DE1524210A1 - Steuerung fuer die Randorgane einer Datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

6326-66/Ko/S

RCA 55017

Convention Dates May 5, 1965 Inventors J.J. Schell, Jr.

Radio Corporation of Aeerioa New York N.Y., V.St.A.

Steuerung für die Randorgange einer Datenverarbeitunganlage

Die Erfindune betrifft die Randorgansteuerung von digitalen Datenverarbeitungsanlagen« insbesondere eine Anordnung sua Steuern des Verkehrs »wischen den datenverarbeitenden Teil bzw. dem Leitwerk der Anlage und mehreren als "Randorgane* bexelohneten lingabe-Auagabevorrichtungen wie Magnetbandeinheiten, Magnettroaejeln, Karten« und Streifenloohern und -abtastern, Druckwerken usw.

Der xentrale Datenverarbeitungsteil einer Anlage kann normalerweise Daten alt viel höheren Geschwindigkeiten empfangen und ausgeben als die Ilngabe-Auagabevorriohtungen. Vagen dieser unteraohiedllohen Oeaohwindigkeit der Daten« handhabung «uB die Abwioklung des geapeloherten'Prograaau dureh den Datenverarbeitungsteil isawr wieder periodlaoh unterbrochen werden, ubj dsn Austauseh von Daten alt eine«

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oder mehreren Randorganen, die ständig in Betrieb Bind, vorzunehmen. Bine Datenverarbeitungsanlage enthält Jedoch ge· wöhnlioh eine «o große Anzahl von Randorganen, daß die Fähigkeit des Verarbeitung·teile, die Randorgane zu bedienen, dann überetlegen wird, wenn alle oder ein großer Teil der Randorgane gleiohzeitlg arbeiten. Wieviele Randorgane in Betrieb gehalten und vom zentralen Datenverarbeitungsteil bedient werden können, ohne deQ Daten verlorengehen, hängt von den Arbeitsgeschwindigkeiten der Randorgane ab. Die Arbeitsgeschwindigkeit der Randorgane, das heifit die Schnelligkeit der Datenhandhabung durch diese Organe, 1st alernlieh unterschiedlich, je nach den Geschwindigkeitsbeschränkungen, die durch die mechanischen Organe der betreffenden Apparate bedingt sind* Es kann daher sein, dafi der Datenverarbeitungsteil eine große Anzahl von langsamen Randorganen, eine nur kleine Anzahl von schnellen Randorganen oder eine mittelgroße Anzahl von gemischt langsamen und sohneilen Randorganen bedienen kann.

Die Speisung einer das Bedienungevermögen des Datenverarbeitungsteils übersteigenden Ansahl von gemischtschnellen Randorganen kann dadurch verhindert werden, daß man jedem Randorgan eine aus Blnärsiffcm bestehende "Oewlohtlgkeltszahl" der Geschwindigkeit zuweist. Sobald ein Randorgan aktiviert oder betätigt wird, erfolgt eine Speicherung der entsprechenden Oeeohwindigkeitegewiohtigkeitazahl. Soll dann •la zusätzliches Randorgan aktiviert werden, so wird dessen

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Oewlohtlgkeltszahl zur gespeicherten Oewichtigkeltszahl addiert. Die resultierende Sumae wird «Sodann «it einer de« Bedienungevermögen des Verarbeitungeteils wiedergebenden "Fähigkeit«zahl" vergliahen, um zu ermitteln, ob das susttzliohe Randorgan den Bearbeitungstell überlastet. Ein derartiges Verfahren verlangt entweder einen großen Aufwand an Spe«, zialzweck-Bautellen oder einen grofirKunlgen Hauptspeicher und einen großen Zeltaufwand für das Arbeiten der Anlage.

