DE1549548A1

DE1549548A1 - Vorrichtung zur Aktivierung eines bestimmten Befehls aus einer Vielzahl von Befehlen,die in einem Befehlsspeicher eines Rechners gespeichert sind

Info

Publication number: DE1549548A1
Application number: DE19671549548
Authority: DE
Inventors: Oleg Avsan; Svensson Ake Bertil Fredrik; Lars-Olof Noren; Sparrendahl Gunnar Eri William
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1966-02-25
Filing date: 1967-01-24
Publication date: 1971-01-07
Also published as: US3475732A; GB1166058A; NL6701348A; BE694607A; NO119615B

Description

BERLIN 33 ~ "8 MÜNCHEN 27 Auguste-Viktoria-StraB. _β D f.- I Π fl . H A N- S RUSCHKE Pienzenauer Str.6e 2 Pa..-Anw.DrRuschk. Dipl.- Ing. HEINZ AGULAR P-^-H Agjjhr

«•"»8ÜS PATENTANWÄLTE

Postscheckkonto: rAiiiiiftnnniit Postscheckkonto: Bariin Watt 74 94 München 662 77 . Bankkonto: Bankkonto: Bank f. Handel u. Industrie Dresdner Bank Depositenkasse 32 1 R / Q R /, P München ^Berl'"n 33 I U 4 O J *+ U Dep.-Kasse LaopoldstraBe Teplitzer Straße 42 «1_Οι 59 515 Kto. 32 7608 Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse: _. . . .... . Quadratur Berlin Quadratur München

T 880.

Telefonaktiebolaget LM Ericsson, Stockholm 32, Schweden

Vorrichtung zur Aktivierung eines bestirnten Befehls aus einer Vielzahl von Befehlen, die in einem Befehlsspeicher

eines Rechners gespeichert sind.

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Aktivierung eines "bestimmten Befehls aus einer Vielzahl von Befehlen, die in dem Befehlsspeicher eines Rechners gespeichert sind. Die Vorrichtung enthält neben diesem Befehlsspeicher einen Datenspeicher, eine Steuereinheit und eine Anzahl von gesteuerten Verbindungsmittel!!, die die Speicher mit der Steuereinheit verbinden und unter Einfluß der Steuereinheit die Verbindungssohaltungen zwischen den Speichern und der Steuereinheit gemäß vorher aufgezeichneten Mikroprogrammen schließen und öffnen können*

Ziel der Erfindung ist die Erleichterung einer besseren Ausnutzung des Befehlsspeiohers im Vergleich zu den Zuständen in früher bekannten Rechnern, und die Verringe-

009882/1688 *™ ^0WGIN«·

rung der zur Ausführung eines viele Befehle enthaltenden Programmes notwendigen Maschinenzeit.

Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher eine feste Tabelle von Adressen für nur bestirnte aus der Vielzahl von Befehlen enthält, und daß die Verbindungsschaltungen zuerst zwischen einem Befehlsregister in dem Befehlsspeicher und einem Ordnungsregister in der Steuereinheit einen Befehl übertragen, der in der Steuereinheit zu decodieren ist, und dann, wenn der Inhalt des Befehls eine Aktivierung des bestimmten Befehles besagt, zwischen der Steuereinheit und einem Adressenregister in dem Datenspeicher eine feste Informationseinzelheit übertragen, die die Adresse der gesamten festen Adressentabelle anzeigt, und zwischen dem Ordnungsregister und dem Adressenregister einen Teil der von dem Befehlsregister übertragenen Befehle übertragen, der einen bestimmten Eingang aus einer Vielzahl von Eingängen der festen Adressentabelle anzeigt, woraufhin in einem Ergebnisregister des Datenspeichers die Adresse des bestimmten Befehles von 4er Tabelle erhalten wird, und schließlich zwischen dem Srgebnisregister und einem Adressenregister in dem Befehlsspeioher iie Adresse tee Bestimmten Befehles übertragen, welcher infolgedessen in dem Register des Befehlsspeiohers erhalten und infolgedessen aktiviert wir*.

