DE1524773A1

DE1524773A1 - Verbessertes Adressierungssystem fuer Speichervorrichtungen elektronischer Datenverarbeitungsanlagen

Info

Publication number: DE1524773A1
Application number: DE19671524773
Authority: DE
Inventors: Snedaker Mark Carl
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-02-07
Filing date: 1967-01-26
Publication date: 1970-10-22
Also published as: SE340378B; DE1524773C3; US3387283A; FR1511847A; CH450770A; BE693283A; GB1110994A; DE1524773B2; NL6701754A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. E. BÖHMER

703 BDBLINGEN SINDE LFINGER STBASSE 49

FEBNSPHECHEH (07031) 6613040 I υ/Η / / O

. Böblingen, 23. . 1. 1967

ru-hn '

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10 504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket 6699

Verbessertes Adressierungssystem für Speichervorrichtungen elektronischer Datenverarbeitungsanlagen _^

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Adressierungssystem für Speicher Vorrichtungen von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere solchen, deren Hauptspeicher eine relativ kleine Speicherkapazität und relativ lange Speicher zyklen haben und die zur Erweiterung der Operationskapazität mit einem: äußeren schnellen Großraumspeicher wie Plattenspeicher oder Bandspeicher zusammenarbeiten.

Beim Aufbau einer Datenverarbeitungsanlage steht unter anderem die Bet dingung, daß der zu verwendende Großraumspeicher, der die Daten für die Verarbeitungseinheit liefert, im Verhältnis zur Arbeitsgeschwindigkeit der zentralen Verarbeitungsanlage die Daten in der richtigen Geschwindigkeit bereitstellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß ein solcher Großraumspeicher durch die verschiedensten Eigenschaften von einem an-

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deren gekennzeichnet ist. Eine dieser Charakteristiken, die besonders für die vorliegende Erfindung interessant ist, ist die Geschwindigkeit, mit der die Daten von diesem Großraumspeicher übertragen werden. Die datenannehmende Verarbeitungseinheit ist normal mit einem Hauptspeicher, der durch zugehörige Adressenentschlüsselungsschaltungen angesteuert wird und eine genügend große Speicherkapazität sowie Operations geschwindigkeit aufweist, ausgerüstet, um die ankommenden Daten von dem Großraumspeicher ungepuffert, d. h., direkt abzunehmen.

Bei Verarbeitungseinheiten, die mit relativ kleiner Speicherkapazität und relativ niedriger Operations geschwindigkeit arbeiten, tritt nun das Problem ein, daß der angeschlossene Größraumspeicher eine große .Menge Daten viel zu schnell anbietet. Schlechte Ausnutzung dei? eigentlichen effektiven Zugriffs zeit und Sinken der effektiven Rechenleistung des Gesamtsystems sind die Folge. Es ist.z. B. allgemein bekannt, daß eine Datenverarbeitungseinheit, die als Lochkarten- oder Lochbandsystem ausgelegt ist, nicht mit Hochgeschwindigkeitsband-Magneteinheiten bzw. mit Hochgeschwindigkeitsplattenspeiehern oder anderen ähnlichen Großraumspeichern unter normalen Bedingungen zusammen arbeiten kann. Solch eine Verarbeitungseinheit ist z. B. ausgerüstet mit einem Kernspeicher mit genügend großer Kapazität, um Programme und Daten von begrenztem Umfang zur Lösung kleinerer Aufgaben speichern zu können. Wenn also eine relativ langsame Verarbeitungseinheit mit einem Großraumspeicher <ler genannten Typen verbunden werden soll, muß sich zwangsläufig auch

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dieSpeicherkapazität zur Speicherung der wesentlich größeren Programme uiict der dazu erförderlichen Arbeitsdaten wesentlich erhöhen. Dabei zeigt eich weiterhin, daß durch die Erweiterung der Speicherkapazität durch einen zusätzlichen Speicher die in der zentralen Verarbeitungseinheit vorhandenen Adressierungsschaltkreise den neuen Erfordernissen nicht mehr genügen. Die Speicherzyklen übertreten die Adressierungsgrenze des ursprünglichen Speichers und erfordern dadurch viele Spei ehe rzyklen, um z. B. eine Adressenerhöhung untear den üblichen Bedingungen zq£rmöglichen, so daß die Verarbeitungseinheit nicht nachkommt, die von dem Großraumspeicher gelieferten ungepufferten Daten aufzunehmen.

