DE1449567C3 - Digitales Datenverarbeitungssystem - 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. .

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 hur 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 erhebliche 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, Ib und 1 c je eine Ebene eines Speichers,

F i g. 2 ein Blockschaltbild der Datenverarbeitungsanlage,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Speicheradressenschaltung, .

F i 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,

Fig. 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. .. R 1, C3 .. . Rl, Cl. ..

In F i g. 1 a sind die ersten 160 Speicherplätze für einen Kartenleser bestimmt, der 160steIlige Karten verarbeitet. Die Speicherplätze R1, Cl bis'R6, CS dienen zur Aufnahme von¹ Informationen aus den 160 Kartenstellen. Die Speicherplätze R 6, C 6 bis Λ10, C13 sind zur Steuerung eines Druckers bestimmt, welcher eine entsprechende Anzahl von Zeichen in einer Zeile drucken kann. Die Speicherplätze R10, C14 bis R15, C18 sind für einen Kartenlocher bestimmt, falls ein solcher an das Datenverarbeitungssystem angeschlossen wird. Die übrigen Speicherplätze R15, C19 bis R31\ C 31 werden den Arbeitsspeicher, in welchen 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 Plätze R 6, C 6 bis R 10, C13 sind für den Drucker und die Speicherplätze R 10, C .14 bis R 12, 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)? 15, Cl bis R 31, C 31 bilden den Arbeitsspeicher.

In Fig. Ic sind die SpeicherstellenR1, Cl bis R 2, C14 und R 3, Cl 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 Λ13, C28 bis R 31, C31 sowie Rl, C13 bis Rl, ao C31, A4, C15 bis R6, CS und R 11, C28 bis RU, C 13 dienen als Arbeitsspeicher.

In dem in F i g. 2 gezeigten Blockschaltbild des Datenverarbeitungssystems sind sämtliche als Blöcke dargestellten Einrichtungen: Kartenleser 160, Karten- as locher 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 Instruktionssteue_: rung 163 Signale. Von der Schalttafel 165 wird Information zu den Steuertoren 166 in Form eines Musters übertragen, welches die Adresse der Stelle hochster 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 der Operanden wird auf der Schalttafel 165 (Fig. 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 Reihe R und Spalte C der Stelle höchster Wertigkeit MSL. Die Buchsen der Reihen / und m kennzeichnen Reihe R 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 bilden somit die Speicheradresse der Stelle höchster 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 1 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 Verschlüßlern verbunden, die durch die Werte MLS, C und LSL, C von der Schalttafel gespeist werden. ■

Das Speicheradressenregister MAR besitzt 5-Reihen-FIipflops R und 5-Spalten-Flipflops C, deren Eingänge über UND-Steuertore mit den Ausgängen der Reihen-Flipflops R und Spalten-Flipflops C der Feldzählerregister FC 1 und FC 2 verbunden werden können. Die Ausgänge der Flipflops des Speicheradressenregisters MAR 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 FC 1 und FC 1 angeschlossen.

Bei der Eingabe der Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 1 in das Speicheradressenregister MA R 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 J zurückgegeben, welches hierbei um den Wert 1 erhöht wird.

Die Stelle höchster Wertigkeit des Operanden 2 wird über das Feldzählcrregister FC 2 an das Speicheradressenregistcr MAR gegeben. Die Stelle niedrigster Wertigkeit der Operanden 2 wird aber in das

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 Tor 13 a-025 negative Ausgänge. Infolgedessen

Feldzählerregister FC2 erst dann eingegeben, wenn io wären unter den angenommenen Bedingungen nur der Operand 1 gebildet ist, also der Vergleich in dem die Signale MADCWi und MADCW positiv. Vergleicher 155 Koinzidenz zwischen den schrittweise Aus Fig. 5 b geht hervor, daß diese Kombination veränderten Werten des Speicheradressenregisters von positiven Signalen nur am UND-Tor 13 M)Ol MA1 und dem in dem Feldzählerregister FCl liegen- einen positiven Ausgang verursacht, wobei ein negaden Wert der Stelle niedrigster Wertigkeit des Ope- 15 tives Ausgangssignal MAECOl und AECOl abgeranden 1 festgestellt wurde. Bei der Eingabe der Stelle geben wird. Alle anderen Tore, die Eingänge der höchster Wertigkeit des Operanden 2 in das Feld- Fig. 5a erzeugen, geben diesen gewünschten Auszählerregister FC 2 durchläuft sie sechs gewählte gang nicht.