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Die Erfindung wird in genaueren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen die

Fig. 1 schematisch ein Hauptprogramm zeigt, Fig. 2 einen Abschnitt des Datenspeichers zeigt, Fig. 3 ein Bloekdiagramm des Rechners zeigt, und die Fig. 4 und 5 die Funktionsverfahren bestimmter Schaltungen zeigen, die in dem Beohner gemäß Fig. 3 enthalten.

Das Hauptprograma in Fig. 1 enthält eine große Anzahl von Befehlen die jeweils aus 16 Bits bestehen, welche in dem Befehlsspeicher des Rechners gespeichert sind. Die Befehle sind rechts in der Zeichnung mit den Ordnungszahlen in numerischer-Reihenfolge bezeichnett 0, 1 .< >.. 105, 106, 107, ..... 394, 395, 396 .... 870, 871, 872, ... 63 312, 63 313, 63 3U, ... 65 535. Ein bestimmtes Programm des Rechners enthält eine Vielzahl von Befehlen, die in bestimmter Reihenfolge aktiviert !»erden. Bei einer Ausführung eines solchen Programmes kann angenommen -werden, daß in Abhängigkeit von einem oder mehreren Ergebnissen, zu denen der Rechner kommt, einer oder mehrere Befehle, die in dem Programm vorne liegen, Übersprangen werden können. Es wird z.B. angenommen, daß, wenn ein bestimmtes Programm bis zum Befehl 77 ausgeführt worden ist, dann ein Sprung vorgenommen wird zum Befehl 106, und daß vom

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Befehl 270 ein Sprung zum Befehl 399 stattfinden soll. Ein· Ausführung tatsächlicher Programme hat "bewiesen, daß es nur eine ziemlich kleine Anzahl von Befehlen gibt, zu denen diese Sprünge oft führen. Bei einem Sprung von dem einen Befehl, z.B. 270, zu einem anderen Befehl, z.B. 395, sollte der erstgenannte Befehl eine Adressenanzeige zu dem letztgenannten Befehl enthalten. Es ist hier der Gedanke aufgetaucht, daß es möglich sei, diesen Adressenanzeigen die Form verkürzter Adressen zu geben, die später in richtige Adressen übersetzt werden, wodurch die Anzahl der benötigten Bits in den Adreseenanzeigen der Befehle verringert wird, und aufgrund dessen kann der Befehlsspeicher zufriedenstellender ausgenutzt werden. In dem Hauptprogramm gemäß Pig. 1 wird angenommen, daß insgesamt 65 535 Befehle enthalten sind, von denen 256 solche Befehle sind, zu denen verhältnismäßig oft gesprungen wird. Diese letztgenannten Befehle sind mit verkürzten Ordnungszahlen 0, 1, 2, 3 ·.. 255 versehen, die linke in der Zeichnung angezeigt sind. In Fig. 2 wird ein Abschnitt des Datenspeichers DH des Rechners gezeigt, in dem vollständige Adressen der Befehle mit verkürzten Ordnungszahlen zu einer festen Tabelle gesammelt sind. Diese !Tabelle hat 256 Eingänge und einen Ausgang. Mit einem Signal an einem dieser Eingänge, entsprechend 4tr verkürzten Adresse (ϊ.Β.2) eines bestimmten Befehles, wird an dem Ausgang U die voll-

009882/1688 bad or.u.nm.

ständige Adresse des bestimmten Befehles (hier 871) erhalten.

Um die Idee der Erfindung in genaueren Einzelheiten zu erklären, wird ein vereinfachter Eeohner zuerst in allgemeinen Merkmalen "beschrieben, wobei der Rechner auf solche Weise aufgebaut ist, daß er die zur Steuerung eines willkürlichen Systems notwendigen Operationen ausführen kann, wobei dieses System aus einer Vielzahl zusammenarbeitender Vorrichtungen, z.B. Werkzeugmaschinen, bestehen kann. Ein in der Praxis verwendeter Eeohner hat eine wesentlich kompliziertere Organisation als die gewählte, mit der ein Mindeetwert hinsichtlich der Anzahl von verwendeten Schaltungen und der Anzahl der zur Durchführung einer Operation notwendigen Stufen erhalten wird. Die Grundfunktion des Rechners ist Jedoch unabhängig von dem Mindestwert, und zur Vereinfachung der Beschreibung ist es günstig, wenn die Anzahl der in dem Rechner enthaltenen Schaltungen als so klein wie möglich angenommen wird.

