglich macht, kann mit Vorteil je ein einem Operanden zugeordnetes Feldzählerregister geschaltet sein, wobei jedes Feldzählerregister und das Speicheradressenregister mit einem Vergleicher verbunden sind, welcher bei Nichtübereinstimmung der im Speicheradressenregister liegenden Adresse der Stelle höchster Wertigkeit mit der im Feldzählerregister liegenden Adresse der Stelle niedrigster Wertigkeit desselben Operanden die schrittweise Weiterschaltung des Feldzählerregisters nach Überführung der Adresse der Stelle höchster Wertigkeit in diesen und damit eine Veränderung dieser Adresse unter Prüfung der Übereinstimmung nach jedem Schritt um so viele Schritte veranlaßt, bis Übereinstimmung erzielt ist.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. la, 1 b und 1 c je ekle Ebene eines Speichers,

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Datenverarbeitungs* anlage,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Speicheradressenschaltung,

F ί g. 4 ein Schaltbild der Speicheradressenschaltung,

F i g. 5 a und 5 b Schaltbilder einer Übersetzungsschaltung,

F i g. 6 ein Schaltbild der Schalttafel,

F i g. 7 ein Blockschaltbild der mit der Schalttafel verbundenen Einrichtungen der Datenverarbeitungsanlage,

F i g. 8 eine Tabelle mit Werten eines 5-Stufen-Zählers,

F i g. 9 ein Schaltbild eines Programmzählers,

F i g. 10 ein Schaltbild der ersten Stufe eines Feldzählerregisters,

Fig. 11 ein Schaltbild der letzten Stufe des Feldzählerregisters,

F i g. 12 ein Schaltbild der ersten Stufe eines Speicheradressenregisters,

F i g. 13 eine Steuerschaltung des Programmzählers.

Der Speicher besteht aus sechs Ebenen, von denen jede 961 in Form einer Matrix 31 · 31 angeordnete Speicherstellen aufweist. Die gleich bezifferten Speicherstellen der verschiedenen Ebenen bilden je einen Speicherplatz, jeder Speicherplatz kann bis zu sechs Informationsbits aufnehmen. Der Speicher kann daher 961 Zeichen speichern, die je aus 6 Bits bestehen.

Jeder Speicherplatz wird durch die Ordnungsnummer seiner waagerechten Zeile R und die Ordnungsnummer seiner senkrechten Spalte C bezeichnet. Die Bezeichnungen der einzelnen Speicherplätze lauten z. B. Rl, Cl... Rl, C2>... R2, Cl...

In Fig. la sind die ersten 160 Speicherplätze für einen Kartenleser bestimmt, der 160stellige Karten verarbeitet. Die Speicherplätze R1, Cl bis R 6, C 5 dienen zur Aufnahme von Informationen aus den 160 Kartenstellen. Die Speicherplätze R 6, C 6 bis RIO, C13 sind zur Steuerung eines Druckers bestimmt, welcher eine entsprechende Anzahl von Zeichen in einer Zeile drucken kann. Die Speicherplätze RIO, C14 bis R15, ClS sind für einen Kartenlocher bestimmt, falls ein solcher an das Datenverarbeitungssystem angeschlossen wird. Die übrigen Speicherplätze R15, C19 bis R 31, C 31 werden den Arbeitsspeicher, in weichen zu gegebener Zeit Operanden,

Zwischenergebnisse und andere Rechengrößen gespeichert werden können.

In F i g. 1 b sind die Speicherplätze R1, C1 bis R 3, C18 für einen Kartenleser bestimmt, der 90stellige Karten verarbeitet. Die PlätzeR6, C6 bis RIO, C13 sind für den Drucker und die Speicherplätze R10, C14 bis R12, C 31 für den Kartenlocher vorbehalten. Dabei ist zu beachten, daß für den Kartenleser und den Kartenlocher jeweils nur 90 Speicherplätze vorgesehen sind, da sie 90stellige Karten verarbeiten, während für den Drucker 132 Speicherplätze vorgesehen sind. Die Speicherplätze R IS, Cl bis Jl 31, C 31 bilden den Arbeitsspeicher.

In Fig. Ic sind die SpeicherstellenR1, Cl bis R 2, C14 und R 3, C1 bis R 4, C14 für einen Kartenleser bestimmt, der 80stellige Karten verarbeitet. Weitere 132 Speicherplätze sind für den Drucker vorgesehen und weitere 80 Speicherplätze für den Kartenlocher. Der übrige Bereich der Speicherplätze R13, C28 bis R31, C31 sowie Rl, C13 bis Rl, C31, RA, C15 bis R6, C5 und R11, C28 bis RU, C13 dienen als Arbeitsspeicher.

In dem in F i g. 2 gezeigten Blockschaltbild des Datenverarbeitungssystems sind sämtliche als Blöcke dargestellten Einrichtungen: Kartenleser 160, Kartenlocher 161, Speicher 157, Recheneinrichtung 158, Drucker 159, Adressensteuerung 162, Instruktionssteuerung 163, Speichervorrangschaltungen 164, gegenseitig untereinander und mit der Schalttafel 165 verbunden. Der Kartenlocher 161 ist mit der übrigen Anlage durch gestrichelte Linien verbunden, um anzudeuten, daß dieses Gerät nicht zwingend vorgesehen ist.

