DE1474090B2

DE1474090B2 - Datenverarbeitungsanlage

Info

Publication number: DE1474090B2
Application number: DE19641474090
Authority: DE
Inventors: Frank Salvatore Piscata way Township NJ Vighante (V St A )
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1963-09-30
Filing date: 1964-09-17
Publication date: 1972-06-15
Also published as: BE653762A; GB1080490A; US3774166A; NL6411145A; DE1474090A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenverarbeitungsanlage mit einem Speicher zum Speichern von Befehlswörtern, einem Befehlszählerregister zum Bestimmen der Speicheradresse, von der ein Befehlswort entnommen werden soll, und einer Befehlszählerschaltung zur Weiterstufung des Befehlszählerregisters um eins, um die Befehle von aufeinanderfolgenden Speicheradressen zu entnehmen.

Dabei müssen die Speicheradressen genügend lang sein, so daß auch ein Zugriff zu jeder Befehlsspeicherstelle ermöglicht wird. Bei großen Anlagen bedeutet dieses, daß jede Adresse eine große Anzahl Ziffern aufweisen muß.

Gewöhnlich sind die Adressen den Schritten des Programmes aufeinanderfolgend zugeordnet. Dieses bedeutet aber nicht, daß die Befehle in fixierter Reihenfolge ausgeführt werden. So finden beispielsweise bestimmte Operationen wiederholt statt und können deshalb durch entsprechende Teilprogramme erfaßt werden, so daß Speicherraum eingespart werden kann. Wenn immer also die Datenverarbeitung bei einer Programmstelle angelangt ist, an welcher ein solches Teilprogramm durchzuführen ist, findet mit Hilfe eines sogenannten Sprungbefehls ein Übergang auf dieses Teilprogramm statt, d. h., es wird auf eine außerhalb der normalen Adressenfolge liegende Adresse gesprungen.

Der Sprung wird durch eine Adresse bewerkstelligt, die die gleiche Länge besitzt wie diejenigen, welche für gewöhnliches Adressieren verwendet werden. Bei einer großen Anlage erfordert dieses die Speicherung von Sprungbefehlen, die eine beachtliche Wortlänge besitzen. Neben einer Reduzierung der nutzbaren Speicherkapazität verursachen derartige Befehle eine Zunahme der Kompliziertheit der numerischen Manipulation, die insbesondere in denjenigen Fällen erforderlich ist, in welchen indirektes Adressieren verwendet wird.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, Sprünge auch mit abgekürzten Befehlen bewerkstelligen zu können, so daß hierdurch die Wortlänge von Sprungbefehlen reduziert und mithin das Speicherungsvermögen einer gegebenen Anlage erhöht werden kann.

Diese Aufgabe ist für eine Datenverarbeitungsanlage der einleitend beschriebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender Merkmale:

a) einige der gespeicherten Befehlswörter sind Sprungbefehle mit kürzerer Wortlänge als die der anderen Befehlswörter;

b) jeder Befehl besteht aus einem Operationsteil und einem Adressenteil, wobei der letztere kurzer ist als die Speicheradresse eines Befehlswortes, und

c) Schaltungsmittel, die, auf den Operationsteil eines Sprungbefehls ansprechend, veranlassen, daß der Adressenteil zu einem Teil des Befehlszählerregisters durchgesteuert wird, um hierin eine vorbestimmte Anzahl insbesondere der niedrigerwertigen Adressenziffern ohne Änderung der anderen Adressenziffern zu ändern.

Mit der so gebildeten modifizierten Adresse wird dann der Speicher adressiert, und es werden daher Programmsprünge während der Verarbeitung erleichtert, insbesondere erhält man auch eine erleichterte Sprungfehleranzeige.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur das Blockschaltbild einer datenverarbeitenden Anlage zeigt.

Bei der dargestellten Anlage dient ein Programmspeicher 10, der über ein Befehlsregister 20 und einen Befehlsdecodierer 30 arbeitet, als Befehlsquelle zum Steuern eines Datenregisters 60, das in Verbindung mit einem Datenadressenregister 70 und einem Datenspeicher 80 arbeitet. Der Einfachheit halber ist der Befehlsspeicher als vom Datenspeicher getrennt liegend dargestellt, es kann aber auch eine und dieselbe Einheit, beispielsweise eine Magnetkernmatrix üblicher Bauart, für beide verwendet werden. Die dargestellten, verschiedenen Verknüpfungsglieder und andere Bauteile sind üblicher Bauart.

