DE1449774A1 - Speichersystem mit kurzer Zugriffzeit - Google Patents
Speichersystem mit kurzer ZugriffzeitInfo
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Description
Anmelderint International Business Machines
Corporation New York
Amtliches Aktenzeichen! Neuanmeldung Aktenz. der Anmelderini Docket 7663
Böblingen, 23. Juni 1964
km-fr
(Zusatz zu Patent (Patentanmeldung J 23 025 IXc/42m))
Die Erfindung bezieht sich auf ein Speichersystem mit kurzer
Zugriffszeit, welches einen Hauptspeicher großer Speicherkapazität
und einen zugeordneten Speicher kleinerer Kapazität aufweist, nach Patent (Patentanmeldung J 23 025 IXc/42m).
Gegenstand des Hauptpatentes (der Hauptanmeldung) ist ein Speichersystem mit mindestens einem eine direkte Entnahme gestattexten
Hauptspeicher und alt mindestens einem Zwischenspeicher zur vorübergehenden Datenaufnahme, welches sich dadurch auszeichnet, dafl der Zwischenspeicher ein schnell arbeitender
Speicher geringer Kapazität ist, in den die Daten mit ihrer Adresse eingegeben werden, und der Hauptspeicher in bezug auf
den Zwischenspeicher langsam arbeitet und eine große Kapazität aufweist, dad eine in zugriffslosen Zeitabschnitten wirksam
werdende Steuereinrichtung vorgesehen ist zur automatischen Übertragung der im Zwischenspeicher befindlichen Daten in den Hauptspeicher
und daJ eine weitere bei einer Datenentnahme wirksam
werdende Steuereinrichtung vorgesehen ist, die während der Selektion der Entnahmedaten im Hauptspeicher den Zwischenspeicher
inhalt prüft, ob die gesuchte Adresse noch vorliegt oder bereits übertragen ist, und die bei noch nicht vollzogener Übertragung
die Entnahme aus dem Zwischenspeicher auslöst und eine
909807/0764 of»ginal
-C-
Entnahme aus dem Hauptspeicher sperrt.
Ein solches Speichersystem besitzt eine relativ kurze Einspeicher-
und Entnahmezeit ^sowie einen relativ niedrigen Kostenaufwand pro Speicherstelle, Es hat sich jedoch gezeigt,
daß bei Speichersystemen mit sehr großer Kapazität für die Eiitnahmeoperationen dennoch ein spürbarer Zeitverlust für
die Auswahl der jeweils gewünschten Speicheradresse auftritt,*
welcher mit zunehmender Speicherkapazität wächst. Bei kurzen Operationszeiten ergeben sich dadurch mit unter erhebliche
Wartezeiten der einzelnen Einheiten eines Maschinensystems auf Speicherzugriff, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit
des Systems in unerwünschtem Maße sinkt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Verlustzeiten herabzusetzen
und insbesondere solche Informationen, die innerhalb eines
Programmabschnittes häufig benötigt werden, schnell verfügbar zu machen. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß
in einem Speichersystem, welches einen Hauptspeieher großer Speieherkapazität und einen zugeordneten Speicher kleinerer
Kapazität aufweist, der Speicher kleinerer Kapazität ein einen schnellen Zugriff gestattender assoziativer Speieher ist,
dessen Eingang einerseits mit der Adressensteuereinheit und andererseits mit dem Datenausgang des Hauptspeichers verbunden
ist und der aus dem Hauptspeicher entnommene^ Informationen
mit mindestens einem Teil ihrer Hauptspeicheradresse in beliebiger Folge speichert, und daß eine Lesesteuereinrichtung
vorgesehen ist, welche die gewünschte Adresse des Hauptspeichers mit dem Inhalt des assoziativen Speichers vergleicht
und bei einer Übereinstimmung eine Entnahme auslöst sowie einen Zugriff zum Hauptspeicher verhindert.
Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Ansprüchen in Verbindung
mit einem nachfolgend anhand von Zeichnungen erläuterten
^usführungsbeispiel zu ersehen. Es zeigen: ._->.-.„,
Pig. 1 ein Blockschaltbild eines Speichersystems nach
der Erfindung,
"*'"-■" 0764
ORIGINAL INSPECTED
Pig. 2 eine schematische Darstellung einer Kryotron-
schaltung, wie sie in einer beispielsweisen Ausführung der Erfindung verwendet wird,
Fig. 3 ■· · die schematische Darstellung einer Kryotron-
speicherschaltung, wie sie in einer beispielsweisen Ausführung der Erfindung verwendet wird,
Fig.. 4 die Zusammengehörigkeit der Fig. 4a bis 4d
und
Fig. 4a bis 4d ein detailliertes Schaltbild eines Ausführungs-
Fig. 4a bis 4d ein detailliertes Schaltbild eines Ausführungs-
beispiels gemäß der Erfindung.
Wie es Fig. 1 zeigt, besitzt ein Informationsspeichersystem nach der
Erfindung einen assoziativen Speicher 10, der eine relativ kurze Informationszugriffszeit benötigt und eine relativ kleine Zahl
diskreter Wortspeicherstellen besitzt. Dieser Speicher bewirkt Wortspeicherorperationen unter der Steuerung einer Steuereinheit
11, die nacheinander auf jede einzelne Entnahmeoperation mit Adressenwahl aus einem Informationsspeicher 12 grosser Kapazität
anspricht, der hier als Hauptspeicher bezeichnet wird. Im
besonderen wird die Steuereinheit 11 durch Signale gesteuert, die nachstehend noch näher beschrieben werden und die über einen
Steuerkanal 1j5 aus einer Lesesteuereinheit 14 kommen, welche einen
Bestandteil eines tiatenverarbeitungssystems bildet. Die Lesesteuereinheit 14 ifijt konventionell; sie spricht an auf ein Lesesteuersignal,
das von dem Datenverarbeitungssystem über eine Steuerschaltung 15 'geliefert wird, und beliefert eine Adreseensteuereinheit
16 des Verarbeitungssystems mit der Adresse eines aus dem Hauptspeicher 12 zu entnehmenden Informationswortes.
Die aufeinanderfolgenden der Adressensteuereinheit 16 zugeleiteten Adressen werden jede über einen Adressenkanal 17 zeitweilig
In einem Bingabeadressenteil 18-1 des assoziativen Speichers
10 gespeichert, und dann wird jede solche Adresse aus dem Eingabeadressenteil,
18-1 empfangen und in aufeinanderfolgenden Vfortspeloherregietern
dieser Einheit gespeichert, die nacheinander unter der Steuerung der Steuereinheit 11 ausgewählt werden.
Die Einheit 11 arbeitet als eine Art von Ringsteuerschalter oder -zähler, der jedesmal weitergeschaltet wird, wenn ein Schreibsteuersignal
über den S^ftffjfä11?·! J2 aus der Lesesteuereinheit
14 empfangen wird. Jedes Wortspeicherregister des assoziativen
Speichers 10 besteht aus einem Adressenspeicherteil 18a und einem Datenspeicherteil I8b. Von diesen diskreten Wortspeicherregistern
ist nur eine begrenzte Zahl vorhanden, von denen der Einfachheit halber nur ein zusätzliches Register 19a,
19b in Fig. 1 dargestellt ist. ' . .