Kerne der 961 Speicherplätze, und die Information Die Anlage verfügt maximal über 62 Programmdieser Kerne wird in das Speicherdatenregister ao schritte. Bei der normalen Ausführung der Anlage MDR 156 (Fig. 7) eingeschrieben. Die Stelle hoch- sind 31 Programmschritte vorhanden, denen weitere ster Wertigkeit des Operanden 2 wird nachfolgend 31 Programmschritte hinzugefügt werden können, unter Veränderung um den Wert 1 von dem Speicher- Für jeden Schritt gibt es eine Spalte mit 5 Buchsen, adressenregister MAR zum Feldzählerregister FC2 in dem die ReihenL bis F in Fig. 6a umfassenden zurückübertragen, und der Vorgang wiederholt sich 25 Schritt-Teil der Schalttafel 165, wobei sich eine Einso lange, bis die Stelle höchster Wertigkeit des Ope- zelbucb.se oben in der Spalte befindet, und die übrigen randen 2 mit der Stelle niedrigster Wertigkeit über- vier Buchsen im Innern der Schalttafel paarweise vereinstimmt, drahtet sind. Die Buchsenspalten sind in zwei Grup-

Auf diese Weise sind die Wörter nicht auf eine pen aufgeteilt; die erste Gruppe ist von 1 bis 31

bestimmte Anzahl von Buchstaben begrenzt. Ihre 30 numeriert, die zweite Gruppe (Fig. 6b) ist mit 32

Länge ist vielmehr variabel. Die Veränderung der bis 62 numeriert, 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 35 drahtet, die während dieses Schrittes ausgeführt wer-

Speicheradressenregister M4.R übertragen werden, den. Das mittlere Buchsenpaar ist mit OP1 bezeichum 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 Speicheradressen- 40
register 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 Speicher- 45 Doppelbuchsen OFl und OP 2 sind durch Dioden

adressenregisters MAR 5 Bit gespeichert werden, gegen Rückströme gesichert.

welche die Zeilenleitung R und weitere 5 Bit, welche Die Programmschritte treten nacheinander ein, jedie Spaltenleitung C darstellen. In den Schaltungen weils einer zu einem gegebenen Zeitpunkt. Bei jedem der F i g. 5 a und 5 b sind Mittel zur Aufnahme dieser Stopp erhält die Anlage den Befehl zur Durchführung zwei Muster von Bit zur Abgabe eines Eingangs in 50 eines Teiles des Gesamtprogramms. Die Maschine die gewünschte Zeilenleitung R und in die gewünschte erkennt gegebenenfalls, daß die Programmschritte in Spaltenleitung C vorgesehen. Die Figuren zeigen nur . zwei Gruppen erfolgen. Wird kein anderer Befehl die Decodiermatrix der Spaltenleitung, für die Zeilen- erteilt, dann kehrt der Programmzähler nach Durchleitungen ist eine identische weitere Decodiermatrix führung des 31. Schrittes zum Schritt 1 zurück bzw. vorgesehen. Die in F i g. 5 a gezeigte Decodiermatrix 55 nach Durchführung des Schrittes 62 zum Schritt 32. besteht im wesentlichen aus 12 UND-Toren, 13-001, Die normale Reihenfolge der aufeinanderfolgenden 13-004, 13-007, 13-010, 13-013, 13-016, 13-019, Schritte kann dadurch unterbrochen werden, daß ein 13-022,13-025,13-028,13-031 und 13-034. Die Ein- Sprung verdrahtet wird. ' ... gänge dieser Tore sind nach ihrem Ursprung bezeich- Die Buchse Start in Reihe A (F i g. 6 a) dient dazu, net: MARCl bedeutet Ausgang des Spalten-Flipflops 60 das Programm bei einem gewünschten Schritt be-Cl des Speicheradressenregisters ΜΛ/? positiv, die dienen zu lassen. Hierzu wird die Buchse Start an Bezeichnung MARC! bedeutet Ausgang des Spalten-Flipflops Cl des Speicheradressenregisters MAR
negativ.