In F i g. 3 wird ein Blockschaltbild der Adressensteuerung 162 der F i g. 2 gezeigt. Die Schalttafel 165 ist mit der Instruktionssteuerung 163 verbunden. Steuertore 166 empfangen von der Instruktionssteuerung 163 Signale. Von der Schalttafel 165 wird Information zu den Steuertoren 166 in Form eines Musters übertragen, welches die Adresse der Stelle höchster Wertigkeit eines Operanden wiedergibt. Da die Anlage Operanden unterschiedlicher Länge verarbeiten soll, wird auch die Adresse der Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden von der Schalttafel 165 zu den Steuertoren 166 übertragen. Auf der Schalttafel 165 werden somit die Startadresse und die Endadresse jedes Operanden gesteckt. Wenn die Steuertore 166 durch ein Signal von der Instruktionssteuerung 163 wirksam werden, gelangt die Startadresse von der Schalttafel 165 zu einem Feldzählerregister FC. Danach gelangt die Startadresse in ein Speicheradressenregister MAR, wo sie den gewünschten Speicherplatz bestimmt. Zur gleichen Zeit gelangt die Endadresse von der Schalttafel 165 in das Feldzählerregister FC. Das Speicheradressenregister MAR und das Feldzählerregister FC sind mit einem Vergleicher 155 verbunden. Besteht zwischen der Startadresse im Speicheradressenregister MAR und der Endadresse im Feldzählerregister FC keine Koinzidenz, dann wird die Endadresse im Feldzählerregister FC gelöscht, die Startadresse von dem Speicheradressenregister MAR an das Feldzählerregister FC zurückgegeben, und dabei wird die Darstellung, welche den gerade belegten Speicherplatz kennzeichnet, im Feldzählerregister um 1 verändert, wodurch die Adresse für den nächstfolgenden Speicherplatz bestimmt wird.

Dieser Wert wird in das Speicheradressenregister MAR übertragen, die Endadresse wird wieder zum Vergleich in das Feldzählerregister FC gegeben, und der Vorgang wird so lange wiederholt, bis zwischen der gerade im Speicheradressenregister liegenden Adresse und der Endadresse Koinzidenz besteht; dann ist das Feldzählerregister FC um soviele Schritte verstellt worden als der Operand Stellen besitzt, und der Vergleichsvorgang kann beendet werden.

Die Adresse der Stelle höchster Wertigkeit und die Adresse der Stelle niedrigster Wertigkeit jedes

xo der Operanden wird auf der Schalttafel 165 (F i g. 6) dadurch gesteckt, daß entsprechende Verbindungsschnüre in 8 Buchsen eingesetzt werden, welche die Zeilen R und Spalten C für jede der Adressen kennzeichnen.

Diese Buchsen sind in den Reihen/, k, I und m (F i g. 6 c) der Schalttafel 165 angeordnet. Die Buchsen der Reihen/ und k kennzeichnen ReiheR und Spalte C der Stelle höchster Wertigkeit MSL. Die Buchsen der Reihen / und m kennzeichnen Reihe R

ao und Spalte C der Stelle geringster Wertigkeit LSL eines Operanden. Die Adresse eines Speicherplatzes wird durch dessen Reihe R und Spalte C in der Speichermatrix bestimmt. Die Werte MSL, R, MSL, C g bilden somit die Speicheradresse der Stelle höchster ''

as Wertigkeit und die Werte LSL, R und LSL, C die Speicheradresse der Stelle geringster Wertigkeit eines Operanden.

Jedes der je einem Operanden zugeordneten Feldzählerregister FCl, FC 2 besitzt 5-Reihen-Flipflops R und 5-Spalten-Flipflops C. Die 5-Reihen-Flipflops sind über UND-Steuertore 12-10 (Fig. 4) mit den Ausgängen eines Verschlüßlers 12-11 verbunden, dessen Eingänge über zu der Schalttafel 165 führende Leitungen, die mit PD bezeichnet sind, die Werte MSL, R erhalten. Die gleichen Reihen-Flipflops R des Feldzählerregisters FC 1 sind über 5 UND-Steuertore 12-15 mit den Ausgängen eines Verschlüßhers verbunden, der von der Schalttafel die. Werte LSL, R erhält. Die UND-Steuertore 12-10 und 12-15 werden durch Signale, die an die Eingänge 12-13 bzw. 12-14 gelegt werden, abwechselnd durchlässig geschaltet. In entsprechender Weise sind die 5-Spalten-Flipflops C des Feldzählerregisters FC 1 über UND-Steuertore 12-16 und 12-17 mit den Ausgängen

von Verschlüßlem verbunden, die durch die Werte ( MLS, C und LSL, C von der Schalttafel gespeist werden.