Der Rechner kann in zwei Hauptteile aufgeteilt werden, einen Speicherteil MD mit einer Anzahl von Speichern und eine Zentraleinheit CE mit einer Anzahl von Registern, einer arithmetischen Einheit und einer Steuereinheit für das Mikroprogramm (siehe Fig. 3).

Der Speicherten uafaßt einen Befehlsspeioher IM, in welch« 4Ie vom Rechner auszuführenden Befehle jeweils

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an ihrer "bestimmten Adresse in Form von z.B. 16-ziffrigen Binärworten gespeichert sind. Diese Befehle werden in einer Reihenfolge oder in irgendeiner anderen von dem Programm vorgeschriebenen Folge ausgelesen, und jeder Befehl bedeutet die Ausführung einer Anzahl bestimmter Operationen, die diesem Befehl zugeordnet sind und durch das Mikroprogramm des Rechners bestimmt werden. Bas Mikroprogramm kann das Ablesen von Informationen aus und das Einschreiben von Informationen in verschiedene Vorrichtungen bewirken, Informationen von der einen zur anderen Vorrichtung übertragen, die Ausführung logischer Arbeitsvorgänge in der arithmetischen Einheit bewirken usw. in einer Reihenfolge und in einer Anzahl von Stufen, die von dem bestimmten Befehl festgelegt werden. Der Befehlsspeicher IM ist mit einem Adressenregister IA, in welchen eine Adresse eingeschrieben ist, bei 4er der vorgesehene Befehl in dem Befehlsspeicher gespeichert wird, und mit einem Befehlsregister IR versehen, an welches der Befehl, der mit Hilfe des Adressenregisters IA angezeigt wird, von dem Befehlsspeicher IM übertragen werden kann, um an die übrigen Vorrichtungen geliefert zu werden. Nach einer anderen Möglichkeit kann ein Befehl von einer externen Vorrichtung an den Befehlsspeioher IR geliefert werden, und gleiohzeitig wird eine Adresse an das Adressenregieter IA gegeben, bei der der Befehl in dem Befehlsspeioher MIM angeordnet

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werden soll. Der letztgenannte Vorgang tritt in der normalen Punktion des Rechners normalerweise nicht auf-, sondern nur "bei einer Änderung in dem Programm, und "bei der normalen Funktion findet nur die Ablesung statt. Die Möglichkeit des Einschreitens sowie des Ablesens wird durch die Buchstaben S und L in dem Blockdiagramm der Fig. 3 symbolisiert.

In dem Datenspeicher DM finden Anmerkungen gelegentlicher Informationen während der Funktion des Rechners in z.B. 16-ziffrigen Binärworten statt. Diese Informationen können z.B. den augenblicklichen Zustand der verschiedenen Vorrichtungen in dem Telefonnetzwerk, die Speicherung von Ziffernsignalen usw. betreffen. Der Datenspeicher DM besitzt auf die gleiche Weise wie der Befehls- ' speicher IM ein Adressenregister DA, in welches eine zu dem Datenspeicher DM gehörende Adresse eingeschrieben ist, wobei bei dieser Adresse die betreffende Information zu schreiben bzw. von dieser Adresse die Information abzulesen ist. Der Datenspeicher hat sogar ein Ergebnisregister DR, an den die betreffende Information geliefert wird, um in das Adressenregister DA eingeschrieben zu werden, oder an das von dem Adressenregister DA ausgeitihlte Informationen übertragen werden, um zu den übrigen Vorrichtungen in Abhängigkeit vom Eapfang eines Schreitoder Lesebefehls, wie es durch die Buchstaben S bzw. L

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angezeigt ist, weitergegeben zu werden. In der wesentlichen Konstruktion besteht dementsprechend kein Unterschied zwischen dem Befehlsspeicher IM und dem Datenspeicher DM, der Unterschied liegt in der Art ihrer Verwendung.