Die Ausgänge der 12 UND-Tore MAL C ÜI bis 65 auf.

MALCTl kennzeichnen die Spalten 01 bis 012 der Das Feld der Operanden-1-Adresse besteht aus Speicheradressenleitungen. Die 8 Ausgänge MADCWL
bis MADCOH werden mit jedem der vier Ausgänge

Eine Einzelbuchse oben in jeder Buchsenspalte ist mit FjRO bezeichnet; sie ist über Sammelschienen mit den arithmetischen oder logischen Verfahren ver-

net und dient zur Definition des Operanden 1. Das untere Buchsenpaar OF 2 dient zur Definition des Operanden 2.

Die Bezeichnung der Buchsen der Programmierschritte, dienen den Zeilen L bis F mit PRO, OPl oder OF 2 willkürlich und dient nur der Verdrahtung. Die Buchsen dienen gleichermaßen als Quellen der Schrittsignale. Die Einzelbuchse PRO sowie die

eine der Buchsen2 bis 15 in Reihet geschaltet, hierdurch wird der Programmzähler auf diesen Schritt eingestellt und nimmt von diesen an das Programm

vier Reihen/ bis rri (F i g. 6 c), 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/ 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 (Fig. 6a, 6b) 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 funktiönellen 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 160stelligen 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 156j während ein Signal von" der In- "struktionssteuerung 163 die Speicherädressenschaltung erregt und den: ersten Speicherplatz im Speicher 157 als Leserpufferspeicher kennzeichnet. Vom Datenspeicher 156 werden die Daten jn fortlaufende Speicherplätze des Bereiches Leserpufferspeicher, d.h. die Speicherplätze Rl, Cl bis R 6, C 5 (F i g. 1 ä), 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 Öatenspeicherregister 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 iin 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 des Operanden 1 im Akkumulator 170 und die Stelle niedrigster Wertigkeit des Operanden 2 im Speicherdatenregister 156 war. Bei diesem Vergleich wird 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 Äusgangsbild 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 Bitpositipn eingegeben.

Das Schaltbild eines 5-Stufen-Zählers ist in Fig. 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 de'r 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 Verschiebesignaiauf 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 Rechtsverschiebung und als die Einfügung einer Eins bei der Feststellung, daß die Bits 3 und 5 gleich waren, angesehen werden. '

Sind die Ausgangszustände der Flipflops 046 und 048 ungleich, dann legt eines der UND-Tore 085 oder 086 ein Signal über das ODER-Tor 082 an das UND-Tor 065, so daß das Flipflop 044 bei dem nächsten Verschiebesignal auf Leitung 172 auf Null gestellt wird. ίο

Die übrigen Flipflops 045 bis 048 nehmen bei jedem Verschiebesignal den Ausgangszustand der vorhergehenden Stufe an. Dies geschieht, weil das Verschiebesignal an beide Seiten eines jeden Flipflops gelangt. Beispielsweise beim Flipflop 045 über die UND-Tore 067 und 068. Wenn ein Verschiebesignal auf Leitung 172 auftritt, erhält jedes dieser UND-Tore ein Signal. Dasjenige der beiden UND-Tore, , welche das Signal durchlassen kann, wird durch die Einstellung des vorhergehenden Flipflops bestimmt. War in der vorhergehenden Stufe ein Bit gespeichert, dann ist das Tor 067 vorbereitet. Dadurch wird nunmehr Flipflop 045 in den Eins-Zustand geschaltet. War umgekehrt in der vorhergehenden Stufe eine Null gespeichert, dann ist Tor 068 vorbereitet und Flipflop 045 wird nunmehr auf Null gestellt.

Werden 62 Programmschritte benötigt, dann sind zwei 5-Stufen-Zähler gemäß F i g. 9 vorgesehen. Der Wechsel von den ersten 31 Schritten zu den nächsten 31 Schritten wird von der Schalttafel aus gesteuert. Zwischen den Zählern besteht keine Verbindung.