Die der Adressensteuereinheit 16 zugeführte Wortadresse wird über
einen Adressenkanal 20 zum Hauptspeicher 12 weitergeleitet und veranlasst diesen, aus der adressierten Wortspeicherstelle ein
Datenwort zu entnehmen, welches über einen Datenkanal 21 in einem Datenregister 22 des Datenverärbeitungssystems gespeichert
wird. Dabei versteht es sich, daß der Hauptspeicher 12 in herkömmlicher Weise aufgebaut ist und arbeitet und die Kapazität
zum Speichern einer relativ großen Zahl von Informationswörtern an adressiertauswählbaren Speicherplätzen besitzt. Wie es für
große Speicher charakteristisch ist, ist die Zugriffszeit, die zum Ein- oder Ausspeichern eines Informationswortes an einem
adressierten Speicherplatz nötig ist, relativ lang und braucht zur Ausführung eine wesentliche Zeitlänge. Jedes Datenwort, das
so im Datenregister 22 gespeichert ist (der Ausdruck "Daten"
wird hier in sejnem generischen Sinne verwendet und betrifft Informationswörter,
die im allgemeinen Haupt- und Unterprogramm-Befehlswörter und Index- und Aufzeichnungswörter sowie Datenwörter
einschliessen), wird durch einen Dateneingabekanal 22 zur vorübergehenden
Speicherung in einen Eingabedatenteil 18-2 des assoziativen Speichers 10 eingeführt. Das so zugeführte Datenwort
wird in demselben Wortspeicherregister gespeichert, das durch die Steuereinheit 11 zum gleichzeitigen Speichern des
Adressenteils des Datenwortes ausgewählt worden 1st, wie es oben beschrieben 1st. Die aufeinanderfolgende Speicherregisterauswahl
durch die Steuereinheit 11 geschieht so , daS die Wortspeicherung
nacheinander in der Reihenfolge vom ersten bis zum letzten Wortregister stattfindet und dann wieder neu beginnt
durch "überschreiben" eines Wortes im ersten Wortregister,
so dad der assoziative Speicher innerhalb seiner Speicherkapazität die neuesten Wörter und zugeordneten Wortadressen enthält,
die aus dem Hauptspeicher 12 entnommen worden sind.
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Die zu beliebigen Zeitpunkten in den Datenwortregisterteilen
18a, i8b, 19a, 19b usw. gespeicherten Wörter könnennacheinander
einem gemeinsamen Datenwortausgaberegister 24 zugeführt werden, um durch das Datenverarbeitungssystem verwendet zu
werden. Diese Form der Wortentnahme geschieht unter der Steuerung der Steuereinheit 11, die ein Lesesignal über den Steuerkanal
13 empfängt und bei jedem Empfang des Lesesignals ihren
Zählstand weiterschaltet. Dieser Lesevorgang ähnelt dem oben schon beschriebenen Schreibvorgang, nur erfolgt nicht gleichzeitig
mit. dem Übertragen aufeinanderfolgender Datenwörter zum Ausgaberegister 24 eine Bezugnahme oder Entnahme der aufeinanderfolgenden
Wortadressen, die in den Adressenteilen i8a, 19a usw. der Wortregister gespeichert sind.
Die Lesesteuereinheit 14 kann auch den assoziativen Speicher durch ein Lesesignal abfragen, welches über einen Steuerkanal
direkt den Adressenspeicherteilen 18a, 19a usw. der Wortspeicherregister
zugeführt wird. In diesem Falle sendet die Steuereinheit 14 gleichzeitig eine Adresse zur Adressensteuereinheit 16,
und diese Adresse wird im Eingabeadressenteil 18-1 des assoziativen
Speichers 10 gespeichert. Das über den Steuerkanal 25 zugeführte Lesesignal verwendet nun die im Eingabeadressenteil 18-1
gespeicherte Adresse, um gleichzeitig alle in den Adressenspeicherteilen i8a, 19a usw. der Wortspeicherregister gespeicherten
Wortadressen abzufragen. Wenn eine der gespeicherten Wortadressen der Abfrageadresse im Eingabeadressenteil I8-I entspricht, wird
das betreffende Wort sofort zum Datenausgaberegister 24 übertragen, um durch das Verarbeitungssystem weiterverwendet zu
werden. Gleichzeitig wird eine Adressenidentitäts-Steuereinheit 26 erregt, um anzuzeigen, daß eine Adressenidentitätsbedingung
besteht und daß daher eine Wortentnahme stattgefunden hat. Da der assoziative Speicher 10 nur eine relativ kurze Informationszugriffszeit
zum Ausführen dieser Abfrage-Entnahme-Operation benötigt, bewirkt das Erscheinen eines Lesesignals im
Steusrkanal 25 eine fast gleichzeitige Erregung der Adressenidentitäts-Steuereinheit
26. Diese kann über eine Steuerschaltung 27 die Adreasensteuereinheit 16 unmittelbar steuern, um die
normale Wirkungsweise der Einheit 16 bei/einem Verlagen nach
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Zugriff zum Haupijgpeieher 12 für die Entnahme eines adressierten
Wortes aus diesem zu unterdrücken, oder es kann durch Beeinflussung
der zugrundeliegenden Zeitsteuerungen eine Unterdrückung des Hauptspeicher-Arbeitsumlaufs und die Einleitung eines neuen
Arbeitsumlaufs bewirkt werden.
Mit Hilfe der beiden vorstehend beschriebenen Formen der Wortentnahme
aus dem assoziativen Speicher 10 ist es möglich, die in diesem gespeicherten Wörter dem Datenverarbeitungssystem sofort
zur Verfügung zu stellen, womit die Menge der Wortentnahmeanforderungen,
die sonst an den Hauptspeicher 12 gestellt würden, beträchtlich verringert wird. Infolgedessen kann der Hauptspeicher
bei der Befolgung anderer an ihn gesMLtarZugriffsanfordemngen
mehr auf dem laufenden bleiben.
Manchmal kann es erforderlich sein, ein in dem assoziativen Speicher 10 stehendes Datenwort auf den neuesten Stand zu bringen
oder es in anderer Weise abzuändern oder es sog«1 durch ein
anderes Wort zu ersetzen. Dies kann in dem hier beschriebenen Informationsspeichersystem erreicht werden durch ein Schreibsignal, das über den Steuerkanal 25 aus der Lesesteuereinheit
14 geliefert wird, welche dann gleichzeitig eine Adresse zur Adressensteuereinheit 16 zur vorübergehenden Speicherung.im
Eingabeadressenteil 18-1 des assoziativen Speichers IQtberträgt.
Das über den Steuerkanal 25 gelieferte Schreibsignal benutzt nun den Adressenteil 18-1, um gleichzeitg alle in den
Adressenspeicherteilen i8a, 19a usw. der Wortspeicherregister
stehenden Wortadressen abzufragen. Wenn eine der gespeicherten Wortadressen der Abfrageadresse entspricht, wird ein zu diesem
Zeitpunkt im Datenregister 22 gespeichertes Datenwort, das gewöhnlich durch das Datenverarbeitungssystem dorthin übertragen
wird, sofort über den Eingabedatenteil 18-2 in dem betreffenden
Datenspeicherteil i8b, 19t>
usw. des Wortspeicherregisters, in dem während der Adressenabfragung eine Adressenidentität festgestellt
wird, gespeichert. Daraufhin wird eine Änderungsanzeigeeinheit 28 erregt, die eine Anzeige dafür liefert, daß das
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BAD ORIGINAL
Datenwort in einem bestimmten identifizierten Wörtregister auf
diese Weise abgeändert oder ersetzt worden ist. Die Erregung der Einheit 28 kann dann durch das Datenverarbdtungssystem ausgenutzt
werden, um eine spätere Übertragung dieses abgeänderten
Wortes zum Datenausgaberegister 24 durch eine entsprechende Abfrageadressen-Leseoperation des assoziativen Speichers 10 und die
nachfolgende Speicherung des so entnommenen Wortes in einem beliebigen Wortspeicherplatz des Hauptspeichers 12 zu bewirken.
Verschiedene AusfUhrungsformen von assoziativen Speichern, die sich zur Verwendung bei der Erfindung eignen, sind bekannt.
Bei der nachstehend als Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebenen Schaltungsanordnungjeines Informationsspeichersystems
wird ein assoziativer Speicher mit Kryotrons verwendet.
Der Aufhau und die Wirkungsweise von Kryotrons mit einander kreuzenden dünnen Schichten sind bekannt, aber ein kurzer Überblick
über ihre Wirkungsart dürfte das Verständnis der genauen Schaltungsanordnung des nachstehend besprochenen assoziativen
Speichers erleichtern.
Ein Kreuz-Kryotron läßt sich symbolisch darstellen, wie es
Fig. 2 zeigt. Es besteht aus einer "Tor"-Schicht, die auf einer
Oberfläche eines dünnen Isolierplättchens aus Siliziumoxyd formiert und in einer gesteuerten Schaltung, wie z. B. der
Schaltung 25, in Reihe enthalten ist. Ein viel schmälerer Steuerleiter,
der aus einer dünnen Bleischicht besteht, ist auf der anderen Oberfläche des Isolierplättchens famiert und rechtwinklig
zum Torleiter orientiert, und dieser Steuerleiter liegt in Reihe in einer Steuerschaltung, wie z. B. der Schaltung
j>6. Wenn kein Steuerstrom eines vorher ausgewählten Mindestwertee
(bekannt ale "voller* Stromwert) in der Steuerschaltung
56 fließt, let das Kryotron-Torleiterelement supraleitend und
setzt de« Stromflufl in der gesteuerten Schaltung 35 keinen Widerstand
entgegen. Wenn jedoch in der Steuerschaltung 36 ein voller
Stromwert fließt, wird das Kryotron-Torleiterelement noraalleitend,
und daher wird der Wert des in der1 gesteuerten Schal- \
tung 35 fließenden Stroms reduziert. 9098Ö7/076A !