Das Speicheradressenregister MAR besitzt 5-Reihen-Flipflops R und 5-Spalten-Flipflops C, deren Eingänge über UND-Steuertore mit den Ausgängen der Reihen-Flipflops R und Spalten-Flipflops C der Feldzählerregister FCl und FC 2 verbunden werden können. Die Ausgänge der Flipflops des Speicheradressenregisters MA R sind mit dem Vergleicher 155 verbunden; dies ist durch eine gestrichelte Linie in F i g. 4 angedeutet. Die anderen Eingänge des Vergleichers 155 sind an die Ausgänge der Reihen-Flipflops und Spalten-Flipflops der Feldzählerregister FCl und FC 2 angeschlossen.

Bei der Eingabe der Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 1 in das Speicheradressenregister MAR durchläuft sie an der gewählten Stelle 6 Kerne der 161 Speicherplätze über eine Decodierschaltung, .welche die Ausgänge der Speicheradressen-Flipflops in ein brauchbares Muster verwandelt. Die in diesen Kernen gespeicherte Information wird abgelesen und in das Speicherdatenregister 156 (F i g. 7) gegeben. ,,Die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 1

wird in dem Feldzählerregister FCl gelöscht, und die Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 1 wird von dem Speicheradressenregister wieder an das Feldzählerregister FC 1 zurückgegeben, welches hierbei um den Wert 1 erhöht wird.

Die Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 2 wird über das Feldzählerregister FC 2 an das Speicheradressenregister MAR gegeben. Die Stelle niedrigster Wertigkeit der Operanden 2 wird aber in das Feldzählerregister FC 2 erst dann eingegeben, wenn der Operand 1 gebildet ist, also der Vergleich in dem Vergleicher 155 Koinzidenz zwischen den schrittweise veränderten Werten des Speicheradressenregisters MA1 und dem in dem Feldzählerregister FCl liegenden Wert der Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 1 festgestellt wurde. Bei der Eingabe der Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 2 in das Feldzählerregister FC 2 durchläuft sie sechs gewählte Kerne der 961 Speicherplätze, und die Information dieser Kerne wird in das Speicherdatenregister MDR 156 (F i g. 7) eingeschrieben. Die Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 2 wird nachfolgend unter Veränderung um den Wert 1 von dem Speicheradressenregister MAR zum Feldzählerregister FC 2 zurückübertragen, und der Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 2 mit der Stelle niedrigster Wertigkeit übereinstimmt.

Auf diese Weise sind die Wörter nicht auf eine bestimmte Anzahl von Buchstaben begrenzt. Ihre Länge ist vielmehr variabel. Die Veränderung der einen Stelle des Operanden kann sowohl in aufsteigendem als auch in absteigendem Sinn erfolgen, d. h., es kann zunächst die Stelle niedrigster Wertigkeit eines Operanden über das Feldzählerregister in das Speicheradressenregister MAR übertragen werden, um dann schrittweise bis zur Koinzidenz mit der Stelle höchster Wertigkeit dieses Operanden verändert zu werden, oder es wird zunächst die Stelle höchster Wertigkeit eines Operanden in das Speicheradressenregister MAR gegeben, um anschließend schrittweise bis zur Koinzidenz mit der Stelle geringster Wertigkeit verändert zu werden.

Die F i g. 5 a und 5 b zeigen eine Decodiermatrix des Speichers, in den 10 Flipflops des Speicheradressenregisters MAR 5 Bit gespeichert werden, welche die Zeilenleitung R und weitere 5 Bit, welche die Spaltenleitung C darstellen. In den Schaltungen der F i g. 5 a und 5 b sind Mittel zur Aufnahme dieser zwei Muster von Bit zur Abgabe eines Eingangs in die gewünschte Zeilenleitung R und in die gewünschte Spaltenleitung C vorgesehen. Die Figuren zeigen nur die Decodiermatrix der Spaltenleitung, für die Zeilenleitungen ist eine identische weitere Decodiermatrix vorgesehen. Die in F i g. 5 a gezeigte Decodiermatrix besteht im wesentlichen aus 12 UND-Toren, 13-001, 13-004, 13-007, 13-010, 13-013, 13-016, 13-019, 13-022,13-025,13-028,13-031 und 13-034. Die Eingänge dieser Tore sind nach ihrem Ursprung bezeichnet: MARCl bedeutet Ausgang des Spalten-Flipflops Cl des Speicheradressenregisters MAR positiv, die Bezeichnung MARC I bedeutet Ausgang des Spalten-Flipflops Cl des Speicheradressenregisters MAR negativ.

Die Ausgänge der 12 UND-Tore MALCW bis MAL C TZ kennzeichnen die Spalten 01 bis 012 der Speicheradressenleitungen. Die 8 Ausgänge MADCWL bis MADCHS werden mit jedem der vier Ausgänge MADC 09 bis MADC 012 gekoppelt und ergeben damit 32 Kombinationen. 31 dieser Kombinationen dienen dazu, eine bestimmte Spaltenleitung auszuwählen.

Soll z. B. die Spalte 1 gewählt werden, dann sind beim Spaltenteil des Speicheradressenregisters MAR alle fünf Flipflops gelöscht, da gesperrte Signale negativ sind. In diesem Zustand hätte nur das Tor 13 a-001 und Torl3a-025 negative Ausgänge. Infolgedessen

ίο wären unter den angenommenen Bedingungen nur die Signale MADCWL und MADCW positiv.

