DE1524210B2 - Schaltungsanordnung zum steuern des datenverkehrs zwischen peripheren geraeten und einer zentraleinheit einer datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern des Datenverkehrs zwischen einer Anzahl von peripheren Geräten unterschiedlicher Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten und einer diese während ineinander verschachtelter Zeitabschnitte bedienenden Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage.

Die Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage kann normalerweise Daten mit viel höheren Geschwindigkeiten empfangen und ausgeben als die peripheren Geräte oder Randorgane, wie Magnetbandcinheiten, Magnettrommelspeichern, Karten- und Streifcnlochern bzw. -lesern, Druckwerken usw. Um die Arbeitsgeschwindigkeit der Datenverarbeitungsanlage trotz der geringen Arbeitsgeschwindigkeit der Randorgane möglichst weitgehend ausnutzen zu können, läßt man die Zentraleinheit entsprechend dem gespeicherten Programm arbeiten und unterbricht dieses periodisch für den Austausch von Daten mit einem oder mehreren Randorganen, die ihrerseits kontinuierlich arbeitet. Datenverarbeitungsanlagen enthalten jedoch gewöhnlich eine so große Anzahl von Randorganen, daß die Fähigkeit der Zentraleinheit, die Randorgane zu bedienen, überschritten wird, wenn alle oder ein großer Teil der Randorgane gleichzeitig arbeitet. Wieviele Randorgane gleichzeitig arbeiten und von der Zentraleinheit bedient werden können, ohne daß Daten verlorengehen, hüf'f/t von den Arbeitsgeschwindigkeiten der Randorganc ab. Diese ist jedoch ziemlich unterschiedlich und hängt von den jeweiligen mechanischen Konstruktionen ab. Die Zentraleinheit kann dementsprechend eine größere Anzahl von langvim arbeitenden Randorganen, eine verhältnismäßig kleine Anzahl von schnell arbeitenden Randorganen oder eine mittelgroße Anzahl von schnellen und langsamen Randorganen bedienen.

Die Anschaltung einer das Verarbeitungsvermögen der Zentraleinheit übersteigenden Anzahl von Rand-

organen unterschiedlicher Arbeitsgeschwindigkeiten krnn dadurch verhindert werden, daß man jedem Randorgan eine aus Binärziffern bestehende Geschwindigkeitskennzahl zuordnet. Beim Adressieren oder Arbeiten eines Randorgans wird die zugehörige Geschwindigkeitskennzahl gespeichert. Wenn ein zusätzliches Randorgan bedient werden soll, wird dessen Geschwindigkeitskennzahl zu der Summe der bereits gespeicherten Geschwindigkeitskennzahlen addiert und die resultierende Summe wird mit einer dem Verarbeitungsvermögen des Zentralteiles entsprechende »Arbeitskapazitätszahl« verglichen, um festzustellen, ob die Zuschaltung des betreffenden Randorgans den Zentralteil überlasten würde. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß entweder

zusätzliche Schaltungseinheiten oder zusätzlicher Speicherplatz und/oder zusätzliche Arbeitszeit benötigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Schaltungsanordnung zum

Steuern des Datenverkehrs zwischen peripheren Geräten unterschiedlicher Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten und einer Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage anzugeben, die eine Überlastung der Zentraleinheit ohne größeren Schaltungs- oder Zeitaufwand verhindern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß jedes periphere Gerät mit einem im Betrieb oder bei Anforderung des betreffenden peripheren Gerätes erregten und ein Gewicht entsprechend der vom zugehörigen peripheren Gerät benötigten Verarbeitungszeit aufweisenden Eingang einer Schwellwertschaltung gekoppelt ist, die ein Ausgangssignal liefert, das die Bedienung eines zusätzlichen peripheren Gerätes verhindert, wenn die Summe der mit Gewichten versehenen Eingangssignale für das zusätzliche periphere Gerät und die peripheren Geräte, die bereits bedient werden, einer Gesamtbcarbeitungszeit entspricht, die die Verarbeitungskapazität der Zentraleinheit übersteigt.

Bei einer Datenverarbeitungsanlage, deren Zentraleinheit eine Startanfordcrungsausgangslcitung aufweist und jedes periphere Gerät eine Besctztsignalausgangsleitung hat, ist vorzugsweise die Startanforderungsausgangsleitung und die Besetztausgangsleitung jedes peripheren Gerätes über ein ODER-Glied mit dem zugehörigen Eingang der Schwellwertschaltung verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Datenverarbeitungsanlage mit einer Schaltungsanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 2 ein Schaltbild eines Teiles der Datenverarbeitungsanlage gemäß Fig. 1.