Wie Kryotrons herkömmlicherweise für die Informationsbitspeicherung
verwendet werden, geht aus Fig. 3 hervor. Die Speicherschaltung wird erregt durch eine einseitig gerichtete
Spannungsquelle, die mit positiver Polarität an eine Klemme und mit negativer Polarität an eine Klemme 38 angeschlossen
ist, und wird gebildet durch zwei leitende Zweigschaltungen und 40, die zwischen die Klemmen 37 und 38 eingeschaltet sind.
Die Schaltung 39 besteht aus dem Torelement eines Kryotrons
und dem Steuerelement eines Kryotrons 42 und die Schaltung aus dem Torelement des Kryotrons 43 und dem Steuerelement des
Kryotrons 44. Bei Anschluß einer Steuerstromquelle zwischen zwei Klemmen 45 und 46, zwischen denen eine das Steuerelement des
Kryotrons 41 umfassende Steuerschaltung verläuft, macht der resultierende Steuystrom das Torelement des Kryotrons 41 normalleitend und bewirkt so das Fliessen von Strom von der Klemme
aus durch die Schaltung 40, die das supraleitende Kryotron und das Kryotron 44 enthält, zur Klemme 38; dieser M0"-Strom
stellt die Speicherung eines Informations-wOM-Codebits dar.
Wenn dieser StromZfJuß einmal eingeleitet worden ist, bleibt
er selbst dann bestehen, wenn kein Strom mehr durch das Steuerelement des Kryotrons 41 fließt, und es fließt selbst dann kein
Strom mehr durch die leitende Schaltung 39* wenn das Kryotron 41 nicht mehr normalleitend ist. In gleicher Weise macht ein
Steuerstrom, der von einer Klemme 47 aus zu der Klemme 46 durch
das Steuerelement des Kryotrons 43 fließt, dieses Kryotron
normalleitend, um jeglichen Stromfluß in der Schaltung 40 zu beenden und einen Stromfluß in der die Kryotrons 41 und 42 enthaltenden
Schaltung 39 einzuleiten. Dieser neu eingeleitete Stromfluß, der die Speicimmg eines Informations-M1"-Codebits
darstellt, hält bei Beendigung des Steuerstromflussee durch
das Kryotron 43 selbst dann an, wenn dessen Torelement supraleitend
wird.
Zum Abfühlen des Speicherzustandes der eben beschriebenen Speicheranordnung
wird eine Spannung zwischen einer Klemme 48 und jeder
der Klemmen 49 und 50 angelegt. Das Steuertirelement des
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Kryotrons 42 liegt in einer Schaltung zwischen den Klemmen 48 und 49* so daß Strom in dieser Schaltung fließt, wenn kein
Strom in der Zweigschaltung 39 fließt, da das Steuertor des
Kryotrons 42 dann supraleitend ist, während der Stromfluß in der Schaltung 40 das Steurtor des Kryotrons 44 normalleitend
macht und so den Stromfluß durch die gesteuerte Schaltung einengt, die dieses Tor enthält und die sich zwischen den
Klemmen 48 und 50 erstreckt. Der so zwischen den Klemmen 48
und 49 eingeleitete Stromfluß fühlt die Speicherung eines Informations-
wOn-Codebits in der Speicheranordnung ab. In gleicher
Weise ist.das Ergebnis der Speicherung eines Informations-W1"-Codebits
und des dadurch bewirkten Stromflusses in der Schaltung ein normalleitender Torleiter 42 und ein supraleitender
Kryotrontorleiter 44, so daß ein Stromfluß von der
Klemme 48 zur Klemme 50 eingeleitet wird, um die Speicherung des "in-Codebits abzuftihlen.
In dem Schaltschema, das aus Fig. 4a - 4d besteht, welche die
genaue Schaltungsanordnung eines die Erfindung verkörpernden Informationsspeichersystems
zeigen, ist die Steuereinheit 11 der Einfachheit halber mit nur drei Stufen eines Schrittschaltzählers
in Form eines geschlossenen Ringes dargestellt. Jede Stufe umfasst zwei Kryotron-Speicherschaltungen, und zwar die
Speicherschaltungen 55 und 56 für die erste Stufe, die Speicherschaltungen
57 und 58 für die zweite Stufe und die Speicherschaltungen
59 und 60 für die dritte Stufe. Ein Schreibsteuerleiter 61 ist in dem Steuerkanal 1j5 enthalten, der von der schon
in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Lesesteuereinheit ausgeht. Diese Schaltung teilt sich an der Speicherschaltung 55 auf in
die Zweigschaltungen 6ia und 6ib, die die Torelemente der
"1"- bzw. "O^Kryotrons enthalten, welche in den n1H- und "0M-Zweigen
der Speicherschaltung 55 vorgesehen sind. Ähnlich teilt der Leiter 6ia sich an der Speicherschaltung 57 auf in die
Schaltungen 61a* und 61b1, die die Torelemente der n1H- bzw.
B0"-Kryotrons der zweiten Zählerstufen-Speicherschaltung 57
enthalten. Weiter teilt sich die Schaltung 61a* an der Speicher-
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schaltung 59 der dritten Stufe auf in zwei Zweige 6ia" und
61b"., die die Torelemente der "1"- bzw. "θ"-kryotrons der
Speicherschaltung 59 enthalten. Die Schaltung 6ia" endet an
einer Fehlervorrichtung 62, die bei ihrer Erregung anzeigt, daß die Steuereinheit 11 falsch arbeitet. Danach verläuft
der Zweigleiter 6ibn durch das Steuerelement eines "1"-Kryotrons
der Speicherschaltung 60 und das Steuerelement eines "0M-Kryotrons
der Speicherschaltung 56 zu einem Schreibsteuerschaltungsleiter
VT5· Ebenso verläuft die Schaltung 6ibf weiter durch das
Steuerelement eines "1"-Kryotrons der Speicherschaltung 58 und
das Steuerelement eines "0"-Kryotrons der Speichereinheit 60 in der dritten Zählerstufe zu einem Schreibsteuerschaltungsleiter
W2. Der Zweig 6ib der Schreibsteuerschaltung 61 erstreckt sich durch das Steuerelement eines "1"-Kryotrons in der Speicherschaltung
56 der ersten Zählerstufe und durch das SteueieLement
eines "O"-Kryotrons der Speicherschaltung 58 der zweiten Zählerstufe zu einem Schreibsteuerschal tungsleiter W1. Ein "AUS"-Schaltungsleiter
63 des Steuerkanals I3 wird abwechselnd mit dem
SchBibsteuerleiter 61 aus der Lesesteuereinheit 14 (Pig. 1) erregt, und zwar wird der Einfachheit halber diese Erregung so
dargestellt, als ob sie durch einen einpoligen Dreifachschalter 54 bewirkt würde. Der AUS-Steuerleiter 63 verläuft darstellungsgemäß
durch die Steuerelemente sowohl des "1"- als auch des
n0n-Kryotrons der Speicherschaltung 55 und durch die Torelemente
sowohl des "1"- als auch des w0"-Kryotrons der Speicherschaltung
56 der ersten Stufe und erstreckt sich weiter in ähnlicher Weise durch die Kryotrontor- und Steuerelemente der Speicherschaltungen
57 und 58 der zweiten Stufe und die Kryotrontor- und --■■"-■■- --Steuerelemente
der Speieherschaltungen 59 und 60 der dritten · Stufe. ■ -: ■'.·-■■■■--■■
Bei der Besprechung der Wirkungsweise des eben beschriebenen
Zählers sei angenommen, daß zunächst die Speicherschaltungen 55 und 56 beide eine "1" enthalten und alle anderen Speieherschaltungen
der Zählerstufen eine "0" enthalten. Bei Erregung des Schreibsteuerleiters 61 durch den Schalter 54 fließt Strom durch
das "0"-Torelement der Speicherschaltung 55 und durch das Steuerelement des "1"-Kryotrons der Speicherschaltung 56, wodurch
diese für die Speicherung einer "0" eingestellt wird, und durch
das Steuerelement des "0"-Kryotrpns in der Speicherschaltung 58
3W
(in der dadurch eine n1w gespeichert wird), um den Schreibsteuerschaltungsleiter
W1 zu erregen. Wenn nun der AUS-Schaltungs-Steuerleiter 65 über den Schalter 54 erregt wird, wird der Stromfluß
durch den normalleitenden Torleiter des "0"-Kryotrons der Speicherschaltung 56 eingeschränkt und veranlaßt, durch
das Steueislement des "1"-Kryotrons der Speicherschaltung 55
(die dadurch in die gleiche "O"-Stellung wie die Speichers chal tung
56 gelangt) zu verlaufen, und in ähnlicher Weise wird die Speicherschaltung 57 In die gleiche "1"-Stellung wie die
Speicherschaltung 58 der zweiten Zählerstufe gebracht. Durch
jede Erregung des AUS-Leiters 6j5 wird daher die linke Speicherschaltung
jeder Zählerstufe, in dieselbe derzeitige Stellung gebracht wie die rechte Speicherschaltung der betreffenden
Stufe.