Aus Fig. 5b geht hervor, daß diese Kombination von positiven Signalen nur am UND-Tor 136-001 einen positiven Ausgang verursacht, wobei ein negatives Ausgangssignal MAECOl und AECOl abgegeben wird. Alle anderen Tore, die Eingänge der F i g. 5 a erzeugen, geben diesen gewünschten Ausgang nicht.

Die Anlage verfügt maximal über 62 Programmao schritte. Bei der normalen Ausführung der Anlage sind 31 Programmschritte vorhanden, denen weitere 31 Programmschritte hinzugefügt werden können. Für jeden Schritt gibt es eine Spalte mit 5 Buchsen, in dem die Reihen L bis F in F i g. 6 a umfassenden Schritt-Teil der Schalttafel 165, wobei sich eine Einzelbuchse oben in der Spalte befindet, und die übrigen vier Buchsen im Innern der Schalttafel paarweise verdrahtet sind. Die Buchsenspälten sind in zwei Gruppen aufgeteilt; die erste Gruppe ist von 1 bis 31 numeriert, die zweite Gruppe (Fig. 6b) ist mit 32 bis 62 numeriert.

Eine Einzelbuchse oben in jeder Buchsenspalte ist mit PRO bezeichnet; sie ist über Sammelschienen mit den arithmetischen oder logischen Verfahren verdrahtet, die während dieses Schrittes ausgeführt werden. Das mittlere Buchsenpaar ist mit OFl bezeichnet und dient zur Definition des Operanden 1. Das untere Buchsenpaar OP 2 dient zur Definition des Operanden 2.

Die Bezeichnung der Buchsen der Programmierschritte, dienen den Zeilen L bis F mit PRO, OPl oder OP 2 willkürlich und dient nur der Verdrahtung. Die Buchsen dienen gleichermaßen als Quellen der Schrittsignale. Die Einzelbuchse PRO sowie die Doppelbuchsen OP1 und OP 2 sind durch Dioden gegen Rückströme gesichert.

Die Programmschritte treten nacheinander ein, jeweils einer zu einem gegebenen Zeitpunkt. Bei jedem Stopp erhält die Anlage den Befehl zur Durchführung eines Teiles des Gesamtprogramms. Die Maschine erkennt gegebenenfalls, daß die Programmschritte in zwei Gruppen erfolgen. Wird kein anderer Befehl erteilt, dann kehrt der Programmzähler nach Durchführung des 31. Schrittes zum Schritt 1 zurück bzw. nach Durchführung des Schrittes 62 zum Schritt 32. Die normale Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Schritte kann dadurch unterbrochen werden, daß ein Sprung verdrahtet wird.

Die Buchse Start in Reihe A (F i g. 6 a) dient dazu, das Programm bei einem gewünschten Schritt bedienen zu lassen. Hierzu wird die Buchse Start an eine der Buchsen 2 bis 15 in Reihe/1 geschaltet, hierdurch wird der Programmzähler auf diesen Schritt eingestellt und nimmt von diesen an das Programm auf.

Das Feld der Operanden-1-Adresse besteht aus vier Reihen/ bis m (Fig. 6c) mit je 31 Buchsen. Die Buchsen der Reihen/ und k dienen zur Kenn-

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zeichnung von Reihe R und Spalte C der Adresse der Stelle höchster Wertigkeit (MSL) des Operanden 1, die Buchsen der Reihen I und m dienen zur Kennzeichnung der Reihe R und Spalte C der Adresse der Stelle niedrigster Wertigkeit (LSL) des Operanden 1.

Das Feld der Operanden-2-Adresse besteht ebenfalls aus Buchsen in den Reihen / bis m der Schalttafel, jedoch in deren Spalten 49 bis 80 (Fig. 6d).

In der Reihe A (F i g. 6 a, 6 b) sind in den Spalten 16 bis 60 Buchsen zur Leitung der Befehle für verschiedene Steuerungen vorgesehen, z. B. dient die Buchse Spalte 16 zum Anhalten der Anlage. Die Buchsen Spalten 25 bis 32 dienen zur absteigenden Arbeitsweise und die Buchsen Spalten 33 bis 40 zur aufsteigenden Arbeitsweise bei dem Vergleich der beiden Extremwerte eines Operanden. In der in F i g. 7 gezeigten Blockschaltung des Datenflusses führen die mit P.B. bezeichneten Leitungen zu der Schalttafel 165. Die Instruktionssteuerung 163 umfaßt eine Schaltung zur funktioneilen Gruppierung von Steuersignalen, die zur Durchführung der Operation zu entsprechenden Zeitpunkten durch die verschiedenen Funktionsteile in der Anlage erzeugt werden.

Als Beispiel sei angenommen, daß die Daten auf einer löOstelligen Lochkarte eingegeben werden. Der Kartenleser 160 entnimmt die Daten paarweise aus den Spalten 1 und 2, 3 und 4 usw. bis 159 und 160. Diese Daten gelangen Spalte um Spalte in das Datenregister MDR 156, während ein Signal von der Instruktionssteuerung 163 die Speicheradressenschaltung erregt und den ersten Speicherplatz im Speicher 157 als Leserpufferspeicher kennzeichnet. Vom Datenspeicher 156 werden die Daten in fortlaufende Speicherplätze des Bereiches Leserpufferspeicher, d.h. die Speicherplätze R1, Cl bis R 6, C 5 (F i g. 1 a), übertragen.