OemäB einen Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der zentrale Datenverarbeitungsteil der Anlage sogenannte AnrufausgMnge für jedes von einer entsprechenden Anzahl von Randorganen sowie eine Stroasohwellendetektorsohaltung Mit einer genelnsasen Eingangsklerane. Eine Anzahl von Randorganen sind Jeweils mit einen Besetzsignalausgang Ober ein ODER· Oatter, eine Transistorsohalterstufe und einen Widerstand an den geneinsanen Eingang der Sohwellendetektorsohaltung angeschlossen· Der den einzelnen Randorganen zugeordnete Wideretand hat jeweils einen Wert« der der verhUltnisaKSigen Zeit entspricht# die der Verarbeitungsteil für die Bedienung des entsprechenden Randorgans benötigt. Die einseinen AnrufauegKnge des Verarbeitungeteile sind jeweils nit dee Eingang des den entsprechenden Randorgan zugeordneten ODEUGatters gekoppelt. Das Auegangssignal der Sohwellendetektorsehaltung wird den Verarbeitungstell zugeleitet, un die Speisung eines Randorgans dann zu verhindern, wenn die für die seitlich verflochtene Bedienung des Randorgane erforderliehe Zelt, addiert zu der für die Bedienung der bereite tätigen Band-

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organe erforderliehe Zelt» das Leistungsvermögen des Ver« ' arbeitungsteils übersteigen würde,

In den Seicftnuiigen zeigern

Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemHu ausgebildeten Datenverarbeitungsanlage und

Fig. 2 das Sohaltschema eines Teile der Anlage nach Fig« 1*

Fig. 1 zeigt den zentralen Leitwerks- und Daten« verarbeitungsteil 10 einer Datenverarbeitungsanlage mit einen Hauptsohnellspeieher 12 mit Adressenregister 14 und Datenregister 16. Das Adressenregister 14 empfingt Adressen von Adreseener&euger 18, der durch einen PrograßmizMhler 20 ge. steuert werden kann* Der Prograiomzähler 20 hat einen Dekreraen« tiereingang 22, ura den Sählwert auf einen der Adresse eines vorausgegangenen Befehls entepreohenden Wert ssurüokzustellen d.h* zu erniedrigen. Das Datenregister 16 ist Über Leitungen 2k an-.die Datensammelsehi#ne 26 angesohlossen.

Die Dateneananelschiene 26 1st über Leitungen 28 mit Eingängen eines Befetilsregistere verbunden« das «In Operatlonseoderegieter jiO und ein Register 32 esithHlt, dale als Randorganregister verwendet wird« wenn in den betreffenden Befehl ein Handorgan einbesogen ist. Der Inhalt des Registers jS2 gelangt zum Decodierer ^4 »it Tier Ausgängen, von denen jeweils einer einen Startanruf für eines von «iner entsprechenden Anzahl von Raßdorgajaen liefert. Die Ausgänge des De· cod lerere j4 sind auf Gatter 56 wit Ausgängen 41, 42» 4> und

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geecheltet* Das Operationecoderegleter 30 1st an einen !Decodierer 38 angeschaltet* der Über einen Auegang 39 die Gatter 36 dann auftastet oder voraktiviert, «rann der in den Decodierer 38 eingespeiste Operationseode einen von einer Anzahl von Singabe^AuegabeSefehlen vertritt« Derartige Eingab««Ausgabebefehl« können z.B. Löaoh-, Vorwarteles«-, RUckwärteleae-Äbfraga-, Einschreib- und Einschraibstöuerbafehle sein· An die Ausgänge 41, 42# 43 und 44 der Gatter 36 sind Gatter 46 mit ihren Eingängen angekoppelt* Die Gatter 46 haben entsprechende AnrufSignalausgänge 4l^f * 42*, 43· und Λ4* sowie einen Entsp«rr-Sp«rreingang 48« Sie vier Leitungen 41, 42/43 und 44 und die vier Leitungen 41*_# 42», 43* und 44* dienen der Beförderung von ßtartanruf«ignalen für vier ent· spreohende Handorgane« BIe Asizahl von vier Handorganen 1st hler lediglieh i^elepielsweise gawSiilt, u» das Vorhandensein einer Mehrzahl von entsprechenden Organen oder Apparaten an·» gudeuten* Die Steuereinheit 49 r#prE$entiert die Übrigen tlbllohen Einheiten d@a Patenverarbtltungstelle XQ. Natürlich sind sueiitalich zu den hler 2ur SylKut«rung der Erfindung gezeigten Versohalttmgen noah sahlrelone übliche Vereehaltußgen (niaht geaetigfc) vorgesehen*

