DE1808516A1 - Computeranlage fuer graphische Darstellungen - Google Patents
Computeranlage fuer graphische DarstellungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Compfcteranlage für grafische Darstellungen, mit deren Hilfe der Nachrichtenaustausch zwischen
einem Digital-Rechner und einem Benutzer verbessert werden soll.
Neuere Entwicklungen von Computeranlagen und -anwendungen haben den großen Bedarf nach einem verbesserten "Mann-Maschinen-Nachrichtenaustausch" sichtbar gemacht. Beispielsweise ziehen es Ingenieure, die komplizierte elektronische Anlagen mit Hilfe eines Computers entwickeln, vor, mit dem
Computer auf der Grundlage ihnen geläufiger Ausdrücke zu verkehren, statt tief in die Probleme der Computer-Programmierung einzudringen.
Bei einem Versuch zur Verbesserung des Nachrichtenverkehrs zwischen Mann und Maschine sind grafische Darstellungen mittels
eines Computers benutzt worden. Dabei identifiziert und bearbeitet ein Benutzer von einem Computer gelieferte und auf einer
Kathodenstrahlröhre (CRT) wiedergtgebene Daten. Diese Opera-
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9Γ
tionen werden von einer lichtempfindlichen Eingangs einrichtung oder Hilfs-Eingangseinrichtungen durchgeführt, die
Fernschreib- und andere Tastengeräte enthalten. Mit solchen Verfahren kann ein Entwicklungsingenieur für elektrische
Schaltungen beispielsweise übliche und Sonder ζ weck-Bauteile«
die auf einer Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden, erzeugen, abändern und neu anordnen. Wenn zusätzliche Berechnungsmöglichkeiten
zur Verfügung stehen, kann ein Benutzer häufig Werte für Schaltungsparameter eingeben und
beinahe sofort typische Ansprechkurven gezeigt erhalten. Kaufmännische, wissenschaftliche und andere nichttechnische
Anwendungen einer solchen Wechselwirkung mit einem Computer leuchten sofort ein.
Bei frühen Computeranlagen für grafische Darstellungen war
typischerweise die Wechselwirkung eines Benutzers an einem Bedienungsplatz mit einem einzigen, ungewöhnlichen großen
zentralen Datenverarbeiter vorgesehen. Dabei trat als Nachteil die Beschränkung auf, daß die Anlage nur jeweils für einen
einzigen Benutzer zur Verfügung stand.
Versuche, mehrere Benutzer an einer entsprechenden Zahl von
Bedienungeplätzen zuzulassen, sahen den Einsatz eines speziell
■■'.■■'.;■ .ORIGINAL INSPECTED
entwickelten Steuergerätes zwischen den Bedienungeplätzen und der zentralen Verarbeitungseinheit vor. Anlagen dieser
Art sind jedoch sehr kompliziert und benötigen einen großen zusätzlichen Speicher, der üblicherweise in mehrere feste,
jeweils einem entsprechenden Bedienungeplatz zugeordnete Speicherbereiche aufgeteilt war. Nur ein kleiner Teil des
Speichers konnte von den verschiedenen Bedienungsplätzen gemeinsam benutzt werden. Daher war eine Vervielfachung
gespeicherter Informationen in beträchtlichem Umfang erforderlich.
Es hat sich gezeigt, daß die Speicherabteilungen, die für ausreichend komplizierte Bedienungeplatz-Operationen
benötigt werden, zu groß sind, so daß die Anzahl von Bedienungsplätzen, die für typische Datenverarbeiter zulässig ist,
zu klein wird.
Bei anderen Versuchen zur Erhöhung der Anzahl von Bedienungsplätzen
wurden Verfahren benutzt, die insgesamt als Zeitanteil-Verfahren (time-sharing) bekannt sind. Mit Hilfe
dieser Verfahren ist es möglich, bestimmte Teile des Speichers der Anlage für eine Anzahl von Bedienungsplätzen gemeinsam
zu benutzen. Auch solche Anlagen benötigen jedoch benötigen jedoch für sich allein einen ziemlich großen Computer.