Eine weitere Speichervorrichtung, die Übertragungseinheit FE, dient dazu, außerhalb des Rechners selbst liegende Vorrichtungen, z.B. Verbindungsvorrichtungen in einer automatischen Telefonvermittlung, zu steuern bzw. den Zustand dieser Vorrichtungen zu ermitteln. Angesichts des Unterschiedes in der Arbeitsgeschwindigkeit zwischen dem Rechner und z.B. elektromechanischen Vorrichtungen, die Teil einer Telefonvermittlung sind, ist eine Speicherfunktion notwendig, um einerseits von dem Rechner in Form von z.B. 16-ziffrigen Binärworten empfangene Arbeitsbefehle so lange zu speichern, bis die verhältnismäßig langsamen, elektromechanischen Vorrichtungen betätigt sind, andererseits die von den elektromechanischen Vorrichtungen empfangenen Zustandsinformationen so lange zu speichern, bis die Zustandsinformation von dem Rechner ermittelt werden kann. In einem Binärwort, welches eine Operation bedeutet, kennzeichnet der Befehl "1ⁿ, daß in einer gewählten Gruppe von 16 Relais die der entsprechenden Ziffernstelle zugeordneten Relais betätigt werden sollen, und "0" kennzeichnet, daß die der entsprechenden Ziffernstelle eugeordneten Relais freigegeben werden sollen. In ähnlicher

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Weise kennzeichnet die "1" im Fall der Zustandsabtastung, daß in einer gewählten Gruppe von 16 Relais die der entsprechenden Ziffernstelle zugeordneten Relais betätigt sind, und eine "O" zeigt an, daß sie abgefallen sind. Es ist daraus zu ersehen, daß die Funktion der Übertragungseinheit FE vom Gesichtspunkt des Reohners sehr ähnlich der Funktion des Befehlsspeichers IM und der Funktion des Datenspeichers DM ist, da die übertragungseinheit, ähnlich wie die Speicher in ihrem Adressenregister FA, eine Adresse von der Zentraleinheit erhält und entweder über ihr Ergebnisregister FR die Betätigung des durch den Inhalt des Ergebnisregisters FR bestimmten Relais in der 16er Gruppe von Relais im Telefonnetzwerk TN, die durch das Adressenregister FA bestimmt ist, bewirken kann oder das Einschreiben des Zustandes derjenigen Relais des Telefonnetzwerkes TN in das Ergebnisregister FR bewirken kann, die in der vom Adressenregister FA angezeigten 16er Gruppe enthalten sind. Diese beiden Alternativmöglichkeiten sind von der gleichen Art, wie sie für IM und DM durch die Buchstaben L bzw. S symbolisiert wird.

Die Zentraleinheit OE des Rechners enthält gemäß der Ausführungsform drei Register RA, RB und RC (Fig. 3), wobei in allen Fällen ein 16-ziffrlges Binärwort zugeführt, gespeichert und abgegeben werden kann. Ein wesentlicher Teil ist die logische Einheit LE, die verschiedene arithmetische

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Operationen ausführen kann, z.B. Addition, Subtraktion, Vergleich, logische Oder-Funktionen usw.. Die logische Einheit LB wird durch ein Speiseregister AA beliefert und besitzt ein Ergebnisregister AR zur Aufzeichnung eines von zwei Operatoren, so daß das Ergebnis von Addition oder Subtraktion in dem Ergebnisregister auf solche Weise erhalten wird, daß das in das letztgenannte Register eingeschriebene Binärwort zu dem Rechnungsergebnis verändert wird. Bei logischen Vergleichsvorgängen wird von einer Anzeigevorrichtung, z.B. einem anzeigenden Flipflop SEF, eine Anzeige erhalten, die bei Gleichförmigkeit eine "0^M zeigt, während sie bei Abweichung eine ^H1" zeigt. Es gibt weiterhin ein Bit-Adressenregister LB, welches im Fall einer Ungleichheit beim Vergleich zwischen zwei 16-ziffrigen Binärworten die Stellung z.B. der niedrigsten Ziffernstelle anzeigt, in welcher die Ungleichheit eingetreten ist.