F ΐ g. 1 zeigt den zentralen Leitwerks- und Datenverarbeitungsteil 10 einer Datenverarbeitungsanlage

nut einem Hauptschnellspeieher 12 mit Adressen- ist mit einem Eingang an eine entsprechende Startregister 14 und Datenregister 16. Das Adressen«- anrufleitung 41', 42', 43', 44' angeschlossen. W> itere gistcr 14 empfangt Adressen vom Adressenerzeuger übliche Steuerverbindungen (nicht gezeigt) kön-18, der durch einen Programmzähler 20 gesteuert neu zwischen den Randorganen und dem Verwerden kann. Der Programmzähler 20 hat einen 5 arbeitungsteil 10 vorgesehen sein. Jedes Randorgan Dekrementlereingang 22, um den Zählwert auf einen hat ferner einen eigenen Besetzsignalausgang, der der Adresse eines vorausgegangenen Befehls ent- über eine entsprechende Leitung 57 an einen Einsprechenden Wert zurückzustellen d. h. zu erniedri- gang eines entsprechenden ODER-Gliedes 58 angegen. Das Datenregister 16 ist über Leitungen 24 an schlossen ist. Die einzelnen ODER-Glieder 58 sind die Datensammelschtene 26 angeschlossen. io ferner mit einem Eingang an eine entsprechende der Die Datensammelschiene 26 ist über Leitungen 28 Startanrufleitungen 41, 42, 43 und 44 angeschlossen, mit Eingängen eines Befehlsregisters verbunden, das Jedes der ODER-Glieder 58 ist mit seinem Ausgang ein Operationscoderegister 30 und ein Register 32 59 über eine entsprechende Schalterstufe 60 und enthält, das als Randorganregister verwendet wird, einen entsprechenden Geschwindigkeitsbewertungswenn in den betreffenden Befehl ein Randorgan ein- 15 widerstand 61, 62, 63, 64 an ein.» Summiersammelbezogen ist. Der Inhalt des Registern 32 gelangt zum schiene 65 angeschlossen. Die eiir^elnen Bewertungs-Decodierer 34 mit vier Ausgängen, von denf-n jeweils widerstände 61, 62, 63 und 64 haben jeweils einen einer einen Startanruf für eines von einer entspre- Wert, der den von dem relativen Zeitbedarf des Verchcnden Anzahl von Randorganen peripheren Ge- arbeitungsanteils 10 für die Bedienung der enträten liefert. Die Ausgänge des Decodierers 34 sind ao sprechenden Randorgane 51, 52, 53 bzw. 54 zu beauf Torschaltungen 36 mit Ausgängen 41, 42, 43 und dienen. Die Werte der Bewertungswiderstände 61, 62, 44 geschaltet. Das Operationscoderegister 30 ist an 63 und 64 sind umgekehrt proportional derjenigen einen Decodierer 38 angeschaltet, der über einen Zeit, die für die zeitlich verschachtelte Bedienung Ausgang 39 die Torschaltungen 36 dann auftastet der betreffenden Randorgane durch den Verarbei- oder voraktiviert, wenn der in den Decodierer 38 ein- 25 tungsteil 10 erforderlich ist. Die Summiersammelgespeiste Operationscode einen von einer Anzahl schiene 65 ist an den gemeinsamen Signaleingang von LUngabe-Ausgabebefehlen betrifft. Derartige Ein- eines Stromschwellwertdetektors 66 angeschlossen. gabe-Ausgabebefehle können z. B. Lösch-, Vorwärts- Ein Ausgang 67 des Detektors 66 ist über die Leiiese-. Rückwärtslese-, Abfrage-, Einschreib- und Ein- tung 48 mit einem Sperreingang der Torschaltungen schrcibsteuerbefehle sein. An die Ausgänge 41, 42, 30 46 und über die Leitung 69 und einen Inverter/ mit

43 und 44 der Torschaltungen 36 sind Torschaltun- dem Dekrementiereingang 22 des Prügrammzählers gen 46 mit ihren Eingängen angekoppelt. Die Tor- 20 verbunden.

schaltungen 46 haben entsprechende Anrufsignal- F i g. 2 zeigt Einzelheiten der Schaltersiufen 60,

ausgänge 41', 42', 43' und 44' sowie einen Entsperr- der Bewertungswiderstände 61, 62, 63 und 64 und