#i« BandorgiiR« oder iii^at»e«Ausgabevorriehtuiigen 51 * 52 ₃ 5.3 und 54 sind jew*ila iSbvr entspreohende Leitungen di® B*t#as«a®«l«ehien«; 26- st*r übentifcfclung und su»

vor₄ Beten «ngenoMoasen. Di« «instliwiii Ranöorfsn« : enthalten Jeweils »in« üblich*

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mit der dazugehörigen Steuerschaltung. Jedes Handorgan kann eine oder mehrere gleichartige Eingabe-Ausgabevorrichtungen enthalten« Beispieleweiße können das Randorgan 51 eine oder mehrere Magnetbandeinheiten, das Handorgan 52 eine oder mehrere Magnettrommelspeiehereinheiten, das Handorgan 53 eine oder mehrere Löchkartenableseeinheiten und das Handorgan 54 einen oder mehrere Zellendrucker aufweisen. Wenn In einem Handorgan mehrere gleichartige Eingabe-Ausgabevorrichtungen vorhanden sind» 1st jeweils immer nur eine dieser Vorrichtungen in Betrieb. Sollen mehrere gleichartige Vorrichtungen, z.B. Magnetbandeinheiten, gleichzeitig betrieben werden, so sind diese Vorrichtungen auf verschiedene Bandorganeinheiten verteilt.

Jede der Randorganeinheiten 51, 52, 53 und 54 ist mit einem Eingang an eine entsprechende Startanruf leitung 4l^f, 42¹, 43·> 44* angeschlossen. Weitere übliche Steuerverbindungen (nicht gezeigt) können zwischen den Baxidorganen und dem Verarbeitungsteil 10 vorgeshen sein. Jedes Randorgan hat ferner einen einzelnen Besetzsignalausgang« der über eine entsprechende Leitung 57 an einen Eingang des entsprechenden ODEH-Gatters 58 angeschlossen ist« Die einzelnen ODER-öatter 58 sind ferner mit einem Eingang an eine entsprechende der Startanrufleitungen41» 42, 43 und 44 angeschlossen« Jedes der 0DSR-Gatter 58 ist Bit einem Ausgang 59 Übe? ein· entsprechende Schalterstufe 60 und einen entsprechenden geschwindigkeit »gewicht Igktit swld«r stand 61, 62, 63* 64 an «Ute Sunnier-

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sammelschiene 65 angeschlossen. Die einzelnen Gewiehtswiderstsnde 61, 62, 63 und 64 haben jeweils einen Wert, der die verhältnismäßige Zelt anzeigt, die der Verarbeitungsanteil benötigt* um die entsprechenden Randorgane .51, 52, 53 und 54 zu bedienen. Die Werte der Gewichtigkeitswiderstände 61, 62, 63 und 64 sind umgekehrt proportional derjenigen Zelt, die für die seitlich verflochtene Bedienung der betreffenden Randorgane durch den Verarbeitungstail 10 erforderlich ist. Die Summiersammelschlene 65 1st an den gemeinsamen Signaleingang eines Stromschwellendetektors £6 angeschlossen. Ein Ausgang 67 des Detektors 66 ist über die Seitung 48 mit einem Sperreingang der Gatter 46 und über die Leitung 69 und den Inverter I mit dem Dekrementlereingang 22 des Programmzählers 20 verbunden. _v