D.h., wegen des hohen Grades an Aktivität, der für die BiId-
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überwachung und übergeordnete gemeinsame Planung erforderlich ist, steht ein solcher Computer im allgemeinen nur für
die grafischen Bedienungsplätze und nicht für allgemeinere Aufgaben zur Verfügung.
Um die Belastung des großen Computers, der das Herz einer
anteilig benutzten grafischen Anlage ist, zu verringern, hat es sich bei einigen Anlagen als wünschenswert herausgestellt, an
jedem Bedienungsplatz einen kleineren, dem Bedienungsplatz allein zugeordneten Verarbeiter vorzusehen. Solche Anlagen
sind beispielsweise in einem Aufsatz von W. H. Ninke "GRAPHIK-1-Eemote
Graphical Display Console System" in Proceedings of the FJCC, Vol. 27, Spartan Books, Washington, D, C, USA,
1965, Seiten 835-846 beschrieben worden. Dieser Anlagentyp ist im allgemeinen auf Wechselwirkungsoperationen mit der
großen zentralen Anlage auf der Grundlage einer Verarbeitung im Serienbetrieb (batch processing) beschränkt gewesen. D.h.,
obwohl die große zentrale Anlage für andere Funktionen als die Verarbeitung grafischer Daten benutzt werden konnte, konnten
solche Funktionen nicht gleichzeitig mit der Verwendung der ' Anlage für eine solche grafische Datenverarbeitung durchgeführt
werden.
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Alle oben beschriebenen Anlagen weisen den Nachteil auf, daß der Bedienungsplatz üblicherweise in der Nähe des
zentralen Computers angeordnet werden muß. Anderenfalls ist eine Nachrichtenverbindung hoher Kapazität zwischen dem
Bedienungsplatz und dem zentralen Computer erforderlich.
Mn weiterer Nachteil bei allen oben beschriebenen Anlagen besteht darin, daß bei ihnen keine genügende Vorsorge für die
Behandlung von darzustellenden Einheiten getroffen ist, die größer sind als die zur Verfügung stehende grafische Ausgange
einheit, d« h., der Schirm der Kathodenstrahlröhre oder ähnlicher Einrichtungen. Es ist also nicht dafür gesorgt, einen
wählbaren Teil eines grafischen Bildes darstellen zu können, das größer ist als die Anzeigefläche.
Entsprechend einem Ausführungebeispiel der Erfindung werden
die oben angegebenen Beschränkungen und Nachteile unter Verwendung von Verfahren vermieden, die einen örtlichen Bedie
nungsplatz mit einem programmierten Datenverarbeiter beinhalten,
der auf die unmittelbaren Anweisungen de· Benutzers
am Bedienungeplatz anspricht, sowie einen großen zentralen Rechner, der zeitanteilig mit einer Vielzahl weiterer Benutzer
arbeitet. Zu diesen weiteren Benutzern zählen typischerweise
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ein oder mehrere grafische Bedienungsplätze.
Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiel besteht darin, daß eine Anzahl von Benutzern unter gleichzeitiger Verwendung
des gleichen zentralen Rechners an einer Wechselwirkungs-Datenverarbeitung teilhaben kann. Dabei wird unter "Wechselwirkungs-Datenverarbeitung"
eine Betriebsart verstanden, bei der ein Benutzer Informationen auswertet, die von der Anlage
oder einer Untergruppe der Anlage grafisch dargestellt oder auf andere Weise angezeigt werden.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil liegt darin, daß jeder Bedienungeplatz-Benutzer praktisch sofort eine Antwort auf
seine Anforderungen erhält, grafische Daten hinzuzufügen, abzuändern oder auf andere Weise zu bearbeiten.
Außerdem ist es bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel vorteilhaft, daß kein Nachrichtenkanal hoher Kapazität
zwischen dem örtlichen Bedienungsplatz und dem großen zentralen Rechner bestehen muß, und zwar unabhängig von deren
gegenseitigen Abstand.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ausftihrungsbeispiels
ist die Bereitstellung vereinfachter Verfahren für die Behandlung von Bildern, die größer sind als die Wiedergab
ofläche.
