DE1499742B2 - Verfahren und schaltungsanordnung zum schutz von speicherzellen gegen unerwuenschte zugriffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von mehrstelligen Speicherzellen mit wahlfreiem Zugriff in Datenverarbeitungssystemen, die aus mehre-■ ren gleichzeitig unabhängig voneinander arbeitenden Einheiten bestehen und/oder zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer Programme ausgelegt sind, wobei der Inhalt der Speicherzellen gegen ungewolltes Löschen bzw. Überschreiben und Lesen durch veränderliche Markierungen an den gespeicherten Informationen geschützt ist.

Beim Betrieb von Speichern, die große Datenmengen beinhalten und von mehreren Programmen und/oder ίο von mehreren Einheiten eines Datenverarbeitungssystems oder sogar mehreren Datenverarbeitungssystemen aus angesteuert werden können, tritt das Problem auf, bestimmte Speicherzellen bzw. die darin enthaltenen Daten gegen ungewollte Zerstörung zu sichern. Dieses Problem kann z. B. auftreten, wenn ein Speicher in zwei Teile geteilt ist, deren einer unveränderliche Daten und der andere veränderliche Daten aufnehmen soll, oder es sind im selben Speicher mehrere verschiedene Programme für mehrere verschiedene ' Aufgaben, von verschiedenen Bedienungspersonen behandelt, enthalten. Wenn eines dieser Programme geändert wird, so kann das eine Programm, z. B. durch Irrtum in der Adressierung, Angaben des anderen J Programms ungewollt ändern oder zerstören. Besteht | jedoch die Möglichkeit, einen bestimmten Teil des Speichers so zu sperren, daß keine neue Information darin eingetragen werden kann und daß eine Anzeige stattfindet, wenn ein unerlaubter Teil des Speichers angesprochen wird, so treten keine Informationsverluste bzw. -Verfälschungen auf.

So ist z. B. durch die deutsche Auslegeschrift 11 14 049 ein Verfahren zur Einschränkung der Ansteuermöglichkeit bei Speichermatrizen bekannt geworden, das dadurch charakterisiert ist, daß dem ganzen Speicher oder beliebigen Teilen desselben ein weiteres Speicherelement oder weitere Speicherelemente zugeordnet sind, deren Speicherinhalte vorbestimmte Operationen, die den Inhalt der zugehörigen Speicher- j teile betreffen, unterdrücken und/oder modifizieren.

Nach dieser DAS ist auch weiterhin bekannt geworden, daß das bzw. die zugeordneten Speicherelemente bei einem Entnahmebefehl wahlweise die Abgabe von Nullen und das Wiedereinschreiben von Nullen für den zugehörigen Speicherteil oder die Abgabe des tatsächli- ι

chen Inhalts und dessen Wiedereinschreiben veranlas- ^ sen.

Ein nach diesem Verfahren arbeitender Speicher für ein Datenverarbeitungssystem, das gleichzeitig mehrere Programme verarbeiten kann bzw. dessen Einheiten alle wahlfreien Zugriff zu diesem Speicher haben, hat jedoch den Nachteil, daß ein gerade angerufener Teil dieses Speichers für alle anderen Programme bzw. Einheiten bis zur Beendung der gerade ablaufenden Operation gesperrt ist. Längere Wartezeiten und eine schlechte Ausnutzung der einzelnen Einheiten einer Datenverarbeitungsanlage sind die Folge. Besonders bei sehr umfangreichen Systemen bzw. bei mehreren miteinander gekoppelten Systemen tritt eine beachtliche Verlängerung der erforderlichen Operationszeit der Datenverarbeitungsanlage ein.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Schützen des Ansteuerns des Speicherinhalts von Speichern mit wahlfreiem Zugriff zu schaffen, das unter bestimmten Voraussetzungen einen Zugriff von anderer Seite zu einem gesicherten Speicherteil ermöglicht, so daß sich die Anzahl der effektiven Operationen pro Sekunde innerhalb eines Systems, oder mehrerer Systeme, die an

diesen Speicher angeschlossen sind, wesentlich erhöht.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, erklärt.

Wie es anhand von Fig. 1 bis 5 gezeigt wird, soll ein ganzes Register oder ein Teil davon auf lauter Einsen oder lauter Nullen gezwungen werden auf Veranlassung der Adressensteuerung, der Ansteuerung der betreffenden Speichervorrichtung, des betreffenden laufenden Befehls oder einer durch Schalter oder durch Befehle einstellbaren Betriebsart.

Wenn im Verlauf einer Speicheroperation ein Befehl, z. B. »Prüfen und Einstellen«, das Setzen für Schutzzwecke der Zelle des ausgewählten Bytes auf lauter Einsen bewirkt, dann wird eine Eins im höchststelligen (oder am weitesten links stehenden) Bit des Bytes gesetzt. Diese Einstellung dieses Bytes zeigt an, daß die betreffende Zelle durch den genannten Befehl in Anspruch genommen worden ist.