Ein dritter wesentlicher Teil der Zentraleinheit ist die Steuereinheit SE, die die Übertragung von Informationen zwischen den verschiedenen Registern bestimmt, mit anderen Worten das Mikroprogramm, welches für jede Informationseinzelheit in der Steuereinheit mit Hilfe fester Verbindungen bestimmt ist. Diese Einheit besitzt ein Ordnungsregister OR, in welches eine Ordnung von dem Befehlsregister IB eingegeben wird. Die Steuereinheit

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deeodiert das Binärwort, welches in das Ordnungsregister' eingeschrieben worden ist, wobei in diesem Binärwort z.B. 4- Bits enthalten sind, um 16 mögliche Operationen anzuzeigen, so daß einer von 16 Leitern aktiviert wird. Der auf diese Weise ausgewählte Leiter bestimmt zusammen mit einer Anzahl von Leitern, die in einer Reihenfolge aktiviert werden, das Einspeisen und Ausgeben von Informationen in die und aus den Registern bzw. die logischen Operationen. Alle Register können mit einem gemeinsamen 16-drähtigen Leiter, der in Fig. 3 durch einen einzigen Leiter angezeigt wird, über Und-Schaltungen 0K1 - 0K22 verbunden sein, deren andere Eingangsbedingungen durch die Ausgänge der Steuereinheit SB bestimmt werden. Wie oben erwähnt wurde, werden die gewählten Ausgänge in einer Reihenfolge und so aktiviert, daß in einer Reihenfolge mindestens zwei Und-Schaltungen gleichzeitig geöffnet werden, damit einerseits die Ausgabe eines 16-ziffrigen Binärwortes an die gemeinsamen Leiter und andererseits die Eingabe dieses Wortes in eines der Register, dessen Eingangsschaltung offen ist, möglich sind. Wie in Fig. 3 angezeigt wird, haben einige der Register sowohl Eingabe- als auch Ausgabegatter, über die die Eingabe in sowie die Ausgabe von den Registern vor sich geht, wahrend einige Register nur mit Eingabegattern von den gemeinsamen 16-drähtigen Leitern versehen sind, da ihr Inhalt nicht direkt auf die gemeinsamen Leiter ausgegeben wird.

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Di· Funktion der Steuereinheit BE und dl· de* geaasten vereinfachten Rechner« 1st solion vorher In d«n Einzelheiten in der Patentschrift ...... (Schwedische Patentanmeldung Kr· 14 761/65) in Verbindung alt wenigen Grundoperationen beschrieben «orden» und et i*t offensieht« lieh nicht notwendig, dieee Beschreibung hier au wiederholen.

Wie oben «mahnt wurde, enthält der Datenspeicher UM eintn festen Tabellenspeicher IN. Die Verbindungevorrichtungen 0X1 .... QKZZ₉ OXK, dl· dl· Speicher BM und IM des Beahnere sit der Steuereinheit S£ verbinden, können unter fiinflufi der Steuereinheit SS die folgenden funktionen ausführen« Duroh Aktivierung der ?orriohtungen OK und OKI6 wird eueret awiechen de« Befehleregieter IS und de« Ordnungeregieter OR «in erster Befehl Übertragen, der duroh die Steuereinheit 8£ deoodiert wird. Wenn der Inhelt des Befehls eich »le Befehl «ur Aktivierung des iweiten Befehls erweist, dessen tatelohllohe Adresse in der feeten Adressentabelle des Rechners DV enthalten ist, so wird dann duroh Aktivierung der Vorrichtungen on und OKI 5 s«l~ sohen der Steuereinheit Sl und de« Adreeeenregieter BA «in Befehleteil Übertragen, das die Adresee der geeaaten f·- sten Adreeeentabelle in de« Dat*nsp«ioh«r aneeigt, und durch Aktivierung der Torriohtungen 0X22 und 0X15 wird «wischen de« Ordnungeregieter QSL und dem Adreseenregister

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BAD ORiGINAjc

DA ein Befehlsteil, genauer die acht am wenigsten kennzeichnenden Bits, des ersten von dem Befehlsregister IR übertragenen Befehls übertragen, das einen bestimmten Eingang aus allen Eingängen der festen labeile in dem Datenspeicher DM anzeigt, woraufhin in dem Ergebnisregister DE des Datenspeichers DM die tatsächliche Adresse des zweiten Befehls von der festen Tabelle erhalten wird. Durch Aktivierung der Vorrichtungen OK9 und 0K7 wird schließlich zwischen dem Ergebnisregister DE und dem Adressenregister IA diese tatsächliche Adresse des zweiten Befehls übertragen, die nach einem Signal an dem L-Eingang des Befehlsregisters IM in dem Befehlsregister IR erhalten und infolgedessen aktiviert wird. Die Punktionen 4er verschiedenen Vorrichtungen werden symbolisch in verkürzter Form in Fig. 4 angezeigt.