Bei der nächsten Erregung des Schreibsteuerleiters 61 wird ein Stromfluß eingeleitet durch den Torleiter des "1"-Kryotrons der
Speicherschaltung 55* den Torleiter des n0n-Kryotrons der
Speicherschaltung 55* das Steuerelement des "1"-Kryotrons der Speicherschaltung 58, die dadurch in die "O"-Stellung gelangt,
und das Steueniement des ttOw-Kryotrons der Speicherschaltung
60, die dadurch in die "1"-Stellung gelangt, wodurch der Schreibsteuerleiter
W2 erregt wird. Bei der nächsten Erregung des AUS-Steuerleiters 65 über den Schalter 5k wird die Speicherschaltung
57 In die W1"-Stellung gebracht, die der Stellung der
Speicherschaltung 60 entspricht.
Wenn der Schalter 54 erneut den Schreibsteuerleiter 61 erregt,
wird in ähnlicher Weise ein Stromfluß eingeleitet durch die verschiedenen Speicherschaltungen 55 bis 60, wodurch die Speicherschaltung 56 in die "1"-Stellung gelangt und der Schreibsteuer
leiter W3 erregt wird, und wenn danach über den Schalter $k
der AUS-Steuerleiter 65 erregt wird, gelangt auch die Speicherschaltung 55 in die "1"-Stellung, die der Stellung der Speicherschaltung 56 entspricht, und dadurch wird ein vollständiger
Zählumlauf der Steuereinheit 11 abgeschlossen.
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Das Speiehersystem von Fig. 4 weist zur Vereinfachung nur zwei
Wortspeicherregister auf, die jedes einen Wortadressen-Speicherteil
und einen Datenspeicherteil besitzen. Ebenfalls der Einfachheit halber sind für den Adressenspeicherteil und den Datenspeicherteil
jedes Wortspeicheiregisters nur Speicherkapazitäten für zwei Infirmationscodebits gezeigt. Der Adressenspeicherteil
des ersten Wortregisters enthält daher Speicherschaltungen, die aus einer Dauerstromschleife 66 und einer Dauerstroms.chleife
6j zum Speichern von zwei Informationscodebits der ersten Wortadresse bestehen, und der Adressenteil des zweiten Wortregisters
enthält ähnliche Schleifen 68 und 69 zum Speichern
von zwei Adressencodebits eines zweiten Wortes. Ein im Uhrzeigersinne
in diesen Schleifen umlaufender Strom stellt die Speicherung eines n1"-Codebits dar, und das Fehlen von Schleifenstrom
stellt die Speicherung eines "0"-Codebits dar. Jede der
Speicherschleifen 66 und 67 enthält in einem linken Schaltungsarm das Torelement der Kryotrons 66a bzw. 67a, deren Steuerelement
durch den Schreibleiter W1 erregt wird, und die Speicherschleifen 68 und 69 enthalten in ihrem jeweils linken Arm das
Torelement der Kryotrons 68a bzw. 69&, deren Steuerelement durch
den Schreibsteuerleiter W2 erregt wird.
Außerdem umfaßt der assoziative Speicher einen Eingabeadressen-Speicherteil
(I8-I in Fig. 1) mit zwei Speicherschaltungen
und 71 zur vorübergehenden Speicherung von zwei Infamati'onscodebits
einer Abfrageadresse. Die Codebits der Eingabe-Abfrageadresse werden den Speicherschaltungen 70 und 71 über Paare von
"0M- und "1"-Bitleitern des Adressenkanals 17 zugeführt, und
zwar werden die Leiter eines Paars abwechselnd erregt durch die Adressensteuereinheit 16 (Fig. 1), die in Fig. 4 so dargestellt
ist, als würde sie durch einpolige Wechselschalter 72 und 73
erregt. Außerdem enthält der Adressenkanal 17 die Leiter 74
und 75j die abwechselnd erregt werden, und zwar, wie es ebenfalls
der Einfachheit halber dargestellt ist, über einen einpoligen Wechselschalter 76 von der Adressensteuereinheit 16 aus.
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Wenn eine Adresse aus der Adresseneinheit 16 geliefert wird,
um in dem aus den Speieherschaltungen 70 und 71 bestehenden Eingabeadressenregister
gespeichert zu werden, erregen die Schalter 72 und 73 einen der n0n- oder "1"-Bitleiter, und gleichzeitig
erregt der Schalter 76 den Leiter 74. Wenn der Schalter 72
den MOM-Bitleiter erregt, macht das Steuerelement eines n1n-Kryotrons
in der Speicherschaltung 70 dieses Kryotron normalleitend und leitet einen M0"-Stromfluß in den Nullzweig der
Speicherschaltung ein. In gleicher Weise wird bei Erregung des ""!"-Bitleiters durch den Sehalter 72 das Steuerelement eines
nOn-Kryotrons der Speicherschaltung 70 erregt und leitet einen
Stromfluß im 1M "-Zweig der Speicherschaltung ein. Die Speicherschaltungen
70 und 71 werden also jeweils zum Speichern eines
11O"- oder ** 1 M-Adressencode£bits eingestellt in Abhängigkeit von
der Erregung der Adressenkanalleiter I7 durch die Schalter 72
und 73. Bei Erregung des Leiters 7^ durch den Schalter 76 macht
das Steuerelement eines Kryotrons 77 dieses Kryotron normalleitend und leitet so einen Stromfluß durch einen Leiter 78
aus einer mit den Eingangsklemmen 79 und 80 gekoppelten Stromquelle
mit den angegebenen Polaritäten ein. Wenn die Speicherschaltung 70 ein n1n-Codebit speichert, um einen Stromfluß durch
das Steuerelement eines "1"-Kryotrons 81 einzuleiten, fließt
der in der Leitung 78 errichtete Strom in dieser Leitung abwärts durch das "0n-Kryotron 82 der Speicherschaltung JO; sonst würde
ein in der Speicherschaltung 70 gespeichertes "On-Bit das n0n-Kryotron
82 veranlassen, den Strom in der Leitung 78 durch das
Kryotron 81 abzuleiten zu einer Klemme 83 der an die Klemme 79
angeschlossenen Erregungsquelle. Ein ähnlicher Vorgang findet statt in bezug auf die Speicherschaltung 71» um einen abwärtsgerichteten
Stromfluß durch einen Schaltungsleiter 84 zu errichten,
wenn die Speicherschaltung 7I ein "1"-Bit enthält.
Es sei nun angenommen, daß die Steuereinheit 11 den Schreibsteuerleiter
W1 erregt. Der durch diesen Leiter fließende Strom geht durch die Steuerelemente der Schreibkryotrons 66a und 67a der
Speicherschleifen 66 und 67 und beendet dadurch, daß er diese Kryotrons normalleitend macht, jeden Fluß von Dauerstrom durch
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diese Schleifen als Darstellungjfür vorher gespeicherte "1"-Adressencodebits.