Fig. 2 seigt Einzelheiten der Schalteratufen 60, der Gewichtigkeitswiderstande 61, 62, 63 und 64 und des Stromachwellendetektors 66* Der Stroraschwellendetektor 66 enthält einen Schwellwerttransistor T? und einen Elngangstranaistor T6 mit einem gemeinsamen Emltterviiderstand 72, so daß ein Stromanstieg im einen Transistor eine Stromerniedrigung Im anderen Transistor bewirkt. Die Transistoren T5 und T6 sind ebenso wie die Transistoren T7 und T8 als sogenanntes Darlington-Paar geschaltet. Die Basis des Schwellwerttransistors T7 erhHlt über die Stromkreise der Transistoren T8 und T9 eine konstante Bezugsschwellenspannung. Die zur Basis des Elngangs-

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transistors Τ6 gelangende Eingangespannung wird durch den Stromfiuß dureh den Widerstand R bestimmt. (Am Basis-EmitterÜbergang des Transistors T5 tritt nur ein geringer Spannungsabfall auf.) Der den Widerstand R durchfließende Strom wird seinerseits dureh die Leitungsxustände der Sehaltertraneistoren TI» T2, T3 und T4 in den Sehalterstufen 60 beeinflußt, Der Stromweg durch die Widerstände 61« 62, 6$ und 64 verläuft von der +30 Volt-Klemme 74 Über den Widerstand R und die Summieraammelaahiene 65, dann sich verzweigend über die einzelnen Widerstände 61, 62, 63 und 64 sowie die Kollektor-Et&ltterstreeken der dazugehörigen Transistoren TI« T2, T3 und Τ4 nach Masse»

Infolge des Stromes* der in den dureh den Widerstand R und die Zenerdiode 76 gebildeten Spannungsteiler fließt, ist der Schwellwerttransietor T7 normalerweise gesperrt und der Eingangstraneistor T6 nornalerweise geöffnet. Der Eingangstransistor T6 bleibt geöffnet« außer wenn oder solange bis die Sumse der von den Transistoren Tl, T2« T3 und T4 fiber den Widerstand R entnomienen Struae die Spannung an der Basis des Transistors T5 und an der Basis des Transistors T6 auf einen Wert herunterdrückt» der niedriger ist als der Wert des Besugspotentials an der Basis des Sohwellurerttransistors T7· Dies bewirkt eine Erniedrigung des vom Transistor T6 dureh den gen»insanen ^gitterwiderstand 72 fliesenden Stro»anteils_# wodurch der Sohwellwerttransistor T7 in den leitenden Zustand geschaltet wird. Der Ausstoä des Sehwellwerttransistors T7

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erregt dann den Ausgangstransistor TlQ, so daß dieser ein Ausgangssignal am Funkt 67 bereitstellt.

Die Arbeitsweise der Anlage soll jetzt anhand der Flg. 1 beschrieben werden, Ea sei angenommen, das anf&igliah keines der Handorgane 51, 52, 53 und 54 in Ta. tigke.it 1st und daß der Datenverarbeltungsanteil 10 die Durchftßirung von Befehlen eines im Schnellsteloher 12 gespeicherten Programms abwickelt. Jeder Im Speicher gespeicherte Befehl wird, durch eine Adresse aufgerufen, die vom Adressenerzeuger l8 dem Adres« senregister 14 des Speichere zugeleitet wird« Der aufgerufene Befehl wird von seinem Speicherplatz imSpeicher 12 in das Speicherdatenregister 16 Übergeben, von wo er Über die Lei· tungen 24 in die Datenaamme!schiene 26 und von dort über die Leitungen 28 in das Befehlsregister alt dem Operatlonseodere· gister ^O und dem Randorganregister 32 geschickt wird.