In Fig. 10 ist die Schaltung eines der fünf Flipflops 007 des Feldzählerregisters FCl dargestellt. Die übrigen Reihen-Flipflops R 2 bis RS und die fünf Spalten-Flipflops C des Feldzählerregisters FCl sind entsprechend ausgebildet. Mit allen Stufen des Feldzählerregisters FCl. sind sieben Steuerleitungen 100, 101, 102, 105, 107, 108 B, 150 verbunden. Zu Beginn einer Operation erscheint ein Löschsignal auf der Steuerleitung 100, welches jede Flipflopstufe in den 1-Einstellzustand schaltet. Die Signale sind nach den Steuerleitungen bezeichnet. Wird eine Stelle des Operanden in die Stufe des Feldzählerregisters FCl eingebracht, dann führt Steuerleitung 101 ein Signal, das an ein UND-Tor 024 gelangt. Wird ein zweites Signal zum UND-Tor 024 geführt, dann wird der Flipflop 007 in den Null-Einstellzustand umgeschaltet.

Im Falle einer aufsteigenden Operation wird ein Signal auf Steuerleitung 102 nach dem Löschsignal zur Einstellung des der Stelle niedrigster Wertigkeit zugeordneten Flipflops im Feldzählerregister FCl übertragen. Soll das Feldzählerregister vorgerückt werden, dann erscheint auf der Steuerleitung 105 ein Signal und gelangt zu den UND-Toren 021 und 026. Der weitere Eingang zu jedem dieser Tore ergibt sich aus einem Vergleich der Ausgangszustände des dritten und fünften Flipflops. Sind die Ausgänge dieser Flipflops gleich, dann geben die Torkombinationen 094 oder 095 und 090 über einen Verstärker 086 einen Eingang an ein UND-Tor 021. Wenn die Ausgänge des dritten und fünften Flipflops ungleich sind, liegen die Torkombinationen 096 oder 097 und 091 über einen Verstärker 087 einen Eingang an ein UND-Tor 026. Die Anordnung ist dieselbe wie bei dem in F i g. 9 dargestellten Programmzähler.

Wenn der Inhalt des Speicheradressenregisters MAR. an das Feldzählerregister FCl zurückgegeben wird, führt die Steuerleitung 108ß ein Signal, das an die Tore 023 und 028 gelangt. Ist in der Al-Stelle ein Bit vorhanden, liegt das Signal MARRT am zwei-^ ten Eingang des UND-Tores 023, und dadurch wird Flipflop 007 in den Eins-Einstellzustand geschaltet. Ist in der R 1-Stelle des Speicheradressenregisters MAR kein Bit vorhanden, dann liegt das Signal MAARl am zweiten Eingang des UND-Tores 028, und der Flipflop 007 wird in den Null-Einstellzustand geschaltet.

Wenn das Feldzählerregister FCl in einer auf steigenden Übertragung tätig wird, prüft jede Stufe, mit Ausnahme der ersten, die Einstellung der .vorhergehenden Stufe und nimmt deren Zustand an, d. h., es findet eine Rechtsverschiebung statt. Bei einer abnehmenden Übertragung nimmt jede Stufen mit Ausnahme der fünften, den Zustand der nachfolgenden Stufe an, d.h., es findet eine Linksverschiebung statt Die Tore 022 und 027 führen diese Funktion unter dem Einfluß eines Signals auf Steuerleitung 107 durch. ·

Die fünfte Stufe/? 5 des Feldzählerregisters FCl, die in Fig. 11 gezeigt ist, weicht bei einer absteigenden Operation in der Arbeitsweise von den vier vorhergehenden Stufen ab, ebenso wie die erste Stufe Rl des Feldzählerregisters FCl bei einer aufsteigenden Operation von den vier übrigen Stufen R 2 bis R4 abweicht. Wird eine 1 in die erste Stufe Al bei einer aufsteigenden Übertragung beschrieben, dann soll die Information verschoben werden, wenn bei einem vorhergehenden Schritt die dritte und fünfte Stufe gleich waren, d.h. wenn beide Einsen oder Nullen enthielten. Da die Information, die sich in der fünften Stufe befand, verlorengeht, wenn der Zähler aufsteigend arbeitet, können die frühere dritte Stufe, die zur neuen vierten Stufe wurde, und die neue erste Stufe geprüft, werden, um festzustellen, wie die vorherige fünfte Stufe (nun verloren) aussah. Wenn nach Durchführung des Schaltschrittes bei absteigender Arbeitsweise eine Eins in der ersten Stufe und eine Eins in der vierten Stufe vorhanden ist, dann bedeutet dies, daß in der früheren fünften Stufe eine Eins vorhanden war und entsprechend, wenn in der ersten Stufe eine Null und in der vierten Stufe eine Null ist, dann befand sich in der vorhergehenden fünften Stufe eine Eins. Wenn umgekehrt eine Eins in der ersten Stufe und eine Null in der vierten Stufe ist, dann war in der vorherigen fünften Stufe eine Null, und ist in der ersten Stufe eine Null und in der vierten Stufe eine Eins vorhanden, dann befand sich in der fünften Stufe bei der vorhergehenden Zählung eine Null. Die Schaltung zur Durchführung dieses Vergleiches besteht aus den UND-Toren 094, 095, 090 und dem Verstärker 086 sowie aus den UND-Toren 096, 097,091 und dem Verstärker 087.