Sperrungang 48. Die vier Leitungen 41, 42, 43 und 35 des Stromschwellwertdetektors 66. Der Stromschwell-

44 und die vier Leitungen 41', 42', 43' und 44' die- wertdetektor 66 enthält einen Schwellwerttransistor neu der Beförderung von Startanrufsignalen für vier Tl und einen Eingangstransistor Γ6 mit einem geentsprechende Randorgane. Die Anzahl von vier meinsamen Emitterwiderstand 72, so daß ein Strom-Rmukuganen ist hier lediglich beispielsweise gewählt, anstieg im einen Transistor eine Stromemiedrigung um das Vorhandensein einer Mehr^plil von entspre- 40 im anderen Transistor bewirkt. Die Transistoren 7 5 chenden Organen oder Apparaten anzudeuten. Die und T 6 sind ebenso wie die Transistoren T 7 und T 8 Steuereinheit 49 repräscnt^;ert die übrigen üblichen als sogenanntes Darlington-Paar geschaltet. Die Basis Einheiten des Datenverarbeitungsteils 10. Natürlich des Schwellwerttransistors T 7 erhält über die Stromsind zusätzlich zu den hijr zur Erläuterung der Er- kreise der Transistoren 7" 8 und 7" 9 eine konstante findung gezeigten Verbindungen noch zahlreiche üb- 45 Bczugsschwcllcnspannung. Die zur Basis des Einlichc Verbindungen (nicht gezeigt) vorgesehen. gangstransistors 7" 6 gelangende Eingangsspannung

Die Randorgane oder Eingabe-Ausgabevorrich- vird darch den Stromfluß durch den Widerstand R

Hingen 51, 52. 53 und 54 sind jeweils über entspre- bestimmt. (Am Basis-Emitterübcrgang des Tran-

chende Leitungen 56 an die Datensammelschiene 26 sistors 75 tritt nur ein geringer Spar.nungsabfa!!

zur Übermittlung und zum Empfang von Daten an- 5° auf.) Der den Widerstand R durchfließende Strom

geschlossen. Die einzelnen Randorgane enthalten wird seinerseits durch die Leitungszustände der

jeweils eine übliche Eingabc-Ausgabevorrichtung mit Schaltcrtransisto-^n T 1, 7'2, 7*3 und TA in den

der dazugehörigen Steuerschaltung. Jedes Randorgan Schaltcrstufen 60 beeinflußt. Der Stromweg durch

kann eine oder mehrere gleichartige Eingabe-Aus- die Widerstände 61, 62, 63 und 64 verläuft von der

gabevorrichtungen enthalten. Beispielsweise können 55 +30-Volt-Klemme 74 über den Widerstand R und

das Randorgan 51 eine oder mehrere Magnetband- die Summiersammelschiene 65, dann sich verzwei-

einheiten, das Randorgan 52 eine oder mehrere gend über die einzelnen Widerstände 61, 62, 63 und

Magnettrommelspeichereinheiten, das Randorgan 53 64 sowie die Kollektor-Emitterstrecken der dazugc-

einc oder mehrere Lochkartenableseeinheiten und hörigen Transistoren Tl₁ Tl, T3 und T4 nach

das Randorgan 54 einen rider mehrere Zeilendrucker 60 Masse.

aufweisen. Wenn in einem Randorgan mehrere Infolge des Stromes, der in dem durch den Widergleichartige Eingabe-Ausgabevorrichtungen vorhan- stand R und die Zenerdiode 76 gebildeten Spannungsden sind, ist jeweils immer nur eine dieser Vorrich- teiler fließt, ist der Schwellwerttransistor T 7 normatungen in Betrieb. Sollen mehrere gleichartige Vor- lerweise gesperrt und der Eingangstransistor T 6 norrichtungen, z. B, Magnetbandeinheiten, gleichzeitig 63 malerweise geöffnet. Der Eingangstransistor T 6 betrieben werden, so sind diese Vorrichtungen auf bleibt geöffne¹, außer wenn oder so lange bis die verschiedene Randorganeinheiten verteilt. Summe der von den Transistoren Γ1, Tl, Ti und

Jede der Randorganeinheiten 51, 52, 53 und 54 T 4 über den Widerstand/? entnommenen Ströme

die Spannung an der Basis des Transistors TS und an der Basis des Transistors T 6 auf einen Wert herunterdrückt, der niedriger ist als der Wert des Bezugspotentials an der Basis des Schwellwerttransistors Tl. Dies bewirkt eine Erniedrigung des vom Transistor T 6 durch den gemeinsamen Emitterwiderstand 72 flließenden Stromanteils, wodurch der Schwellwerttransistor Γ 7 in den leitenden Zustand geschaltet wird. Der Ausgangsimpuls des Schwellwerttransistors T 7 erregt dann den Ausgangstransistor 7" 10, so daß dieser ein Ausgangssignal am Punkt 67 erzeugt.