Bevor ein Befehl ausgeführt werden kann, wird er dem Speicher durch ein Befehlszählerregister 40 entnommen, dessen codierter Ausgang die Stelle des Befehls im Speicher 10 angibt. Nachdem parallele Code-

signale, die die Adresse bilden, durch ein Verknüpfungsglied 11 hindurchgeschickt worden sind, tritt der an der bezeichneten Adresse des Speichers 10 vorhandene Inhalt in das Befehlsregister über ein weiteres Verknüpfungsglied 12 ein. Beide Verknüpfungsglieder durch einen (nicht dargestellten) Taktgeber gesteuert. Die Verknüpfungsglieder, ebenso der Taktgeber, sind üblicher Bauart. Jeder Befehl, der in das Register eintritt, hat zumindest zwei Teile: einer derselben ist ein Befehlsteil und der andere ein Adressenteil. Der Adressenteil ist zwar häufig entweder eine Datenziffer oder eine Sprungadresse, er weist aber jeden entsprechend dem Befehl abzufertigenden Punkt auf. Häufig treten in das Register verschiedene Befehle gleichzeitig ein. In diesem Falle wird der im linken Teil des Registers gelegene Befehl zuerst ausgeführt, und es tritt, nachdem ein Schiebesteuernetzwerk 21 vom Taktgeber betätigt worden ist, der Inhalt des rechten Abschnittes in den linken Abschnitt zur Ausführung ein. ao

Jeder besondere Befehl wird vom Decodierer 30 decodiert, so daß ein bestimmter Ausgangsanschluß des letzteren erregt wird. Im allgemeinen dient der Decodierer-Ausgang zum Einschalten verschiedener Verknüpfungsglieder und anderer Schaltungskomponenten.

In den Fällen, in denen die Schritte des Programms aufeinanderfolgend durchgeführt werden sollen, wird jede nachfolgende Adresse am Ausgang des Befehlszählerregisters 40 erhalten durch Vergrößern ihrer Vorgängerin um eins mit Hilfe der Wirkung einer Befehlszählerschaltung 41 und einem Befehlszähler-Verknüpfungsglied 42. Jedoch wird, wenn ein Sprung zu machen ist, die durch das Befehlszählerregister angezeigte Adresse auf eine Weise modifiziert, die durch den Adressenteil des den Sprung anweisenden Befehls diktiert ist. Diese Modifizierung wird durch den Befehlsteil des Sprungbefehls erreicht, die die Betätigung einer Datenvergleichsschaltung 61 einleitet, so daß ein Verknüpfungsglied 43 aktiviert wird. Das Verknüpfungsglied 43 gestattet dem Adressenteil des Befehls, in das Befehlszählerregister 40 einzutreten und die vorher im rechten Teil des Befehlszählerregisters 40 vorhandene Information zu verdrängen. Folglich ist die am Ausgang des Befehlszählerregisters angezeigte Adresse in der richtigen Länge zum Adressieren des Programmspeichers, sie ist aber entsprechend der neuen Stelle, von der ein Befehl nachfolgend zu empfangen ist, modifiziert worden. Erreicht wird dies, ohne daß hierzu weder die Notwendigkeit besteht, eine gespeicherte Adresse numerisch zu modifizieren noch Zuflucht zu einer Sprungadresse der gleichen Länge genommen werden muß, wie diese für das Adressieren des Programmspeichers erforderlich ist. In den Fällen, in denen es wünschenswert ist, kann der Adressenteil des Sprungbefehls mathematisch mit der vorher vorhandenen Programmadresse mit dem Ziel kombiniert werden, die gewünschte Programmspeicherstelle zu erzeugen.

In den Fällen, in denen die Verdrängung eines Teiles der vorher vorhandenen Programmadresse nicht ausreicht, den von einem speziellen Sprungbefehl geforderten Bereich' zu erzeugen, wird eine Teilverdrängung für das Befehlszählerregister während eines früheren Operationszyklus in einem Hilfsregister 44 gespeichert. Zu dieser Zeit hat ein Decodiersignal ein Eingangsverknüpfungsglied 45 des Registers 44 aktiviert, und ein Ausgangsverknüpfungsgl'ed 46 gesetzt. Nachfolgend vervollständigt das Vergleichssignal die Aktivierung des Ausgangsverknüpfungsgliedes 46 und setzt dieses nach einem Verzögerungsintervall zurück, das ausreicht, den Eintritt des vom Hilfsregister 44 gespeicherten Teils in den Mittelabschnitt des Befehlszählerregisters 40 zu ermöglichen. Die begleitenden Operationen im Datenteil des Systems und die Wirkungen auf die Komponenten 62 bis 65, 71 und 81 sind durch die einzelnen unternommenen Datenmanipulationen bestimmt.