Soll bei bestimmten Speicherplätzen im Leserpufferspeicher eine Addition durchgeführt werden, dann werden die Operand-1-Adresse und die Operand-2-Adresse der beiden zu addierenden Stellen auf der Schalttafel 165 zusammen mit dem durchzuführenden Vorgang, d. h. Addieren und dem Schritt für die Operation, eingefügt. Bei diesem Schritt würden die Speicheradressenschaltungen, die in den F i g. 4 und 5 ausführlich dargestellt sind, die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 1 auswählen und die Information in dieser Stelle zum Datenspeicherregister MDR 156 übertragen. Solange die Stellen niedrigster Wertigkeit des Operanden 2 eingegeben wird, wird die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 1 aus dem Datenspeicherregister 156 entnommen und in einen Akkumulator 170 gegeben. Wenn diese Information den Code einer 90stelligen Karte hat, wird sie durch einen Übersetzer 171 so umgesetzt, daß sämtliche Informationen im Akkumulator 170 bei einer arithmetischen Operation im gleichen Code dargestellt sind.

Danach sind die Information der Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 2 aus dem Speicher 157 in das Datenspeicherregister 156 übertragen, so daß bei der Übertragung der Information des Operanden 1 aus dem Speicher 157 diese in dieselbe vorhergehende Stelle zurückgeschrieben wird. Da das Ergebnis der arithmetischen Operation in die Speicherplätze des Operanden 2 gegeben wird, ist es nicht nötig, die Information des Operanden 2 in den Speicher zurückzuschreiben.

Wenn sich die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 2 im Datenspeicherregister 156 befindet, wird die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 1 aus dem Akkumulator 170 in den Akkumulator 172 übertragen und die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 2 vom Datenspeicherregister 156 in den Akkumulator 170.

Bei einer arithmetischen Operation werden die Stellen niedrigster Wertigkeit des Operanden 1 und des Operanden 2 im Vergleicher 155 zu dem Zeitpunkt verglichen, da die Stellen niedrigster Wertigkeit j des Operanden 1 im Akkumulator 170 und die Stelle i niedrigster Wertigkeit des Operanden 2 im Speicher- j datenregister 156 war. Bei diesem Vergleich wird ι festgestellt, ob das Vorzeichen des Operanden 1 und das Vorzeichen des Operanden 2 gleich sind, d. h. ob beide oder keine der beiden Stellen niedrigster Wertigkeit der beiden Operanden in der Bitstelle niedrigster Wertigkeit ein Bit haben. Dies dient zur Prüfung, ob ein Übertrag von der Addition der Stellen höchster Wertigkeit des Operanden 1 und des Operanden 2 stattfinden muß oder nicht.

Die Ergebnisse der Addition erscheinen als Ausgänge von UND-Gliedern, die den Addierer 158 bilden, und das Ausgangsbild wird zum Datenspeicherregister 156 übertragen. Sobald die Information in diesem Register gespeichert ist, wird sie von dort in den Speicherplatz des Operanden 2 übertragen.

Der Additionsvorgang, bei dem die Stellen höchster Wertigkeit des Operanden 1 und des Operanden 2 bis zu dem Zeitpunkt kombiniert werden, dauert so lange an, bis sowohl die Operand-1- als auch die Operand-2-Adresse beendet ist. Soll zu diesem Zeitpunkt nichts weiteres mehr erfolgen, dann rückt der Programmzähler zum nächsten Schritt vor.

Das in F i g. 8 dargestellte Muster der Ausgänge eines Zählers mit 32 Schritten entspricht einem 5-Stufen-Zähler, welcher die fünfte Bitposition B1 und die dritte Bitposition B 3 vergleicht. Bei Gleichheit der Bits wird der Zähler nach rechts geschoben, wobei in die rechte oder linke Bitposition B 5 eine 1 eingefügt wird. Wenn die Bits in der dritten und fünften Position ungleich sind, wird der Zähler nach rechts verschoben und eine Null in die linke oder rechte Bitposition eingegeben.

Das Schaltbild eines 5-Stufen-Zählers ist in F i g. 9 wiedergegeben. Dieser Zähler enthält 5 Flipflops 044 bis 048. Eine schrittweise Veränderung der Einstellung der Flipflops wird durch ein positives Signal auf der Leitung 172 erreicht. Ein negatives Signal auf der Leitung 170 führt direkt an die linke Seite der Flipflops 044 bis 048 und bewirkt die Löschung des Zählerstandes. Ein positives Signal auf der Leitung 171 bewirkt eine sprunghafte Verstellung des Zählerstandes in Verbindung mit einem Signal PS, PROG, Cl auf einen vorbestimmten Schritt.