Würden z. B. Systeme gemeinsam eine bestimmte Speicherzelle benutzen, so könnte das eine System den »Prüfen und Einstellen«-Befehl verwenden, um die Bits der Bytes zwangsweise auf lauter Einsen zu setzen und damit anzuzeigen, daß es gerade die betreffende Speicherzelle verwendet, und darauf könnte dann ein Speicherbefehl des zweiten folgen. Dieser Befehl vermag jedoch am ersten Bit nichts zu ändern, alle übrigen Bits des Bytes werden aber auf Null gesetzt. Das zweite System kann jedoch keinen Zugriff zur Speicherzelle haben, weil das höchststellige Bit auf L gesetzt war. Das erste System kann nun aufgrund der Einstellung 1000 des Bytes feststellen, daß das zweite System den Versuch eines Zugriffs unternommen hat. Das erste System kann daher zu irgendeiner anderen Operation abzweigen, um dem zweiten System eine Möglichkeit zur Ansteuerung der Speicherzelle zu geben, bei der dann die Kennung des Schutzbytes der Speicherzelle vollständig auf das zweite System abgestellt wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält eine typische, zum bekannten Stand der Technik gehörende Speichervorrichtung ein Speicheradressenregister 20, das die Auswahl einer bestimmten Speicherzelle in einem Arbeitsspeicher 22 durch Adressierschaltungen 21 derart steuert, daß Daten aus ihr ausgelesen und in sie eingeschrieben werden. Die im Speicher zu speichernden Daten werden zunächst einem Speicherdatenregister 24 zugeleitet, in dem sie für die Steuerung von Sperrtreibern in der Weise ausgewertet werden, daß sie wahlweise in eine entsprechende Anzahl von Bitstellen innerhalb der eigentlichen Kernebenen unter Steuerung von Sperrtreibern 26 eingeführt werden. Beim Auslesen von Daten aus der Speichervorrichtung werden die Kernebenen 28 in Null-Richtung angesteuert, so daß die Abfühlverstärker 30 Daten über eine Sammelleitung 32 zu dem Speicherdatenregister 24 übertragen. Diese Daten können dann über eine Sammelleitung 34 zu der Auswertschaltung sowie über die Sammelleitung 25 derart in den Speicher zurückübertragen werden, daß die Einstellung der Kernebenen entsprechend den bekannten Speicherverfahren regeneriert wird. F i g. 1 zeigt außerdem, daß verschiedene Prüf-, Zeitsteuerungs- und andere Steuerschaltungen 36 vorgesehen sind, die den Betrieb der Speichervorrichtung bestimmen.

F i g. 2 zeigt, wie die in F i g. 1 dargestellte Speichervorrichtung so abzuwandeln ist, um den angestrebten Speicherschutz zu erreichen. Gezeigt ist, wie aufgrund eines Befehls ein Byte oder Teile hiervon zwangsweise auf Null gesetzt werden. Der Einfachheit halber wird gezeigt, daß ein vom Befehl abgeleitetes »Gleichmache«-Signal einem Inverter 38 zugeführt wird, durch das mehrere Und-Schaltungen 40 gesperrt werden können, wodurch verhindert wird, daß Daten aus dem Speicherdatenregister 24 zum Arbeitsspeicher 22 gelangen. Die von den Und-Schaltungen 40 angesteuerten Bitstellen verbleiben dadurch in der beim Auslesen erreichten Null-Stellung. Anstelle der Und-Schaltung kann auch eine Oder-Schaltung verwendet werden, wenn ein über diese zugeführtes Bezugspotential zur Erzielung eines bestimmten Speicherzustandes benutzt wird.

F i g. 3 zeigt einen vorteilhaften Sperrtreiber in Verbindung mit der Und-Schaltung 40 nach F i g. 2. Die Betätigung dieser Sperrtreiber wird wahlweise verhindert mittels einer Und-Schaltung 40, die ein zur Steuerung mehrerer Treiberkreise verwendetes Zeitsteuersignal TP blockiert; die Betätigung der Und-Schaltung 40 wird durch einen auf ein Gleichmache-Signal ansprechenden Inverter38 verhindert.

Verschiedene Verfahren, die verwendet werden könnten, um die Bedingungen zu steuern, unter denen gespeicherte Bits zwangsweise gleichgemacht werden müssen, werden anhand von F i g. 4 und 5 beschrieben.