Wenn nun ein Strom durch einen der Leiter und 84 oder durch beide abwärts fließt^ wird dieser Strom durch
den normallextenden Zustand, d'er Kryotrons 66a und 67a so abgeleitet,
daß er im Uhrzeigersinne um die Schleifen 66 und 67 und durch die Speicherschleifen 68 und 69 zu den negativ erregten
Klemmen 80 fließt; wenn kein Strom in Abwärtsrichtung durch einen der Leiter 78 und 84 oder durch beide fließt, verbleiben
die zugeordneten Speicherschleifen 66 bzw. 67 ohne Dauerstromfluß.,
wenn der Schreibsteuerleiter W1 aberregt wird. Ein in einer der Speicherschleifen 66 und 67 eingeleiteter Dauerstromfluß
setzt sich durch den rechten Zweig dieser Schleifen fort, wenn der Steuerleiter W1 aberregt wird, um die Kryotrons 66a
und 67a in den supraleitenden Zustand zurückzubringen. Wenn der Schalter 76 einen Leiter 75 erregt, entsteht ein Stromfluß durch
das Steuerelement der Kryotrons 87 und 88, deren Torelemente in den leitenden Schaltungen 78 bzw. 84 enthalten sind, und
daher wird da? weitere Stromfluß durch diese Leiter und damit
die Speicheroperation beendet. Durch den Zusammenbruch des Stromflusses in den leitenden Schaltungen 78 bzw. 84 wird ein im
Uhrzeigersinne fließender Dauerstrom durch diejenigen Speicherschleifen induziert, die einen Pluß von "Voll"-Strom durch
ihren rechten Zweig aufwiesen. In den Speicherschleifen, die im rechten. Zweig keinen Strom enthielten, wird kein Dauerstrom
induziert. Ein in den Adressenspeicherschaltungen 70 und 71
gespeichertes 11O"- oder "1 "-Codebit wird also zur entsprechenden
Speicherung in den Speicherschleifen 66 und 67 weitergeleitet.
Die Erregung des Schreibsteuerleiters W2 durch die Steuereinheit 11 bew±kt eine ähnliche Speicherung von Adressencodebits, die dem
Inhalt der Eingabeadressen-Speicherschaltungen 70 und 71 entsprechen, in den Speicherschleifen 68 und 69. Die diesbezügliche
Wirkungsweise gleicht der vorstehend beschriebenen, nur werden
die Schreibkryotrons 68a und 69a der Speicherschleifen 68 bzw.
69 jetzt dureii Erregung des Schreibleiters W1 gesteuert.
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H49774
Die Datenspeicherteile der Wortspeicherregister im assoziativen Speicher 10 weisen eine Bauart und eine Arbeitsweise auf, die der
vorstehend in Verbindung mit den Adressenspeicherteilen der Wortspeicherregister
beschriebenen stark gleichen. So besitzen die Datenspeicherteile Dateneingabe-Spei eher schaltungen 89 und 90,
welche Datencodebits speichern, die durch Erregung der n0n-
und "1"-Dateneingangsleiter des Datenkanals 23 unter der Steuerung
des Datenregisters 22 (Fig. 1) eingegeben werden. Der Einfachheit halber wird die Steuerung als durch einpolige Wechselschalter
und 92 bewirkt dargestellt. Während eines Schreibvorgangs wird
.ein Schreibleiter 93 erregt, was gemäß der vereinfachten Darstellung
durch einen einpoligen Wechselschalter 9^ geschieht,
wodurch ein abwärtsgerichteter Stromfluß in den Leitern 95 und 96 durch Kryotrons in den Speieherschaltungen 89 und 90 eingeleitet
wird. Die Erregung des Schreiblejiers W1 steuert in Verbindung
mit dem Stromfluß in den Leitern 95 und 96 die Speicherung
von Datencodebits in den Speicherschleifen 97 und 98 des ersten
Wortregisters in derselben Weise, wie es oben in bezug auf die Speicherung von Adressencodebits in den Adressenspeicherschlelfen
beschrieben worden ist. Ebenso bewirkt die Erregung des Schreibleiters W2 in Verbindung mit einem Stromfluß durch die Leiter
95 und 96 die Speicherung von Dateneodebits in den Speicherschleifen
99 und 100 des zweiten Wortspeicherregisters. Ein in die Eingabespeicherschaltungen 89 und 90 eingegebenes Datenwort
wird also durch Erregung der Schreibsteuerleiter W1, W2 usw. in dasjenige ausgewählte Speicherregister eingespeichert, das auch
die Adresse dieses Wortes im Adressenteil enthält. Der Schreibvorgang wird beendet durch Aberregung der Sehreibsteuerleiter
W1 oder W2 und durch Erregung eines AUS-Leiters 93o über den
Schalter 94, wodurch der Speicherstromfluß in den Leitern 95 und 96 beendet wird und ein Dauerstromfluß in den Speicherschleifen
97 bis 100 bestehen bleibt.
Wenn aus den in dem assoziativen Speicher gespeicherten Wörtern ein Datenwort mit einer bestimmten Adresse ausgelesen werden soll,
wird die Adresse des gewünschten Wortes durch die Adressensteuer-
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IttvJ/ / *+
einheit 16 (Fig. 1) in die Eingabeadressen-Speicherschaltungen
70 und 71 eingespeichert, und eiji Leiter IO5 des Steuerkanals
aus der■Lesesteuereinheit wird erneut erregt. Dies geschieht
gemäß der vereinfachten Darstellung über einen einpoligen Wechselschalter 106. Die Erregung des Leseleiters IO5 bewirkt, daß die
jedem Speieherregister zugeordenten Übertragungskryotrons normalleitend werden und so Strom aus den AUS-Schaltungen
zu einer Lese-Abfrageschaltung R1, R2 usw. jedes Wortspeicherregisters
übertragen. Gleichzeitig erregt die Adressensteuereinheit 16, die den Speicherschalfcungen 70 und 71 die Abfrageadresse
geliefert hat, ebenfalls über den Schalter 76 den Leiter "Jk des
Adressenkanals I7. Hierdurch entsteht ein Zustand des Stromflusses
oder kein Stromfluß in den Leitern 78 und 84, wie es
oben erläutert worden ist und je nachdag ob die Speieherschaltungen
70 und 71 ein "1"- bzw. ein "0M-Adressencodebit
enthalten. Es sei angenommen, daß Strom in Abwärtsrichtung in beiden Leitern 78 und 84 fließt, was der Speichaung von "1"-Codeadressenbits
in beiden Speicherschaltungen 70 und 71 entspricht,
und daß auch in den Speicherschleifen 66 und 67 "1"-Adressencodebits enthalten sind. Der abwärts fließende Strom
in den Leitern 78 und 84 wird.um den rechten Zweig der Speicherschleifen
66 und 67 herum abgelenkt durch die Dauerströme dieser Schleifen, so daß zu dieser Zeit kein Strom in deren linken
Zweigen fließt. Die linken Zweige der Speicherschleifen 66 und 67 enthalten die Steuerelemente der Abfragekryotrons 66b und
67b, deren Torelemente in der Abfrageschaltung R1 enthalten sind.
Da unter den hier angenommenen Bedingungen kein Strom in den linken Zweigen der Speicherschleifen 66 und 67 fließt, sind die
Abfrage-Kryotrons 66b und 67b supraleitend, und das führt dazu, daß ein voller Wert des Stromflusses im JDase-Abfrageleiter R1
errichtet wird. Die Leseabfrage-Steuerschaltung R1 enthält die Steuerelemente der Lese-Kryo.trons IO9 und 110, deren Torelemente
im rechten Zweig der Leseschleifen 111 bzw. 112 liegen. Diese Schleifen haben linke Zweige, die die Torelemente von
Kryotrons II3 bzw. 114 enthalten, deren Steuerelemente in den
rechten Zweigen der Speicherschleifen 97 bzw. 98 liegen.
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Die Adressensteuereinheit 16 (Pig. 1) erregt einen Rückstellsteuerleiter
115 während der Zeiträume zwischen aufeinanderfolgenden
Lese-Abfrage-Vorgängen, und zwar erfolgt gemäß der vereinfachten Darstellung diese Erregung über einen einpoligen
Wechselschalter 116. Er umfaßt die Steuerelemente der Entnahmeregister-Rückstellkryotrons
117 und 118, die sowohl den Adressen- als auch den Daten-Entnahmeregistern zugeordnet sind.