Wenn man-jedem zusätzlichen Erweiterungsspeicher eine getrennte Adressierungsvorrichtung zuordnen würde, dann wäre der technische Aufwand für die Ansteuerung der Speicher nicht mehr vertretbar. Es sind deshalb schon Vorschläge bekannt geworden, die eine Ausnutzung der vorhandenen Adressierschaltungen z. B. auch für Pufferspeicher zeigen.

So ist z. B. in der Anmeldung I 25 036 IXc/42m eine Anordnung zur Dateriein- und-Ausgabe mittels Lochkarten für elektronische Datenverarbeitungsanlagen über einen Zwischenspeicher, der mit dem Hauptspeicher der Datenverarbeitungsanlage zum Datenaustausch verbunden ist, vorgeschlagen worden, die dadurch charakterisiert ist, daß der Zwischenspeicher eingangs seitig mit einem Eingabe speicher über einen ersten; C ode wandle r und ausgangs seitig über einen zweiten Codewandler

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mit einem Ausgangs speicher verbunden ist, und daß gemeinsame X- und Y-Decoder für die Zellenauswahl des .Hauptspeichers und der Ein- und Ausgabespeicher die Ein- und Ausgabevorgänge über den Zwischenspeicher steuern. Diese Anordnung eignet sich jedoch nicht zur Erweiterung der Hauptspeicherkapazität eines Datenverarbeitung^ systems, da die Adressierungskapazität der Adressierungsschaltung nur für die Kapazität des Haupt-Speichers vorgesehen ist und die Kapazität des Pufferspeichers immer innerhalb dieser Kapazität liegt. Außerdem ist man bei dieser Anordnung gezwungen, immer über den Pufferspeicher die Datenübertragung vorzunehmen, was einen sehr hohen technischen Aufwand zur Folge hat, der bei kleinen preisgünstigen Datenverarbeitungsanlagen nicht zu vertreten ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, das Adressierungs-

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system einer Datenverarbeitungseinheit zu verbessern, um die Zeit zu

■Daten reduzieren, die zur Übertragung und zur Einspeicherung derVvon einem

ψ zugefügten externen Großraumspeicher benötigt wird, damit die effektive Rechenzeit des Gesamtsystems ohne die Erhöhung des technischen Aufwandes wesentlich verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht nun darin, daß das für die ursprüngliche Speicherkapazität bemessene Register für die Adressenansteuerurig'Hirid ein Erweiterungsregister, das zur Unterscheidung zwischen ursprüngiidhem Speicher und Erweiterungsspeicher dient, mit je einem Re-

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gister zur Adressenerhöhung bzw» -Verringerung und Speicherüberlaufanzeige zwecks Austausch von Adressenteilen verbunden ist, daß in Abhängigkeit von einem Übertrag in der vorletzten Stelle des Registers der höchststellige Adressenteil und der Inhalt des Erweiterungsregisters/ die in einem Zähler stehen, zu einem neuen Adressenteil verknüpft und in die entsprechenden Register übertragen werden, um den Erweiterungs speicher für die von dem äußeren Großraumspeicher abgegebenen Daten anzusteuern.

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Die Erfindung wird nun an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erklärt.