Wie es F i g. 4 zeigt, ist die Herbeiführung einer Gleichmache-Betriebsart in einer Selbsthalteschaltung 54 einstellbar durch eine Oder-Schaltung 56 auf Veranlassung eines Operationsdecodierers 58, welcher auf bestimmte Befehle ein Signal erzeugt, das einen »Gleichmache«-Befehl darstellt, der das Einstellen der Selbsthalteschaltung 54 bewirkt, so daß diese ihrerseits ein Gleichmache-Signal zur Weiterleitung an Schaltungen der in F i g. 2 und 3 dargestellten Art erzeugt. Dies bedeutet, daß alle Zugriffe zu Speicherzellen, denen das Signal zugeleitet wird, zur Folge haben, daß die betreffenden Speicherbits des Schutzbytes gleichgemacht werden (entweder lauter Einsen oder lauter Nullen), so lange die Selbsthalteschaltung 54 im Einstellzustand ist. Ein anderer Befehl, wie z.B. ein »Gleichmache-Betriebsart-verlassen«-Befehl, kann eine weitere Oder-Schaltung 60 veranlassen, die Selbsthalteschaltung 54 rückzustellen. Außerdem veranschaulicht Fig.4, daß ein Schalter auf dem Steuerpult für die Bedienungsperson benutzt werden kann, um das System in die Gleichmache-Betriebsart zu bringen. Wenn der Schalter 62 geschlossen ist, bewirkt ein Anlegen des zugeführten Potentials an die Oder-Schaltung 56, daß die Selbsthalteschaltung 54 im Einstellzustand bleibt, und wenn der Schalter 62 offen ist, ermöglicht es der Inverter 64 der Und-Schaltung 60, die Selbsthalteschaltung 54 in Abhängigkeit vom Decoder 58 zurückzustellen.

Ein kombiniertes System, in welchem drei Speichervorrichtungen in der beschriebenen Weise arbeiten, ist in F i g. 5 dargestellt. Dort besitzen zwei Zentralrechner 66, 68 jeder einen entsprechenden bevorzugten Speicher 70 bzw. 72 und beide sind außerdem an einen gemeinsamen Speicher 74 anschließbar. Jeder Zentralrechner kann das Schutzbyte des nichtbevorzugten Speichers (72 bzw. 70) zwangsweise in seinen zugeordneten Gleichheits-Zustand bringen, und außerdem bewirken alle Entnahmen aus dem gemeinsamen Speicher 74 automatisch, daß bei der Speicherzelle^ aus der die Entnahme erfolgt ist, das Schutzbyte auf lauter gleiche Bits gesetzt wird.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ansteuerung von mehrstelligen Speicherzellen mit wahlfreiem Zugriff in Datenverarbeitungssystemen, die aus mehreren gleichzeitig unabhängig voneinander arbeitenden Einheiten bestehen und/oder zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer Programme ausgelegt sind, wobei der Inhalt der Speicherzellen gegen ungewolltes Löschen bzw. Überschreiben und Lesen durch veränderliche Markierungen an den gespeicherten Informationen geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Ansteuerung einer Speicherzelle ein Teil davon - ein Schutzbyte - auf eine als Markierung einer Einheit bzw. eines Programms dienende vorbestimmte Ziffernfolge gezwungen wird, wodurch angezeigt wird, daß die betreffende Speicherzelle bedingt geschützt ist und daß durch eine weitere Ansteuerung der Speicherzelle von einer anderen Einheit oder anderen Programm ein Teil der gesetzten Markierungen verändert wird, wodurch bei nachfolgender Abfühlung der Markierung durch die erste Ansteuerung veranlaßt wird, daß der Schutz für die weitere Ansteuerung bedingt aufgehoben wird, so daß auch die weitere Ansteuerung Zugriff zu dem Inhalt der betreffenden Speicherzelle erlangt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schutzbytes bei der weiteren Ansteuerung verändert wird und der restliche Teil des Schutzbytes dann bei erfolgreichem Zugriff auf die Kennung der weiteren Ansteuerung umgestellt wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung innerhalb des Schutzbytes durch Einsetzen von Nullen oder Einsen erzwungen wird, indem die Regenerationsschleife für das Schutzbyte der betreffenden Speicherzelle unterbrochen wird und zwischen dem in der Regenerationsschleife befindlichen Speicherdatenregister (z. B. 24) und der Speicherzelle UND- oder ODER-Schaltungen angeordnet sind, die von einem Signal (Gleichmache-Signal) gesteuert werden, das von dem Operations-Decodierer durch Anliegen eines bestimmten Befehls erzeugt wird.

A. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Operationsdecodierer (z. B. 52) abgegebene Signal gegebenenfalls durch eine Betätigung eines Schaltkontakts über ein nachgeschaltetes Netzwerk (54,56, 60, 64) mit einer weiteren Schaltgröße (62) ersetzt wird, und daß ein weiterer an den genannten Operationsdecodierer anliegender Befehl die Rückstellung des genannten Netzwerkes bewirkt.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 oder ⁴, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzen von Einsen bzw. Nullen erzwungen wird, indem die vorhandenen Sperrtreiberschaltungen über eine Und-Schaltung (40), an deren einem Eingang ein Gleichmache-Signal und an deren anderem Eingang ein Zeitsteuersignal (77) liegt, gesteuert werden.