Die Torelemente der Kryotrons 117 und 118 liegen in den Schaltungen
119 bzw. 120, die zwischen den Klemmen 121 und 122 angeordnet sind,
welche durch eine StromquelLe mit den angedeuteten Polaritäten
erregt werden. Bei Erregung der Rückstellsteuerschaltung 115 werden also die Kryotrons 117 und 118 veranlaßt, jeden Stromfluß
in den Leitern 119 bzw. 120 zu beenden und einen Stromfluß durch
die Zweigleiter 12j5, 12J1 bzw. 124, 1241 einzuleiten. In einem
lesefreien Intervall fließt der Strom in dem Zweigleiter 123*
durch die Torelemente der supraleitenden Lesekryotrons 64 und 65, die in den Adressenbitleseschleifen 85 bzw. 86 enthalten
sind, welche den Adressenspeicherschleifen 66 bzw. 68 zugeordnet sind. Ebenso fließt der Strom in dem Zweigleiter
durch das Torelement des supraleitenden Lesekryotrons 109 und durch ein ähnliches supraleitendes Lesekryotron 125* dessen
Torelement in einer der Speicherschleife 99 zugeordneten Leseschleife
127 enthalten ist. In gleicher Weise fließt der Strom im Zweigleiter 124f durch die Torelemente der supraleitenden
Kryotrons 101 und 102 in den den Adressenspeicherschleifen 67 bzw. 69 zugeordneten Leseschleifen 103 bzw. 104, und der Strom
im Zweigleiter 124 fließt durch das Torelement des surpaleitenden
Kryotrons 110 und das Torelement eines supraleitenden
Kryotrons 126 in einer der Speicherschleife 100 zugeordneten Leseschleife 128. Danach fließen die Ströme in den Zweigleitern
1231, 1241, 123 und 124 durch die Steuerelemente der Kryotrons
129*, I5O1, 129 bzw. 130, deren Torelemente im "1"-Stromzweig
der'Adressen- und Datenausgabe-Speicherschaltungen 131*, 1j52f,
bzw. 132 enthalten sind. Dadurch werden die Kryotrons 129**
, 129 und 130 normalleitend, und es wird ein Stromfluß durch
die*M0"-Stromzweige der Speicherschaltungen 131*, 132*, 131 und
132 sichergestellt, so daß diese während jedes lesefreien Intervalls
so rUckgestellt werden, daß sie "O^Codebits speichern.
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- IO -
Zu Beginn einer Leseabfrageoperation beseitigt die Adressensteuereinheit
16 (Fig. 1) die Erregung des Rückstelleiters 115*
z. B. durch öffnen des Schalters*116. Durch die Erregung der Leseabfrageleiter
R1 oder R2 in der oben beschriebenen Art und Weise wird der Stromfluß durch die rechten Zweige der zugeordneten
Leseschleifen 111 und 112 oder 127 und 128 dadurch reduziert, daß die zugeordneten Kryotrons 109 und 11.0 oder
125 und 126 normalleitend gemacht werden. Es sei angenommen,
daß der Leseleiter R1 zu diesem Zeitpunkt erregt ist, daß ein "1"-Datenbit in der Speicherschleife 97 gespeichert ist, was
durch einen Dauerstromfluß in dieser Schleife dargestellt wird,
und daß ein "O"-Datenbit in der Speicherschleife 98 steht, was
durch das NichtVorhandensein von Dauerstrom in diser Schleife
dargestellt wird. Der in der Speicherschleife 97 fließende
Dauerstrom macht das Kryotron 11.3 normalleitend, und durch den
normalleitenden Zustand der Kryotrons 109 und 113 wird daher der
Stromfluß im Leiter 123 reduziert und zum Leiter 1.19 übertragen,
wo er infolge des jetzt supraleitenden Zustandes des Torelements des Kryotrons II7 bestehen kann. Dieser Strom fließt durch das
Steuerelement des "0"-Zweigkryotrons der Speicherschaltung 1J1,
um in dieser Strom zu deren "1"-Zweig umzuleiten, wodurch die
in der Speicherschleife 97 enthaltene "1" zur Datenausgabe-Speicherschaltung
131 übertragen wird. Da angenommen worden
ist, daß in der Speicherschleife 98 ein "O"-Datenbit steht, das
durch das NichtVorhandensein von Strom in dieser Schleife dargestellt wird, gestattet der resultierende supraleitende Zustand des
Kryotrons 114 das Andauern des Stromflusses in dem Leiter 124, wenn das Kryotron 110 der Leseschleife 112 unter der vorstehenden
Annahme, daß Strom durch den Leseleiter R1 fließt, normalleitend wird. Durch diesen anhaltenden Stromfluß im Leiter
wird das Torelement des Kryotrons 1j5Ö normalleitend gehalten, und daher fließt der Strom weiter durch den "0n-Zweig der Datenausgabe-Speicherschaltung
132, so daß das in dieser gespeicherte
M0"-Datencodebit dem in der Speicherschleife 98 enthaltenen
^O^-Dateneodebit entspricht. Die Speicherschaltungen I3I und
weisen jede 81O"- und "1 "-Ausgabe schalt ung en 133 auf, die erregt
werden über die Torelemente von Kryotrons, deren Steuer-
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elemente in den nOn- und "1"-Zweigen der Speieherschaltungen
enthalten sind, was zur Folge hat, daß die Ausgabeschaltungen 1^3
dem Datenverarbeitungssystem Darstellung der durch einen Lesevorgang in diesen Speicherschaltungen gespeicherten Datencodebits
zuleiten.
Am Ende des Lesevorgangs wird ein AUS-Leiter I36 des Steuerkanals
25 durch Umlegen des Schalters IO6 erregt. Die Steuerelemente
der Kryotrons 137 und 138 sind in der Schaltung I36
enthalten, so daß diese Kryotrons den Strom in jedem Leseleiter R1, R2 usw., der während des Lesevorgangs erregt worden ist,
zu den A1^US-Zweigschal tungen IO8 übertragen.
Die Adressenidentitäts-Steuereinheit 26 hat eine erste Eingabeschaltung
159* die durch die Torelemente von Kryotrons 140
von den an eine Erregungsquelle mit den angegebenen Polaritäten angeschlossenen Klemmen 141 und 142 aus erregt wird. Eine'
zweite Eingabeschaltung 14J der Steuereinheit 26 wird erregt
über die Torelemente von Kryotrons 144, die durch die AUS-Schaltungen
IO8 gesteuert werden. Natürlich wird die Eingabeschaltung 159 dann erregt, wenn durch keine der Lesesteuersdi
altungen R1, R2 usw. ein Steuerstrom fließt, d. h., sie
wird in den Intervallen zwischen Lesevoigängen oder während eines Lese-Abfrage-Vorgangs erregt, um das Fehlen einer Identität zwischen
einer in den Speicherschaltungen 70 und 7I gespeicherten
Abfrageadresse und den in den Speicherschleifen 66 bis 69 gespeicherten Wortadressen anzuzeigen. Die Eingabeschaltung
143 der Steuereinheit 26 wird immer dann erregt, wenn während einer
Lese-Abfrage-Operation das Bestehen einer Adressenidentität festgestellt wird, wie durch einen vollen Erregungswert einer
der Lesesteuerschaltungen R1, R2 usw. dargestellt wird. Wie schon erwähnt, können diese abwechselnden Erregungen der
Adressenidentitäts-Steuereinheit 26 benutzt werden, um die Adressensteuereinheit 16 zu steuern (z. B. durch das öffnen und
das Schließen von Toren in deren Adressenkanal 20), um so die Entnahme von Wörtern aus dem Hauptspeicher 12 unter der Steuerung
der Adresseneinheit 16 zu gestatten oder zu unterdrücken.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß Erregungen der AUS-Zweigleiter 108 am Ende jedes LeseIntervalls stets
eine Erregung der Eingabeschaltung 139 der Identitätssteuereinheit
26 bewirken und daß diese Erregung der Eingabeschaltung 139 bestehen bleibt, wenn nicht durch eine Adressenidentität die
Eingabeschafcung I4j5 der Steuereinheit 26 erregt wird.