Die Fig. 1 zeigt eine Großspeichereinheit 2, die über eine erste Datensammelleitung 3 an eine Lese-Schreib-Einheit 4 des Hauptspeichers 6 mit Adressenentschlüssler 43 und einen Erweiterungs speicher 8 mit Adressenentschlüssler 42 über eine zweite Datensammelleitung 10 Daten abgibt. Die Übertragung der Daten von der Großspeichereinheit 2 geschient unter der Steuerung einer Steuereinheit 12. Die Großspeichereinheit 2 kann dabei als Plattenspeichereinheit bzw. Bandeinheit ausgebildet sein und der Hauptspeicher 6 ist im vorliegenden Beispiel als Ferritkern-Matrixspeicher ausgeführt, der ein Teil einer Zentraleinheit einer bekannten Datenverarbeitungseinheit ist. Der Erweiterungs speicher 8 ist angeordnet, damit die zentrale Ver^arbeitungseinheit eine größere Anzahl von Daten, die z. B. von einem.hinzugefügten Platten- ... speicher geliefert werden, aufnehmen kann.

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Das Adressenregister 16 des Hauptspeichers 6 ist in eine Vielzahl von Abschnitten 18, 20 und 22 unterteilt, wobei jeder Abschnitt zürn Speichern eines Adressenbytes ausgelegt ist. Jeder der genannten Abschnitte ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß er ein Vierbit-Byte speichern kann. Die Bitpositionen sind gekennzeichnet mit a, b, c und d. Ein Erweiterungsregister 24 dient zur Auswahl des Hauptspeichers . oder des Erweiterungsspeichers 8. Das Register 24 enthält deshalb die

Bitpositionen El und E2, um die Adressierung einer Speicherkapazität W zu ermöglichen, die viermal so groß ist, wie die des Hauptspeichers

Eine Leitung 26 bekommt von einem Abschnitt des Registers 16 Adressenbits und überträgt diese zu einem der beiden Register 28 und 30, welche zur Adressenerhöhung und zur Überlaulbrüfung verwendet werden. Es ist natürlich klar, daß die Daten auch von einem der Register 28 und 30 zu einem Abschnitt 18, 20 oder 22 übertragen werden können. Die Steuerung des Datenflusses geschieht dabei durch nicht dargestellte Tor schaltungen, fe die von der Steuereinheit 12 entsprechend gesteuert werden. Durch die

genannten Torschaltungen gelangen die Adressendaten vom Register 30 zu einem Teil eines Zählers 32. Dieser Zähler 32 enthält eine Vielzahl von Stufen zur Speicherung des höchststelligen Adressenbytes, das aus Abschnitt 22 des Adressenregisters 16 gelesen und zum Register 30 in Abhängigkeit von der Adressenerhöhungsoperation übertragen wurde. D.h., der Inhalt vom Register 30 wird zu den niedrigsten Positionen a bis d des Zählers 32 durch Anlegen eines Steuersignals A an den einen Eingang

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der T or schaltungen 33b Übertragen. Auf gleiche Weise wird der Inhalt des Erweiterungsregisters 24 über die Leitung 34 zum Register 28 übertragen. Der Inhalt vom Register 28 wird in die nächsthöheren Positionen 1 und 2 des Zählers 32 übertragen, und zwar durch ein von der Steuereinheit 12 abgegebenes Steuersignal A auf den Tor schaltkreis 33a. Die höchste Stelle "0" des Zählers 32 wird zur Anzeige der über lauf funktion verwendet, Die Steuereinheit 12 stellt fest, ob ein Überlauf-Zustand vorliegt, indem sie über die Leitung 36 die Null-Position des Zählers 32 abfühlt· Zur Speicherung von Datenbytes in dem Hauptspeicher 6 oder in dem Erweite runge speicher 8 werden die Register 18, 20 und 22, welche die Adresse beinhalten, verwendet. Die Steuereinheit 12 gibt Steuersignale zum Speichern des nächstfolgenden Datenbytes in der angrenzenden Position. Und zwar gibt die Steuereinheit 12 ein Signal über die Leitung 38 zu den Registern 22 und 24, wodurch der Inhalt dieser beiden Register zu den entsprechenden Registern 30 und 28 übertragen wird. Das Steuersignal A veranlaßt nun die übertragung des Inhalts der Register 28 und 30 zum Zähler 32.