Wenn der auf diese Welse statielerte (d«h· Serien» parallelgevrandelte) Befehl eines der Randorgane 51, 52, 53 oder 54 betrifft, so erkennt der Decodierer 38 la Optration·· coderegister 30 einen Randorgan-Op*r«tlonsoode, woraufhin der Decodierer 38 über seinen Ausgang 39 die Gatter 36 entipörrt oder voraktiviert· Der Decodierer 3J4 erkannt au» des Inhalt des Randorganreglsters 32, welohe· der Randorgan· durch den betreffenden Befehl angerufen wird. Der entsprechende aktiviert· Startanrufausgang des Decodierer* 34, beispielsweise der Ausgang 41 eehiokt «in Signal durch die entsp#rrt«n Qatter 36 zu« ·1η·η Eingang des entsprechenden OIÄlUGattera 58. St·

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Signal, das das aktivierte ODER-Gatter durchläuft, aktiviert den entsprechenden Schalter 60 und bewirkt einen Stromfluß durch den Transistor 71 und den dazugehörigen Gewichtigkeitswiderstand.61. Der Wert des vom Transistor Tl Über den Gewichtig lceitswiderstand 6l entnommenen Stromes wird durch den Wert dieses Widerstandes bestimmt und ist proportional der prozentualen Zelt, die der Verarbeitungstell 10 für die zeitlich verflochtene Bedienung des dazugehörigen Handorgane 51 benötigt. Der also vom Eingang des Sehwellendetektors 66 entnommene Strom reicht nicht aus, um den Schwellenwert des Detektors zu übersteigen, so daS kein Sperrsignal erzeugt wird und über die Leitungen 67 und 48 zu den Gattern 46 gelangt·

Das Startanrufsignal am Ausgang 41 der Gatter 36 gelangt sodann durch die Gatter 46 und über die Leitung 41* zum Handorgan 51/ das dadurch in Betrieb gesetzt oder aktiviert wird. Das aktivierte Randorgan schickt anschließend ein Besetztsignal über seine Leitung 57 und das dazugehörige ODER*Gatter 58 zur entsprechenden Schalterstufe 60. Daraufhin entnimmt der Schaltertransistor Tl über den Gewichtigkeitawiderstand 61 solange weiterStrom, wi· das betreffende Randorgan in Betrieb ist.

Das aktivierte Randorgan 51 wird von der Anlage in zeitlicher Verflechtung mit der Durchführung des gespeicherten Programms bedient. Die Anlage kann dann einen anderen Befehl erreichen, der den Verkehr mit einem anderen Randorgan, beispielsweise den Organ 53 verlangt. Das resultierend· Start-

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anrufeigna1 vomAusgang 43 der Gatterstufen % gelangt zur entsprechenden Schalterstufe 60 mit dem Traneistor TJ und dem GewichtigkeItswiderstand 63, wodurch der vom Eingang dee Schwellendetektors 66 entnommene Strom sich erhöht« Wenn die Gesamtströmentnahme durch den zum bereits aktivierten Randorgan 51 gehörigen Transistor Tl und den zum nueraehr angerufenen Randorj gan 33 gehörigen Transistor TJ den Schwellenwert des Schwellendetektors 66 nicht tibersteigt» wird auch das zweite Rand· organ 53 aktiviert und in zeitlicher Verflechtung bedient. Die Anlage kann dann einen Befehl erreichen, der ein drittes Randorgan, beispielsweise das Organ 5^ betrifft» wobei es geschehen kann, daß durch die Erregung der entsprechenden Schalterstufe 60 und des dazugehörigen Gewichtigkeit·· Widerstandes 64 der Oesamtstromfluß vom Eingang dee Schwellendetektors 66 den gegebenen Bezugsstromsehwellenwert des Detektors tibersteigt. In diesem Falle schickt der Detektor 66 in die Leitungen 6j und 48 ein Ausgangssignal, das die Gatter 46 sperrt und die Inbetriebsetzung oder Aktivierung des entsprechenden Randorgans 54 verhindert* Zugleich gelangt das am Ausgang 6? des Sohwellendetektora 66 anstehende Signal über die Leitung 69 und den Inverter I zum Dekrementiereingang 22 dee Programmzählers 20. Dadurch wird die Anlage veranlaßt* einen vorausgegangenen Befehl wieder 2EU durchlaufen, wonach die Anlage erneut den das betreffende Randorgan ansprechenden Befehl, dessen Durchführung gerade verhindert worden ist.