Eine beispielhafte Datenverarbeitungssituation ist bei der Verarbeitung aufeinanderfolgender Fernsprech-Verbindungsaufzeichnungen auf Zeitmultiplexbasis gegeben. In einem derartigen Fall ist jede einer speziellen Verbindung zugeordneten Zeitlage mit vier dieser zugeordneten Informationszeichen versehen und im Datenspeicher aufgezeichnet. Das erste dieser Zeichen ist eine Verbindungsaufbaumarkierung. Wenn die Fortschrittsmarkierung anzeigt, daß die Zeitlage inaktiv, so findet ein Sprung auf eine Verbindungsaufzeichnung in einer hierauf folgenden Zeitlage statt. Ist jedoch die Zeitlage aktiv, so wird die Verbindungsaufzeichnung mit dem Ziel verarbeitet, Informationen hierüber zu erhalten, z. B. die Rufnummer des Bedienungsanfordernden.

Ein Teil eines beispielhaften Programms zum Bewerkstelligen der vorstehenden Prüfung einer Verbindungsaufzeichnung ist in der nachstehenden Tabelle angeführt, wobei für jede Programmspeicherstelle angenommen ist, daß diese zwanzig Bits enthalten soll.

Programm speicheradresse	STA CGTDR NOT 15 FILlO	Befehl	REDCl RED C 2 NOTS
34 35 36 37	REDC3	TSl XDAR
47	STA
325	TS 2

In der Tabelle sind zwei Arten von Eintragungen dargestellt. Hinsichtlich der ersten wird, bei der Adresse 34, eine gesamte Speicherstelle von zwanzig Bits (ausgenommen Paritätsbits) durch einen einzigen Befehl besetzt, wobei die ersten fünfzehn Bits die Adresse TSl im Datenspeicher bezeichnen, die der Zeitlage Nr. 1 zugeordnet ist (TS ist die Abkürzung für »time slot«). Die verbleibenden fünf Bits des Befehls 34 sind für den Befehlsteil STA bestimmt.

Für Eintragungen der zweiten Art, an den Stellen 35 bis 41, enthält jede Speicherstelle zwei Befehle zu je zehn Bits. Die Befehle sind ferner in zwei Untergruppen zu je fünf Bits unterteilt. Eine Untergruppe von fünf Bits liefert einen Befehl, und die andere bezieht sich auf eine Adresse. Die den verschiedenen Befehlen zugeordneten Bedeutungen ergeben sich aus den gewählten Bezeichnungen des Programms.

Entspricht der Ausgang des Befehlszählerregisters der Adresse 34, so tritt der Inhalt der entsprechenden Programmspeicheradresse in das Befehlsregister ein. Nachfolgend wird der Befehlsteil, z.B. das Codewort 10000, decodiert, so daß ein Aktivierungssignal am Datenregister-Verknüpfungsglied mit dem Ziel erzeugt wird, es den Bitts 1 bis 15 zu ermöglichen, in das Datenregister einzutreten.

Während des nächsten Operationszyklus vergrößert die Befehlszählerschaltung den Ausgang des Befehlszählerregisters um eins, so daß die Doppelbefehle an der Stelle 35 in das Befehlsregister eintreten. Der linke Befehl CGT (Abkürzung für »clear and gate«) wird zuerst ausgeführt. Er enthält zwei Befehle, von denen die ersten fünf Bits das Datenadressenregister frei machen und von denen die zweiten fünf Bits den Inhalt des Datenregisters zum Datenadressenregister liefern. Der rechte Befehl RED (Abkürzung für »read«) der Stelle 35 ist für das Lesen der der Zeitlage TSl zugeordneten Verbindungsaufzeichnung Cl (Abkürzung für »call 1«). Da die Adresse im Datenadressenregister diejenige der Zeitlage 1 ist, wird das dem Datenspeicher entnommene Datenzeichen innerhalb der Verbindungsaufzeichnung dieser Zeitlage liegen. Da jede Verbindungsaufzeichnung bis zu vier getrennte Informationszeichen enthält, ist die geprüft werdende spezielle Aufzeichnung durch Einstellen der beiden niedrigwertigen Bits des Datenadressenregisters mit Hilfe eines Logik-Netzwerkes 71 bestimmt. Für die erste Verbindungsaufzeichnung, d. h., für Cl, werden die beiden niedrigwertigen Bits auf Null gestellt.