Die Verarbeitungseinheit kommt nun in den Zustand, in dem die Adresse tatsächlich in den Registern 18 bis 24 erhöht wird, um den derzeitigen Speicherzyklus auszuführen. Der erste Teil des Adressenerhöhungszykluses bringt den Inhalt des Registers 18 durch ein Signal auf der Leäung 40 auf den neuesten Stand. Wenn das Register 18 ein Übertragssignal erzeugt, wird dadurch angezeigt, daß ein Wechsel von der binären 15. Position ■

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zu der binären O. Position eingetreten ist und der nächste Teil des Zykluses bringt den Inhalt des Registers 20 auf den neuen Stand. Wenn das Register 20 ein Übertrags signal erzeugt, gibt die Steuereinheit 12 ein Signal A^r zu dem Zähler 32, um den Inhalt zu erhöhen und die Torschaltkreise 41 zu öffnen, damit der Inhalt vom Zähler 32 zu den Registern und 30 übertragen werden kann. Der vierte Teil des Adressierungszykluses überträgt den Inhalt der Register 28 und 30 in die Register 24 bzw. 22. Die Adressen in diesen Registern werden nun verwendet, um das nächste Dätenbyte in eine Speicherzelle des Erweiterungsspeichers 8 über die Adressensammelleitung 14 und den Adressenentschlüssler 42 zu laden.

Es ist natürlich ohne weiteres möglich, das vorliegende Ausführungsbeispiel in mannigfacher Art und Weise abzuwandeln, ohne daß der eigentliche Gedanke der Erfindung verlassen wird. Außer anderen Speicherarten können z. B. auch nichtbyteorganisierte Verarbeitungseinheiten verwendet werden. '

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Claims

;P1PL.-IN;g..'H. E..BÖH-MER 703 BOBLINGEN SINDELFINGER STHAS8E 49 !ΟΖΗ / /O FERNSPRJICIIEn (07031) 6613040 Böblingen, 23. 1. 1967 ru-hn Anmelderin: International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10 504 Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket 6699 ύ PA TEN TA N S P R Ü CH E

1. Verbessertes Adressierungs system für Speichervorrichtungen elektronischer Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere solcher, deren Hauptspeicher eine relativ kleine Speicherkapazität und relativ lange Speicherzyklen haben und die zur Erweiterung der Operationskapazität mit einem äußeren schnellen Großraumspeicher z. B. einem Platten-, Band- oder Trommelspeicher zusammenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß das für die ursprüngliche Speicherkapazität bemessene Register (16) für die Adressenansteuerung und ein Erweiterungsregister (24) das zur Unterscheidung zwischen ursprünglichem Speicher (6) und
Er weite rung s speicher (8) dient, mit je einem Register (30 bzw. 28) zur Adressenerhöhung bzw. -Verringerung und Speicherüberlaufanzeige zwecks Austausch von Adressenteilen verbunden ist, daß in Abhängigkeit von einem Übertrag in der vorletzten Stelle (20) des Registers

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(16) der^öchststellige Adressenteil (22) und der Inhalt (El und E2) des Erweiterungsregisters (24), die in einem Zähler (32). stehen, zu einem neuen Adressenteil verknüpft und in die entsprechenden Register (22 und 24) übertragen werden, um. den Erweiterung sspeicher (8) für die von dem äußeren Großraumspeicher abgegebenen Daten anzusteuern.

2. Verbessertes Adressierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche und logische Ablaufsteuerung für die Adressenerhöhung bzw. -Erniedrigung sowie die Synchronisierung zwischen äußerem Großraumspeicher (2) und internen Speichern (6 und 8) durch eine Steuerschaltung (12) erfolgt, die über Torschaltungen bzw. Und-Schaltungen (z. B. 41 und 33a, b,) die entsprechenden Registerein- und ausgänge steuert.

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