Die Arbeitsweise der Anlage soll jetzt an Hand der F i g. 1 beschrieben werden. Es sei angenommen, daß anfänglich keines der Randorgane 51, 52, 53 und 54 in Tätigkeit ist und daß der Datenverarbeitungsteil 10 die Durchführung von Befehlen eines im Schnellspeicher 12 gespeicherten Programms abwikkelt. Jeder im Speicher gespeicherte Befehl wird durch eine Adresse aufgerufen, die vom Adressenerzeuger 18 dem Adressenregister 14 des Speichers zugeleitet wird. Der aufgerufene Befehl wird von seinem Speicherplatz im Speicher 12 in das Speicherdatenregister 16 übergeben, von wo er über die Leitungen 24 in die Datensarnmelschiene 26 und von dort über die Leitungen 28 in das Befehlsregister mit dem Operationscoderegister 30 und dem Randorganregister 32 geschickt wird.

Wenn der auf diese Weise statisierte (d. h. serienparallelgewandelte) Befehl eines der Randorgane 51, 52, 53 oder 54 betrifft, so erkennt der Decodierer 38 im Operationscoderegister 30 einen Randorgan-Operationscode, woraufhin der Decodierer 38 über seinen Ausgang 39 die Torschaltungen 36 entsperrt oder voraktiviert. Der Decodierer 34 erkennt aus dem Inhalt des Randorganregisters 32. welches der Randorgane durch den betreffenden Befehl angerufen wird. Der entsprechende aktivierte Startanrufausgang des Decodierers 34. beispielsweise der Ausgang 41. schickt ein Signal durch die entsperrten Torschaltungen 36 zum einen Eingang des entsprechenden ODER-Glieds 58. Das Signal, daß das aktivierte ODER-Glied durchläuft, aktiviert den entsprechenden Schalter 60 und bewirkt einen Stromfluß durch den Transistor T1 und den dazugehörigen Bewertungswiderstand 61. Der Wert des vom Transistor T1 über den Bewertungswiderstand 61 entnommenen Stromes wird durch den Wert dieses Widerstandes bestimmt und ist proportional der prozentualen Zeit, die der Verarbeitungsteil 10 für die zeitlich verschachtelte Bedienung des dazugehörigen Randorgans 51 benötigt. Der also vom Eingang des Schwellwertdetektors 66 entnommene Strom reicht nicht aus. um den Schwellenwert des Detektors zu übersteigen, so daß kein Sperrsignal erzeugt wird und über die Leitungen 67 und 48 zu den Torschaltungen 46 gelangt.

Das Startannifsignal am Ausgang 41 der Torschaltungen 36 gelangt sodann durch die Torschaltungen 46 und über die Leitung 41' zum Randorgan 51. das dadurch in Betrieb gesetzt oder aktiviert wird. Das aküvierte Randorgan schickt anschließend ein Besetztsignal über seine Leitung 57 und das dazugehörige ODER-Glied 58 zur entsprechenden Schalterstufe 60. Daraufhin entnimmt der Schaltertransistor T1 über den Bewertungswiderstand 61 so lange weiter Strom, wie das betreffende Randorgan in Betrief ist.

Das aktivierte Randorgan 51 wird von der Anlagi in zeitlicher Verschachtelung mit der Durchführunj des gespeicherten Programms bedient. Die Anlagt kann dann einen anderen Befehl erreichen, der der Verkehr mit einem anderen Randorgan, beispiels weise dem Organ 53. verlangt. Das resultierende Start anrufsignal vom Ausgang 43 der Torschaltungen 3(

ίο gelangt zur entsprechenden Schalterstufe 60 mit den Transistor Γ 3 und dem Bewertungswiderstand 63 wodurch der vom Eingang des Schwellwertdetek tors 66 entnommene Strom sich erhöht. Wenn di< Gesamtstromentnahme durch den zum bereits akti

is vierten Randorgan 51 gehörigen Transistor Π unc den zum nunmehr angerufenen Randorgan 53 ge hörigen Transistor Ti den Schwellenwert de: Schwellwertdetektors 66 nicht übersteigt, wird aucl das zweite Randorgan 53 aktiviert und in zeitliche

ao Verschachtelung bedient.