Manchaml ist es erwünscht, ein mit seiner Adresse in dem
assoziativen Speicher gespeichertes Datenwort auf den letzten Stand zu bringen oder abzuändern oder sogar es durch ein anderes
Datenwort zu ersetzen, aber ohne Änderung der Wortadresse, Das kann durch die Erregung eines Schreibleiters 145 des Steuerkanals
25 durch Umlegen des Schalters IO6 geschehen. Der Stromfluß
in dem Leiter 14-5 steuert Kryotrons 146, die den Stromfluß
in den AUS-Zweigleitern 108 und den Leseleitern R1, R2
reduzieren, um den Stromfluß zu den Schreibschaltungen W1 ' und
W21 zu übertragen. Die Schreibschaltung WT1 umfaßt die Torelemente
von Kryotrons 66c und 67c, deren Steuerelemente in den Adressenspeicherschleifen 66 bzw. 6j enthalten sind. Ebenso
umfaßt die Schreibschaltung W21 die Torelemerte von Kryotrons
68c und 69c, deren Steuerelemente in den Adressenspeicherschleifen
68 und 69 enthalten sind. Pur diesen Schreibvorgang wird eine Abfrageadresse in den Speicherschaltungen 70 und 71»
wie in einem Lese-Abfrage-Vorgang, gespeichert, und der Abfrageleiter
74 wird über den Schalter 76 erregt, um einen
Stromfluß durch die Leiter 78 und 84 einzuleiten. Wie bei dem
oben beschriebenen Leseabfragevorg^ig bewirkt eine Identität
zwischen den in den Wortadressen-Speicbarsehleifen 66 und 67
oder 68 und 69 gespeicherten Wortadressen und den in den Speicherschleifen 70 und 71 gespeicherten Wortadressen die volle Erregung
eines der Schreibleiter W1' oder W21. Der Schreibleiter
W1' enthält die Steuerelemente der Kryotrons 97a und
98a der Dätenspeicherschleifen 97 bzw. 98, und die Schreibschaltung W21 umfaßt die Steuerelemente der kryotrons 99a und
100a der Datenspeicherschleifen 99 bzw. 100. Bei voller Erregung des Schreibleiters W1! durch Adressenidentität werden
daher in de.n Datenspeieherschleifen 97 und 98 die in den
Speicherschaltungen 89 und 90 enthaltenen Daten durch einen
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Schreibvorgang gespeichert, wie er oben bereits in Verbindung mit der Datenspeicherung unter Steuerung der Steuereinheit 11
beschrieben worden ist, und ebenso bewirkt die volle Erregung des Schreibleiters W21 die Speicherung von in den Speicherschaltungen
89 und 90"enthaltenen Daten in den Datenspeicherschleifen
99 und 100. Dabei sei darauf hingewiesen, daß eine Datenspeicherung nur in einem Wortspeicherregister erfolgt,
in dem eine Wortadresse gespeichert ist, die mit der Abfrageadressejidentisch
ist, und daß diese Datenspeicherung ohne Änderung der gespeicherten Adresse stattfindet.
Bei voller Erregung des Schreibleiters W1l während des eben
beschriebenen Schreibvorgangs schaltet ein Kryotron 149 die Eingabeschaltung
150 und erregt eine Eingabeschaltung 151 eines
da—
entsprechenden W1-Änderungsanzeigers 28, um eine Anzeige für
zu erzeugen, daß das Wort in diesem Wortspeicherregister geändert oder ersetzt worden ist, und bei voller Erregung des Schreibleiters
W2* schaltet ein Kryotron 152 eine Eingabeschaltung
ab und erregt eine Eingabeschaltung 154 eines W2-Änderungsanzeigers 28, um anzuzeigen, daß das Datenwort in diesem Wortspeicherregister
geändert oder durch ein anderes ersetzt worden ist. Beim Einspeichern von Daten in den assoziativen
Speicher in der eben beschriebenen Art und Weise würde gewöhnlich das Datenverarbeitungssystem diese Daten nicht in den
Hauptspeicher 12 (Fig. 1) einspeichern, sondern es würde vielmehr die Änderungsanzeigen der Anzeiger 28 benutzen, um die
Änderung von Daten in dem assoziativen Speicher anzuzeigen, damit nach Wunsch die geänderten Daten aus der letztgenannten
Einheit entnommen und in einen Speicherplatz oder in mehrere Speicherplätze des Hauptspeichers an einer Adresse oder mehreren
Adressen eingespeichert werden, welche durch den Adressenteil jedes Datenwortes spezifiziert sind, das so in der nachstehend
beschriebenen Weise aus dem assoziativen Speicher ausgelesen wird. Die Eingabeschaltungen I50 und 153 der W1- bzw. W2-Änderungsanzeiger
werden erneut zu einem späteren Zeitpunkt erregt, wenn die Anzeiger durch entsprechende Erregung eines
Leiters 157 rückgestellt worden, der die Kryotrons I58 so
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steuert, daß sie jeden Stromfluß in den Eingabeleitern 15I
und 153 der Änderungsanzeiger beenden. Während diese dargestellte
Rückstellung allen Anzeigern gemeinsam ist, können beliebig auch für jeden einzelnen Anzeiger eigene Rucksteilst
euer schaltung en vorgesehen werden.
Wenn die in den Wortspeicherregistern des assoziativen Speichers stehenden Dateninformationen nacheinander entsprechend dem
Speicherplatz entnommen werden sollen, erregt die Lesesteuereinheit 14 (Fig. 1) über den Steuerkanal I3 einen Leseleiter
159* der durch ein System von Kryotrons in den Speicherschaltungen
55 bis 60 der Steuereinheit 11 in derselben Weise verläuft wie die oben beschriebene Schreibschaltung 61. Bei
jeder abwechselnden Erregung des Leseleiters 159 und des AUS-Leiters 63 unter der Steuerung der Lesesteuereinheit 14 wird
also der Zählstand der Steuereinheit 11 weitergeschaltet, um aufeinanderfolgende Erregungen der Lesesteuer-Ausgabeschaltungen
R1 * bis Rj?1 zu bewirken. Letztere verlaufen durch die Lesesteuerkryotrons
der Leseschleifen in den jeweiligen Wortspeicherregistern, wie es Fig. 4 zeigt, so daß aufeinanderfolgende
Erregungen der Lesesteuerleiter R1' bis Rj?1 und die gleichzeitige
Aberregung des Rückstelleiters 115"d.ie aufeinanderfolgende
Entnahme von Datenwörtern und deren zugeordneten Adressen aus aufeinanderfolgenden Wortregistern und ihre Übertragung
zum Datenausgaberegjscer 24 bewirken. Jeder dieser Entnahmevorgänge
gleicht genau dem oben beschriebenen, nur bewirken die Leseleiter R1f bis Rj5' die Übertragung zu den Adressenausgabe-Speicherschaltungen
1311 und 132' der Adresse, die den in die
Datenspeicherschaltungen I3I und"132 übertragnen Daten zugeordnet
ist.
Aufeinanderfolgende Entnahmevorgänge des zuletzt beschriebenen Typs können mit der aufeinanderfolgenden Wortspeicha?ung des
zuerst beschriebenen Typs kombiniert werden. Die Entnahme der Daten und ihrer Adressen aus einem Wortregister unmittelbar
vor dem Einspeichern neuer Daten in das Register gestattet es dem Datenverarbeitungssystem, eine Prüfung vorzunehmen und festzustellen,
ob djsse Information wieder am selben Speicherplatz
+ ob die alten Daten geändert oder ersetzt worden sind, und so zu
bestimmen,
des Hauptspeichers eingespeichert werden soll. Dieser zusammengesetzte
Lese-Schreib-Vorgang wird durch aufeinanderfolgende
Erregungen des Leseleiters 159, des Schreibleiters 61 und des AUS-Leiters 63 in der genannten Reihenfolge bewirkt, wodurch
erreicht wird, daß auf einen anfänglichen Lesevorgang ein Schreibvorgang folgt und danach der Zählstand der Steuereinheit 11
weitergeschaltet wird. (Eine Erregung entweder des Leseleiters 159 oder des Schreibleiters 61 leitet die Zählerweiterschaltung
ein, aber der Zähler beendet die Weiterschaltung erst bei nachfolgender Erregung des AUS-Leiters 63.)