Nach jeder Einstellung der Flipflops 044 bis 048 des Zählers wird geprüft, ob die Einstellung des Flipflops 046 und 048 miteinander übereinstimmen. Wenn die Ausgangszustände des Flipflops 046, 048 gleich sind, gelangt ein Signal über ein UND-Tor 083 oder ein UND-Tor 084 als Eingang zu einem ODER-Tor 081. Der Ausgang dieses Tores wird an das UND-Tor 064 gelegt. Beim nächsten Verschiebesignal auf der Leitung 172 hat dann das UND-Tor 064 zwei Eingänge, und sein Ausgang stellt das Flipflop 044 ein. Die Änderung der Ausgänge der Flip-

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flops 044 bis 048 von 00000 :10000 kann als eine wird, führt die Steuerleitung 108 B ein Signal, das an Rechtsverschiebung und als die Einfügung einer Eins die Tore 023 und 028 gelangt. Ist in der R 1-Stelle bei der Feststellung, daß die Bits 3 und 5 gleich ein Bit vorhanden, liegt das Signal MARRI am zweiwaren, angesehen werden. ten Eingang des UND-Tores 023, und dadurch wird

Sind die Ausgangszustände der Flipflops 046 und 5 Flipflop 007 in den Eins-Einstellzustand geschaltet.

048 ungleich, dann legt eines der UND-Tore 085 Ist in der R 1-Stelle des Speicheradressenregisters

oder 086 ein Signal über das ODER-Tor 082 an das MAR kein Bit vorhanden, dann liegt das Signal

UND-Tor 065, so daß das Flipflop 044 bei dem nach- MAAR 1 am zweiten Eingang des UND-Tores 028,

sten Verschiebesignal auf Leitung 172 auf Null ge- und der Flipflop 007 wird in den Null-Einstellzustand

stellt wird. io geschaltet.

Die übrigen Flipflops 045 bis 048 nehmen bei Wenn das Feldzählerregister FCl in einer aufstei-

jedem Verschiebesignal den Ausgangszustand der genden Übertragung tätig wird, prüft jede Stufe, mit

vorhergehenden Stufe an. Dies geschieht, weil das Ausnahme der ersten, die Einstellung der vorher-

Verschiebesignal an beide Seiten eines jeden Flipflops gehenden Stufe und nimmt deren Zustand an, d. h.,

gelangt. Beispielsweise beim Flipflop 045 über die 15 es findet eine Rechtsverschiebung statt. Bei einer

UND-Tore 067 und 068. Wenn ein Verschiebesignal abnehmenden Übertragung nimmt jede Stufe, mit

auf Leitung 172 auftritt, erhält jedes dieser UND- Ausnahme der fünften, den Zustand der nachfolgen-

Tore ein Signal. Dasjenige der beiden UND-Tore, den Stufe an, d. h., es findet eine Linksverschiebung

welche das Signal durchlassen kann, wird durch die statt. Die Tore 022 und 027 führen diese Funktion

Einstellung des vorhergehenden Flipflops bestimmt. 20 unter dem Einfluß eines Signals auf Steuerleitung 107

War in der vorhergehenden Stufe ein Bit gespeichert, durch.

dann ist das Tor 067 vorbereitet. Dadurch wird nun- Die fünfte Stufe R 5 des Feldzählerregisters FCl,

mehr Flipflop 045 in den Eins-Zustand geschaltet. die in Fig. 11 gezeigt ist, weicht bei einer absteigen-

War umgekehrt in der vorhergehenden Stufe eine den Operation in der Arbeitsweise von den vier vor-

NuIl gespeichert, dann ist Tor 068 vorbereitet und 25 hergehenden Stufen ab, ebenso wie die erste Stufe

Flipflop 045 wird nunmehr auf Null gestellt. R1 des Feldzählerregisters FCl bei einer aufsteigen-

Werden 62 Programmschritte benötigt, dann sind den Operation von den vier übrigen Stufen R 2 bis

zwei 5-Stufen-Zähler gemäß F i g. 9 vorgesehen. Der R 4 abweicht. Wird eine 1 in die erste Stufe R1 bei

Wechsel von den ersten 31 Schritten zu den nach- einer aufsteigenden Übertragung beschrieben, dann

sten 31 Schritten wird von der Schalttafel aus ge- 30 soll die Information verschoben werden, wenn bei

steuert. Zwischen den Zählern besteht keine Ver- einem vorhergehenden Schritt die dritte und fünfte

bindung. Stufe gleich waren, d. h. wenn beide Einsen oder

In Fig. 10 ist die Schaltung eines der fünf Flip- Nullen enthielten. Da die Information, die sich in der

flops 007 des Feldzählerregisters FCl dargestellt. Die fünften Stufe befand, verlorengeht, wenn der Zähler

übrigen Reihen-Flipflops R 2 bis RS und die fünf 35 aufsteigend arbeitet, können die frühere dritte Stufe,

Spalten-Flipflops C des Feldzählerregisters FCl sind die zur neuen vierten Stufe wurde, und die neue erste

entsprechend ausgebildet. Mit allen Stufen des Feld- Stufe geprüft werden, um festzustellen, wie die vor-

zählerregistersFCl sind sieben Steuerleitungen 100, herige fünfte Stufe (nun verloren) aussah. Wenn nach