F i g. 12 zeigt eine Stufe. des Speicheradressenregisters MAR, welche die Reihenadressen MAR-Rl speichert. Der Flipflop009, der als MAR-Rl bezeichnet ist, ist über verschiedene UND-Tore 037 bis 041 an vier Steuerleitungen 107 B, 1175, 165 B und 153 angeschlossen. Die beiden einzigen Signale, die hier interessieren, sind die' Signale auf den Steuerleitungen 1075 und 1Γ7Β. Sie übertragen die in den Feldzählerregistern FCl und FC 2 festgehaltenen Adressen zum Speicheradressenregister MAR.

Werden Informationen vom Feldzählerregister FCl in das Speicheradressenregister MAR übertragen, dann führt Steuerleitung 107 B ein Signal zu

den UND-Toren037 und 046. Ist die StufeRi des EeldzählerregistersFCl ein Bit vorhanden, dann liegt Signal FCl Rl am zweiten Eingang des UND-Tores 037, und der Flipflop 000 wird zur Wiedergabe dieser Tatsache in den Eins-Einstellzuständ geschaltet Führt Stufe Al des Feldzählerregisters FCl hingegen kein Bit, dann liegt Signal FCl, R1 aiii 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 Programirtzähier (Fig.9) gibt die Signale 170Λ, 170B, HlA, Π1Β, HlA und 1725 ab, wobei die Signale Λ den ersten Prograrhrnzählefl und die Signale B.einen zweiten Prdgrärtünzahler steuern, wenn die 62-Schrittfoige angewendet wird. Die Einstellseite eines Flipflops 041 steuert die Signale 170 uttd 171, und die Löschseite dieses Flipflops steuert die Signale 172. Der Flipflop 041 wird jedesmal, wenn ein Signal Pf* 2 mit Intervallen von 8 μβ auftritt, ge-

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löscht. Wenn 4 \is danach Signal PPO erscheint und falls der vorhergehende Programmschritt beendet ist, ein Signal EP erscheint, liefern die UND-Tore 035 und 036 Ausgangssignale, die als Signale 172/1 und

S 172 B an den Klemmen auftreten und den Programm-

zähler nach der Beschreibung zu F i g. 9 vorrücken.

Der Programmzähler wird gelöscht und springt

gegebenenfalls in eine voreiiigestellte Aüsgangslage,

wenn der FlipflöpO4i eingestellt ist und die Erzeü-

gUng eines der Signale 170,171 ermöglicht. Die Einstellung des Flipflops 041 kann zum Zeitpunkt TP 3 erfolgen, falls eiri Befehl zur Voreinstellung des PrögrämmzähJers aus der Reihet der Schalttafel an dem ODER-Tor 069 Vorliegt und die Eingangsbedin-

IS gütigen eines UND-Tores 076 erfüllt sind. Liegen Signale än allen drei Eingängen des UND-Tores 061, dann gelangt ein Steuersignal art den linken Eingang des Flip'flops 041, durch das das Flipflöp in den Eins-Einstellzüstand geschältet wird.

Hierzu 5 Blatt Zelchnungeä

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, F i g. 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 (F i g. 6 a, Reihe A) zur Steuerung (Löschen, Fortschalten, Voreinstellen) des Programmzählers sowie mit 31 mit Ausgängen des Programmzählers verbundenen Buchsenspalteh (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.