Das eben beschriebene Informationsspeichersystem eigent sich insbesondere zur automatischen Erzeugung eines fortdauernden
"Spiegelbildes" der letzten Folge von zuletzt ausgeführten,
bei Datenverarbeitungsvorgängen verwendeten Befehlswörtern (und deren 'Adressen). Die Zahl der so verfügbar gemachten Befehlswörter
hängt ab von der Wortspeicherkapazität des assoziativen Speichers, die je nach Kosten und Bedarf gewöhnlich so gewählt
wird, daß Haupt- und Unterbefehlsschleifen von vernünftiger
Länge festgehalten werden können. Sollte das Datenverarbeitungssystem in eine Haupt- oder Unterprogrammschleife eintreten,
gestattet die Adressenabfragung des assoziativen Speichers eine sehr schnelle Befehlseinholung für alle Schleifenbefehlswörter.
Wenn bei einer Abfragung das gewünschte Befehlswort in dem assoziativen Speicher nicht gefunden wird, wird es aus dem
Hauptspeicher zur Ausführung und gleichzeitigen Speicherung in dem assoziativen Speicher entnommen, wo das Wort dann zur schnellen
Entnahme zur Verfügung steht. Die Verwendung von Befehlswörtern aus dem assoziativen Speicher kann mit Ausnahme der
ersten Verwendung eines Wortes völlig automatisch und unabhängig vom Programmierer sein. Für Anwendungen dieser Art
empfängt die Adressensteuereinheit 16 Eingabe- und Abfrageadressen
aus dem Befehlsadressenzähler oder -register des Datenverarbeitungssystems, und das Register 22 bildet dessen
Befehlswortregister.
Aus der vorstehenden Beschreibung der Erfindung dürfte deutlich geworden sein, daß ein assoziatives Speichersystem nach der
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Erfindung einen Teil eines Informationsspeichers großer
Speicherkapazität bilden oder in Verbindung damit verwendet werden kann und daß es bei einer solchen Verwendung die Menge
der Zugriffsanforderungen, die an das große Speichersystem gestellt werden, erheblich verringert. Ein Informationsspeichersystem
nach der Erfindung hat weiter den Vorteil, daß es eine ausserordentlich kurze Zugriffszeit zu den darin gespeicherten
Daten gestattet und daß es automatisch wirksam ist, eine begrenzte Menge laufender Informationen, die aus einem Speichersystem
grösserer Kapazität stammen und wiederholt in Datenverarbeitungsvorgängen
benutzt werden, aufzubewahren und schnell zugänglich zu machen. Ausserdem hat das erfindungsgemäße
Speichersystem den Vorteil, daß es durch eine einzigartige Betriebsvielseitigkeit
gekennzeichnet ist, die je nach Belieben jederzeit die aufeinanderfolgende Speicherung und die aufeinanderfolgende
Entnahme von Informationswörtern gestattet, welche nacheinander, zur Speicherung angeliefert werden, oder
die aufeinanderfolgende Speicherung und die nach Adresse wählbare Entnahme gespeicherter Informationswörter und ausserdem
die nach Adresse wählbare Änderung eines oder mehrerer Wörter im Speicher unter gleichzeitiger Anzeige der Identität jedes
so geänderten Wortes.
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Claims (10)
1. Speichersystem mit kurzer Zugriffszeit, mit einem Hauptspeicher
großer Speicherkapazität und mit einem zugeordneten Speicher kleinerer Kapazität, nach Patent
(Patentanmeldung J 23 025 IXc/42m), dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher kleinerer Kapazität ein einen schnellen Zugriff gestattender assoziativer Speicher (10) ist, dessen
Eingang einerseits mit der Adressensteuereinheit und andererseits mit dem Datenausgang des Hauptspeichers verbunden
ist und der aus dem Hauptspeicher entnommene Informationen mit mindestens einem Teil ihrer Hauptspeicheradresse in beliebiger Folge speichert, und daß eine Leseeinrichtung
(14, 26) vorgesehen ist, die die gewünschte Adresse des Hauptspeichers mit dem Inhalt des assoziativen
Speichers vergleicht und bei einer Übereinstimmung eine Entnahme auslöst sowie einen Zugriff zum Hauptspeicher verhindert.
2. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der assoziative Speicher (10) ein Eingabe-Adressregister
(18-1) aufweist, das mit der Adressensteuereinheit (16) des Hauptspeichers gekoppelt ist zur Aufnahme einer Entnahme-Informationsadresse
und das mit den Wortregistern (i8a, 19a)
' des assoziativen Speichers für eine Adresseneingabe in Verbindung
steht.
3. Speichersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der assoziative Speicher (10) ein Daten-Eingaberegister (18-2) aufweist, das mit dem Ausgang des Haupt-
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Speichers zur Aufnahme der entnommenen Daten gekoppelt ist und daß mit den Wortregistern (18b., 19b) des assoziativen
Speichers für eine Dateneingabe in Verbindung steht.
4. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis ~5, dadurch' gekennzeichnet,
daß mindestens eines der Eingaberegister (18-1., .18-2) zugleich als assoziatives Suchregister für die Entnahme
oder für Änderungen des Inhaltes des assoziativen Speichers (10) dient.
5· Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet.,
daß dem assoziativen Speicher (10) eine Folgeschaltung (11) zugeordnet ist., die von einer Lesesteuereinheit
(14) Fortschal timpulse empfängt und ein Einschreiben oder Lesen von Informationswörtern in fortlaufender Folge
steuert.
6. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch
gekennzeichnet, daß die Folgeschaltung (11) als geschlossene
Schleife geschaltet ist.
7· Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lesesteuereinrichtung des assoziativen Speichers (10) eine Identifizierungsschaltung (26) umfasst,
die· als Übe re inst immung s anzeige eines assoziativen Vergleiches
ein Sperrsignal an die Entnahmeschaltungen des Hauptspeichers liefert.
8. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis J3 dadurch gekennzeichnet,
daß die Lesesteuereinheit ein Schreibsteuersignal zu einem durch assoziativen Vergleich mit dem Inhalt
des Eingabe-Adressregisters (18-1) ausgewählten Wort im assoziativen Speicher (10) liefert zur Änderung dieses Wortes
in Abhängigkeit vom Inhalt des Daten-Eingaberegisters (18-2).
9098Θ7/0784
9· Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der assoziative Speicher (10) die Möglichkeit der zerstörungsfreien Entnahme aufweist.
10. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 j dadurch gekennzeichnet,
daß es als Programmspeicher dient, wobei die
Programmbefehle häufig benutzter Unterprogramme oder Programmabschnitte sich im Verlauf des Programmes selbsttätig im
assoziativen Speicher (10) einstellen, von wo sie schnell
verfügbar sind.
Programmbefehle häufig benutzter Unterprogramme oder Programmabschnitte sich im Verlauf des Programmes selbsttätig im
assoziativen Speicher (10) einstellen, von wo sie schnell
verfügbar sind.
9098 0 7/0764
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US291504A US3290656A (en) | 1963-06-28 | 1963-06-28 | Associative memory for subroutines |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1449774A1 true DE1449774A1 (de) | 1969-02-13 |
DE1449774B2 DE1449774B2 (de) | 1974-11-21 |
DE1449774C3 DE1449774C3 (de) | 1975-07-24 |
Family
ID=23120564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1449774A Expired DE1449774C3 (de) | 1963-06-28 | 1964-06-25 | Speichereinrichtung mit kurzer Zugriffszeit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3290656A (de) |
DE (1) | DE1449774C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2934064A1 (de) * | 1979-08-23 | 1981-04-09 | Papst-Motoren Kg, 7742 St Georgen | Anordnung zur verriegelung von steuerungen |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3500337A (en) * | 1967-09-27 | 1970-03-10 | Ibm | Data handling system employing a full word main memory transfer with individual indirect byte addressing and processing |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1963
- 1963-06-28 US US291504A patent/US3290656A/en not_active Expired - Lifetime
-
1964
- 1964-06-25 DE DE1449774A patent/DE1449774C3/de not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2934064A1 (de) * | 1979-08-23 | 1981-04-09 | Papst-Motoren Kg, 7742 St Georgen | Anordnung zur verriegelung von steuerungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1449774B2 (de) | 1974-11-21 |
DE1449774C3 (de) | 1975-07-24 |
US3290656A (en) | 1966-12-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHZ | Patent of addition ceased/non-payment of annual fee of parent patent | ||
EHZ | Patent of addition ceased/non-payment of annual fee of parent patent |