101, 102, 105, 107, 108 B, 150 verbunden. Zu Be- Durchführung des Schaltschrittes bei absteigender

ginn einer Operation erscheint ein Löschsignal auf 40 Arbeitsweise eine Eins in der ersten Stufe und eine

der Steuerleitung 100, welches jede Flipflopstufe in Eins in der vierten Stufe vorhanden ist, dann bedeutet

den 1-Einstellzustand schaltet. Die Signale sind nach dies, daß in der früheren fünften Stufe eine Eins vor-

den Steuerleitungen bezeichnet. Wird eine Stelle des handen war und entsprechend, wenn in der ersten

Operanden in die Stufe des Feldzählerregisters FCl Stufe eine Null und in der vierten Stufe eine Null

eingebracht, dann führt Steuerleitung 101 ein Signal, 45 ist, dann befand sich in der vorhergehenden fünften

das an ein UND-Tor 024 gelangt. Wird ein zweites Stufe eine Eins. Wenn umgekehrt eine Eins in der

Signal zum UND-Tor 024 geführt, dann wird der ersten Stufe und eine Null in der vierten Stufe ist,

Flipflop 007 in den Null-Einstellzustand umgeschaltet. dann war in der vorherigen fünften Stufe eine Null,

Im Falle einer aufsteigenden Operation wird ein und ist in der ersten Stufe eine Null und in der vierten Signal auf Steuerleitung 102 nach dem Löschsignal 50 Stufe eine Eins vorhanden, dann befand sich in der zur Einstellung des der Stelle niedrigster Wertigkeit fünften Stufe bei der vorhergehenden Zählung eine zugeordneten Flipflops im Feldzählerregister FCl Null. Die Schaltung zur Durchführung dieses Verübertragen. Soll das Feldzählerregister vorgerückt gleiches besteht aus den UND-Toren 094, 095, 090 werden, dann erscheint auf der Steuerleitung 105 ein und dem Verstärker 086 sowie aus den UND-Toren Signal und gelangt zu den UND-Toren 021 und 026. 55 096, 097, 091 und dem Verstärker 087. Der weitere Eingang zu jedem dieser Tore ergibt sich F i g. 12 zeigt eine Stufe des Speicheradressenaus einem Vergleich der Ausgangszustände des drit- registers MAR, welche die Reihenadressen MAR-R1 ten und fünften Flipflops. Sind die Ausgänge dieser speichert. Der Flipflop 009, der als MAR-Rl be-Flipflops gleich, dann geben die Torkombinationen zeichnet ist, ist über verschiedene UND-Tore 037 bis 094 oder 095 und 090 über einen Verstärker 086 60 041 an vier Steuerleitungen 107 B, 117 B, 1655 und einen Eingang an ein UND-Tor 021. Wenn die Aus- 153 angeschlossen. Die beiden einzigen Signale, die gänge des dritten und fünften Flipflops ungleich sind, hier interessieren, sind die Signale auf den Steuerliegen die Torkombinationen 096 oder 097 und 091 leitungen 107Z? und 1ΠΒ. Sie übertragen die in den über einen Verstärker 087 einen Eingang an ein Feldzählerregistern FCl und FC 2 festgehaltenen UND-Tor 026. Die Anordnung ist dieselbe wie bei 65 Adressen zum Speicheradressenregister MAR. dem in F i g. 9 dargestellten Programmzähler. Werden Informationen vom Feldzählerregister

Wenn der Inhalt des Speicheradressenregisters FCl in das Speicheradressenregister MAR über-MAR an das Feldzählerregister FCl zurückgegeben tragen, dann führt Steuerleitung 107 B ein Signal zu

den UND-Toren 037 und 040. Ist die Stufe R1 des Feldzählerregisters FC 1 ein Bit vorhanden, dann liegt Signal FCITJI am zweiten Eingang des UND-Tores 037, und der Flipflop 009 wird zur Wiedergabe dieser Tatsache in den Eins-Einstellzustand geschaltet. Führt Stufe R1 des Feldzählerregisters FC 1 hingegen kein Bit, dann liegt Signal FCl, Rl am zweiten Eingang des UND-Tores 040, und Flipflop 009 wird in den Null-Einstellzustand geschaltet.

Die in F i g. 13 dargestellte Steuerschaltung für den Programmzähler (Fig. 9) gibt die Signale 170A, IJOB, Π1Α, 1715, 172.4 und 1725 ab, wobei die Signale A den ersten Programmzähler 1 und die Signale B einen zweiten Programmzähler steuern, wenn die 62-Schrittfolge angewendet wird. Die Einstellseite eines Flipflops 041 steuert die Signale 170 und 171, und die Löschseite dieses Flipflops steuert die Signale 172. Der Flipflop 041 wird jedesmal, wenn ein Signal PP 2 mit Intervallen von 8 μ8 auftritt, ge-