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erreicht. Die Anlage kann somit in einer Leer schleife arbeiten» bis eines der besetzten Randorgane seine Tätigkeit beendet und zu arbeiten aufhört· Sobald dies der Fall 1st, wird das Startanrufsignal für das dritte Handorgan 54 akzeptiert, falls für die Bedienung dieses Randorgans durch die Verarbeitungseinheit genügend Zeit zur Verfugung steht. In der geschlossenen Leersohleifenanordnung der Anlage können Vorkehrungen getroffen sein« die eine Unterbrechung eines kein Handorgan betreffenden Programms oder Programmablaufs ermöglichen* .

Die Arbeltsweise des Systems 1st so» daß ein Befehl, der den Verkehr mit einem Handorgan verlangt, nur dann ausgeführt wird, wenn diejenige Zelt, die der Verarbeitungsteil für die zeItlieh verflochtene Bedienung des Handorgans benötigt, zusätzlich zu derjenigen Zeit, die für die Bedienung der bereits aktivierten Handorgane benötigt wird, das Leistungsvermögen des Verarbeitung teile nicht übersteigt. Die Anzahl der Handorgane _a die gleichzeitig tätig sein können, hängt von der fur ihre Bedienung erforderlichen Zeit ab. Gleichzeitig können eine große Anzahl von langsamen Randorganen, eine verhältnismäßig kleine Anzahl von sohnellen Handorganen oder eine mittlere Anzahl von gemischt schnellen und l«ngsamen Handorganen tätig «ein.

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Claims (1)

1. Darf nic

   Patentansprüche.

   1. Steuerung für die Randorgane eine Datenverarbeitungsanlage mit einem Befehlsregister und einem Befehlsdecodierer, der Startanruf-Ausgangssignale für eine Anzahl von Randorganen liefert» gekennzeichnet durch eine Stromschweliendetektorsohaltung (66) alt einem gemeinsamen E.eingang; durch einen Besetztslgnalausgang an jedem der vorhandenen Randorgane (51* 52, 53, 54)j durch eine Analogsohaltung für jedes der Randorgane mit jeweils einem ODER-Gatter (58), das mit einen Eingang an einen entsprechenden Besetzteignalauagang angeschlossen 1st, einar Transistorsohalterstufe (βθ), die mit einem Eingang an den Ausgang des betreffenden ODER-Gattere angeschlossen ist, und einem Widerstand (öl, 62» 6>« 64)« der zwischen den Ausgang der betreffenden Schalterstufe und den gemeinsamen Eingang der Stromschwellendetektorsohaltung gelrappelt 1st und einen Wert hat, der die verhältnismäßige Zeit anzeigt, die der Verarbeitungsteil (10) für die Bedienung des entsprechenden Randorgans benötigtj sowie durch eine durch das Ausgangssignal der Stromschwellendetektorschaltung (66) gesteuerte Einrichtung, welche die Startanruf-Ausgangssignale von Verarbeitungeteil an die Randorgane weiterleitet, außer wenn die nie die zeitlich verflochten* Bedienung des betreffenden Randorgan· benötigte Zelt» xusätrlioh zu der für die Bedienung der bereits aktivierten Randorgan· benötigten Zeit» die Leietungstthlgkelt des Verarbeitungeteile tibersteigt·

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   2, Randorgansteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehnet« daß jedes der Randorgane einen Startsignaleingang hat.

   5. Randorgansteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche die einzelnen Startanrufausgangssignale vom Befehlsdecodierer (34) einem Eingang des 0DER-Oattera (58) In der Analogschaltung eines entsprechenden der Randorgane zuleiten.

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   Lee rs e ι te