Ia Vergleich wird der Vorgang, wenn an dem Befehlsregister IE ein Befehl ankommt, der keinen Sprung, sondern eine andere Aktivität gebietet, z.B. die übertragung gewisser Dateninformationen vom Datenspeicher DM zum Register EC, echematiech gezeigt. Durch Aktivierung der Vorrichtungen 0K2 und QK16 wird zutrit zwischen dem Befehlsregister IR und des Ordnungertgieter QE der tatsächlich· Befehl übertragen, der durch tie Steuereinheit SS deoodiert wird. Ss wir* «^genommen, deJ die Adresse der Dateninformation_f die Übertragen werden soll, *uf Grund einer früheren Akti-

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vität solion in den Adressenregister zu finden ist. Ein Signal am L-Eingang des Datenspeichers liest diese Dateniru. formation zum Ergebnisregister DR aus. Durch Aktivierung der Vorrichtungen 0K9 und QE20 wird diese Dateninformation vom Ergebnisregister zum Register RC Übertragen, wo sie für folgende Punktionen zugänglich ist. Der Befehl ist dadurch abgeschlossen. Die Funktionen der verschiedenen Vorrichtungen, in diesem Fall werden symbolisch in verkürzter Form in Fig. 5 angezeigt.

- Patentanspruch -

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Claims

Patentanspruchs

Vorrichtung zur Aktivierung eines bestimmten Befehls aus einer Vielzahl von in einem Befehlsspeieher eines Rechners gespeicherten Befehlen, neben dem Befehlsspeicher bestehend aus einem Datenspeicher, einer Steuereinheit, und einer Anzahl gesteuerter Verbindungsvorrichtungen, die die Speicher mit der Steuereinheit verbinden, wobei diese Verbindungsvorrichtungen unter Einfluß der Steuereinheit Verbindungsschaltungen zwischen den Speichern' und der Steuereinheit gemäß vorher aufgezeichneten MLlcroprogrammen schließen und öffnen können, dadurch gekennzeichnet , daß der Datenspeicher (DM) eine feste Tabelle von Adressen nur von bestimmten aus der Vielzahl der Adressen enthält, und daß die VerbinSi32?rsschaltungen

zuerst zwischen einem Befehlsregister (IR) in dem Befehlsspeieher (IM) und einem Ordnungsregister (OR) in der Steuereinheit (SE) einen Befehl übertragen, der durch die Steuereinheit (SE) decodiert werden soll,

und dann, wenn der Inhalt des Befehls die Aktivierung des bestimmten Befehls besagt, zwischen der Steuereinheit (SE) und einem Adressenregister (DA) in dem Datenspeicher (DM) eine feste Informationseinzelheit übertragen, die die Adresse der gesamten festen Tabelle von Adressen anzeigt, und «wischen dem Ordnungsregister (OR) und dem

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Adressenregieter (DA) einen Teil des vom Befehlsregister (IR) übertragenen Befehls übertragen, der einen bestimmten Eingang aus einer Vielsahl von Eingängen der festen Tabelle von Adressen anzeigt, infolgedessen in einem Ergebnisregister (DR) des Datenspeichers (DM) die Adresse dee bestimmten Befehles von der Tabelle erhalten wird,

und schließlich zwischen dem Ergebnisregister (DR) und einem Adressenregister (IA) in dem Befehlsregister (IM) die Adresse des bestimmten Befehls Übertragen, welcher infolgedessen in dem Befehlsregister (IR) des Befehlsspeiohers (IM) erhalten und infolgedessen aktiviert wird.

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