löscht. Wenn 4 μβ danach Signal FFO erscheint und falls der vorhergehende Programmschritt beendet ist, ein Signal EP erscheint, liefern die UND-Tore 035 und 036 Ausgangssignale, die als Signale 172,4 und 172 B an den Klemmen auftreten und den Programmzähler nach der Beschreibung zu F i g. 9 vorrücken. Der Programmzähler wird gelöscht und springt gegebenenfalls in eine voreingestellte Ausgangslage, wenn der Flipflop 041 eingestellt ist und die Erzeugung eines der Signale 170, 171 ermöglicht. Die Einstellung des Flipflops 041 kann zum Zeitpunkt TP 3 erfolgen, falls ein Befehl zur Voreinstellung des Programmzählers aus der Reihet der Schalttafel an dem ODER-Tor 069 vorliegt und die Eingangsbedingungen eines UND-Tores 076 erfüllt sind. Liegen Signale an allen drei Eingängen des UND-Tores 061, dann gelangt ein Steuersignal an den linken Eingang des Flipflops 041, durch das das Flipflop in den Eins-Einstellzustand geschaltet wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Digitales Datenverarbeitungssystem mit einem Kartenleser, einem Drucker, Datenverarbeitungseinrichtungen und einem als Magnetspeicher ausgebildeten Pufferspeicher zwischen den Datenverarbeitungseinrichtungen einerseits und den Ein- und Ausgabegeräten andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des jeweiligen Programms eine Schalttafel (F i g. 6) und ein Programmzähler (F i g. 9) vorgesehen sind, wobei die Schalttafel (F i g. 6 c, Reihen/, k, I, m) auch zur Kennzeichnung des ersten und des letzten Speicherplatzes von in dem Magnetspeicher gespeicherten Operanden dient und es ermöglicht, daß Daten in Form von Operanden beliebiger Länge bis zur Kapazität des Magnetspeichers aus Lochkarten über den Magnetspeicher (157) in die Datenverarbeitungseinrichtungen (158, Fig. 7) und von diesen über den Magnetspeicher (157) an eines der genannten Ausgabegeräte (159) übertragen werden und daß der Programmzähler (F i g. 9) durch ein Signal von der Schalttafel (F i g. 6, Reihe A) aus einer wählbaren Schrittstellung in Gang gesetzt wird und über aufeinanderfolgende Schrittstellungen Programmsignale an unterschiedliche Buchsen (F i g. 6 a, 6 b, Reihen L bis P) der Schalttafel gibt.

2. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmzähler über fünf Flip-Flop-Stufen (044 bis 048, F i g. 9) verfügt, welche über einen Entschlüßler mit 31 verschiedenen Buchsen (Fig. 6a, 6b, ReihenL bis P) der Schalttafel verbunden sind, wodurch 31 getrennte Programmschritte sequenziell möglich sind.

3. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetspeicher (157) aus einer Magnetkernmatrix mit 961 Stellen besteht, die in 31 Zeilen und 31 Spalten angeordnet sind und wovon jede Stelle eine aus 6 Bits bestehende Darstellung speichern kann.

4. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttafel mit 4 Reihen von je 31 Buchsen (Fig. 6c, Reihen/ bis m) zur Kennzeichnung der Speicherplätze für die Stelle niedrigster Wertigkeit und für die Stelle höchster Wertigkeit jedes Operanden, mit Buchsen (Fig. 6a, Reihet) zur Steuerung (Löschen, Fortschalten, Voreinstellen) des Programmzählers sowie mit 31 mit Ausgängen des Programmzählers verbundenen Buchsenspalten (F i g. 6 a, Reihen L bis P) zur Kennzeichnung einzelner Verfahrensschritte der Datenverarbeitungseinrichtungen ausgerüstet ist.

5. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Schalttafelbuchsen (F i g. 6 c, Reihen / bis m) zur Kennzeichnung der Speicherplätze für die Stelle höchster Wertigkeit und die Stelle niedrigster Wertigkeit jedes der beiden Operanden und einem Speicheradressenregister (MAR), das bei Belegung mit einer Adresse den durch die Adresse gekennzeichneten Speicherplatz zugänglich macht, je ein einem Operanden zugeordnetes Feldzählerregister (FC) geschaltet ist, daß jedes Feldzählerregister (FC) und das Speicheradressenregister (MAR) mit einem Vergleicher (155) verbunden sind, welcher bei Nichtübereinstimmung der im Speicheradressenregister (MAR) liegenden Adresse der Stelle höchster Wertigkeit mit der im Feldzählerregister (FC) liegenden Adresse der Stelle niedrigster Wertigkeit desselben Operanden die schrittweise Weiterschaltung des Feldzählerregisters (FC) nach Überführung der Adresse der Stelle höchster Wertigkeit in dieses und damit eine Veränderung dieser Adresse unter Prüfung der Übereinstimmung nach jedem Schritt um so viele Schritte veranlaßt, bis Übereinstimmung erzielt ist.

6. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Feldzählerregister (FC 1, FC2 in Fig. 4) 5 Flip-Flop zur Kennzeichnung der Reihe und 5 Flip-Flop zur Kennzeichnung der Spalte einer Adresse aufweist, welche je über Verschlüßler (12-11) von Buchsen (F i g. 6 c, Reihen / bis m) der Schalttafel angesteuert werden.