Der linke Befehl NOT (Abkürzung für »no output test«) der Stelle 36 befiehlt eine durch die Vergleicherschaltung 61 erfolgende Prüfung der Cl-Verbindungsaufzeichnung, die sich nunmehr im Datenregister befindet. Besteht die letztere gänzlich aus Nullen, so ist die Zeitlage inaktiv, und es wird ein Sprung auf eine nachfolgende Zeitlage zur Prüfung der Verbindungsaufzeichnung derselben unternommen. Der Sprung wird durch Überführen des Adressenteiles 15 des Befehls NOT in den rechten Teil des Befehlszählerregisters bewirkt. Hierdurch wird der frühere Inhalt dieses Registerteiles verdrängt, so daß die Programmadresse 47 wird. Im nächsten Operationszyklus tritt der Befehl RED an der Adressenstelle 47 in das Befehlsregister ein, so daß eine Prüfung der Verbindungsaufzeichnung C 3 im Datenregister ermöglicht wird. Das Ergebnis ist ein kurzer Sprung.

Doch zurück zum NOT-Befehl der Adressen 36. Wenn die erste Ziffer der Verbindungsaufzeichnung der Zeitlage 1 anzeigt, daß die Zeitlage aktiv ist, so wird eine Prüfung des zweiten Teiles der Aufzeichnung gemacht, die in das Datenregister mit Hilfe des RED-Befehls der Adresse 36 überführt wird. Im nächsten Operationszyklus wird ein FIL-Befehl (Abkürzung für »Fill«) dem Hilfsregister eingegeben. Dieser Befehl dient zur Vorbereitung eines Sprunges, der sich über den Bereich hinaus erstreckt, der durch Verdrängen der fünf niedrigwertigen Befehlsbits des Befehlszählerregisters gegeben ist. Im nächsten Halbzyklus befiehlt ein NOT-Befehl die Prüfung des Cl-Datenwortes. Wird hierbei gefunden, daß sich letzteres im Null-Zustand befindet, so wird ein Sprung auf Stelle 325 gemacht. Dieser Fernbereichssprung wird durch die kombinierte Verdrängung der Befehlszählerregisterinhalte im mittleren bzw. rechten Teil ermöglicht. Zu dem Zeitpunkt, in dem der rechte Teil verdrängt wird, tritt auch der Inhalt des Hilfsregisters ein, wenn das Ausgangsverknüpfungsglied des Hilfsregisters vorher gesetzt worden ist.

Es sei bemerkt, daß die Adresse des FIL-Befehls das binäre Gegenstück einer dezimalen 10 darstellt, während die Adresse des NOT-Befehls das binäre Gegenstück einer dezimalen 5 darstellt. Da die Programmspeicheradresse unter zehn Bits liegt, liefern diese beiden Teile die ganze Sprunginformation, wobei das dezimale Gegenstück, wie dargestellt," 325 ist.

Der Befehl STA an der Stelle 325 ist ähnlich derjenigen der Adresse 34 mit der Ausnahme, daß er eine Prüfung der Verbindungsaufzeichnung der nächstfolgenden Zeitlage einleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanlage mit einem Speicher zum Speichern von Befehlswörtern, einem Befehlszählerregister zum Bestimmen der Speicheradresse, von der ein Befehlswort entnommen werden soll, und einer Befehlszählerschaltung zur Weiterstufung des Befehlszählerregisters um eins, um die Befehle von aufeinanderfolgenden Speicheradressen zu entnehmen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

b) jeder Befehl besteht aus einem Operationsteil und einem Adresseriteil, wobei der letztere kurzer ist als die Speicheradresse eines Befehlswortes, und I

c) Schaltungsmittel (21), die, auf den Operationsteil eines Sprungbefehls ansprechend, veranlassen, daß der Adressenteil zu einem Teil des Befehlszählerregisters (40) durchgesteuert wird (über 43), um hierin eine vorbestimmte Anzahl insbesondere der niedrigerwertigen Adressenziffern ohne Änderung der anderen Adressenziffern zu ändern.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierung des Befehlszählerregisterinhaltes auf einen Sprungbefehl hin bewirkt wird durch Ersetzen des| in dem Befehlszählerregisterteil stehenden Inhaltes durch den Adressenteil des Sprungbefehls.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein weiteres Register (44) zum Zwischenspeichern des Adressenteils eines vorausgegangenen Sprungbefehls und daß die auf den Operationsteil ansprechende)! Schaltungsmittel (21) auch veranlassen, daß der Inhalt des weiteren Registers (44) zu einem anderen, insbesondere höherwertigen Teil des Befehlszählerregisters (40) durchgesteuert wird (über 46), um eine weitere vorbestimmte Anzahl von Adr^ssenziffern hierin gleichlaufend mit der Änderung des ersterwähnten Teils der Adressenziffern zu ändern.