Die Anlage kann dann einen Befehl erreichen der ein drittes Randorgan, beispielsweise das Orgar 54 betrifft, woirei es geschehen kann, daß durch du Erregung der entsprechenden Schalterstufe 60 unc

»5 des dazugehörigen Bewertungswiderstandes 64 dei Gesamtstromfluß vom Eingang des Schwellwertdetek tors 66 den gegebenen Bezugsstromschwellenwert de; Detektors übersteigt. In diesem Falle schickt dei Detektor 66 in die Leitungen 67 und 48 ein Aus gangssignal. das die Torschaltungen 46 sperrt unc die Inbetriebsetzung oder Aktivierung des entspre chenden Randorgans 54 verhindert. Zugleich ge langt das am Ausgang 67 des Schwellwertdetekton 66 anstehende Signal über die Leitung 69 und der Inverter / zum Dekrementiereingang 22 des Programmzählers 20. Dadurch wird die Anlage veran laßt, einen vorausgegangenen Befehl wieder zt durchlaufen, wonach die Anlage erneut den das betreffende Randorgan ansprechenden Befehl, desser Durchführung gerade verhindert worden ist. erreicht. Die Anlage kann somit in einer Leerschleife arbeiten, bis eines der besetzten Randorgane seine Tätigkeit beendet und zu arbeiten aufhört. Sobald dies der Fall ist. wird das Startanrufsignal für da.

dritte Randorgan 54 akzeptiert, falls für die Bedienung dieses Randorgans durch die Verarbeitungseinheit genügend Zeit zur Verfügung steht. In dei geschlossenen Leerschleifenanordnung der Anlage können Vorkehrungen getroffen sein, die eine Unterbrechung eines kein Randorgan betreffenden Programms oder Programmablaufs ermöglichen.

Die Arbeitsweise des Systems ist so, daß ein Befehl, der den Verkehr mit einem Randorgan verlangt, nur dann ausgeführt wird, wenn diejenige Zeit.

die der Verarbeitungstei! für die zeitlich verschachtelte Bedienung des Randorgans benötigt, zusätzlich zu derjenigen Zeit, die für die Bedienung der bereits aktivierten Randorgane benötigt wird, das Leistungsvermögen des Verarbeitungsteils nicht übersteigt. Die Anzahl der Randorgane, die gleichzeitig tätig sein können, hängt von der für ihre Bedienung erforderlichen Zeit ab. Gleichzeitig können eine große Anzahl von langsamen Randorganen, eine verhältnismäßig kleine Anzahl von schnellen Rand-Organen oder eine mittlere Anzahl von schnellen und langsamen Randorganen tätig sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Steuern des Datenverkehrs zwischen einer Anzahl von peripheren Geräten unterschiedlicher Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten und einer diese während ineinander verschachtelter Zeitabschnitte bedienenden Zentraleinheit einer Datenverarbeitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß jedes periphere Gerät (51 bis 54) mit einem im Betrieb oder bei Anforderung des betreffenden peripheren Gerätes erregten und ein Gewicht entsprechend der vom zugehörigen peripheren Gerät benötigten Verarbeitungszeit aufweisenden Eingang einer Schwellwertschaltung (61 bis 66) gekoppelt ist, die ein Ausgangssignal liefert, das die Bedienung eines zusätzlichen peripheren Gerätes verhindert, wenn die Summe der mit Gewichten versehenen Eingangssignale für das zusätzliche periphere Gerät und die peripheren Geräte, die bereits bedient werden, einer Gesamtbearbeitungszeit entspricht, die die Verarbeitungskapazität der Zentraleinheit übersteigt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Zentraleinheit für jedes periphere Gerät eine Stauanrufleitung aufweist und jedes periphere Gerät eine Besotztsig"alausgangsleitung hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Startanrufleitung (41 bis 44) und die Besei signalausgangsleitung (57) jedes peripheren Gerätes (51 bis 54) über ein ODER-Glied (58) mit dem zugehörigen Eingang der Schwellwertschaltung (61 bis 66) gekoppelt ist.