Nachfolgend soll die Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteilen anhand der Zeichnungen noch genauer beschrieben werden»
Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer Satelliten-Computeranlage
für grafische Darstellungen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung einer typischen Daten-Strujrtur
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3A ein typisches grafisches Bild, das erfindungsgemäß
wiedergegeben werden kann;
Fig. 3B eine Möglichkeit für die strukturelle Verwirklichung der grafischen Information entsprechend
dem in Fig. 3A gezeigten Bild;
Fig. 3 C eine alternative Möglichkeit zur strukturellen
Verwirklichung der grafischen Information entsprechend dem in Fig. 3A gezeigten Bild;
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(fr
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Fig. 4 ein Blockschaltbild bestimmter Teile eines grafischen Bedienungsplatzes nach einem
Ausführungsbeispiel ded Erfindung;
Fig. 5 die verschiedenen Möglichkeiten in Verbindung
mit einer Inkrement-Arbeitsweise nach der Erfindung;
Fig. 6 eine Schaltung zur Verwirklichung bestimmter Merkmale einer Symmetrie-Transformation
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und zugeordnete Schaltungen, die nach einem Merkmal der Erfindung
benutzt werden;
Fig. 8 ein tatsächliches Blickfenster, das entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung einer
großen, möglichen Wiedergabefläche überlagert ^ ist;
Fig. 9 Schaltumgen zur Überwachung der Helligkeitssteuerung einer Kathodenstrahlröhre bei Feststellung
von Randverletzungen nach einem Ausführungsbeispiel dee Erfindung;
Fig. 10 zusätzliche Schaltungen nach einem Ausftihrungebeiepiel
der Erfindung zur Erzeugung von Überdeckungßsignalen
beim Auftreten von Randverletzungen;
ORIGINAL IHSPSCTED
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Fig. 11 eine typische Zuordnung des Bedienungsplatz-Speicherraumes;
Fig. 12 Schaltungen zur Synchronisation örtlicher und
zentraler Computer nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Kurz zusammenfassend gesagt, ermöglicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Wechselwirkung oder ein "Zwiegespräch"
zwischen dem Benutzer eines grafischen Bedienungsplatzes und einem Computer auf der Grundlage eines zeitanteiligen
Betriebs. Es sind Mittel vorgesehen, um Daten verschiedener Form einzugeben, wiederzugeben, abzuändern, zu
redigieren und auf andere Weise zu bearbeiten. Es sind ein oder mehrere grafische Bedienungsplätze oder Anschlüsse vorhanden,
von denen jeder unabhängige Eingangs/iAusgangseinrichtungen,
Bildspeichereinrichtungen und in begrenztem Umfang programmierte Datenverarbeitungsmöglichkeiten
besitzt. Der örtliche, programmierte Verarbeiter ist zweckmäßig ein kleiner Allzweck-Computer, der außer zur Durchführung
der Bedienungsplatz-Operationen als Zwischenglied für den örtlichen Wiedergabe-Bedienungsplatz'und einen
größeren zeitanteilig betriebenen Zentral-Computer dient. Umfangreiche Datenverarbeitungen einschl. solcher, für die
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«r
umfangreiche Speicherkapazitäten erforderlich sind, werden zweckmäßig vom zentralen Computer durchgeführt, der dann
Ergebnisse über Kanäle kleiner Kapazität zum örtlichen Computer .überträgt. Äquivalente Aufzeichnungen struktureller
grafischer Daten werden beim örtlichen und beim zentralen Computer vorgenommen, und es sind Mittel vorgesehen, um
diese Aufzeichnungen auf den neuesten Stand zu bringen, wenn Änderungen aufgrund von Anweisungen des Benutzers oder
aufgrund von Rechenergebnissen erforderlich sind. Zusätzliche
Mittel sind vorhanden, um die Ausführung von Befehlen, die in den örtlichen Bedienungsplätzen gespeichert sind, und entsprechenden,
im zentralen Computer gespeicherten Befehlen zu synchronisieren. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um
wiederzugebendes Material dynamisch zu bearbeiten, wenn dieses möglicherweise die physikalischen Begrenzungen der
" Kathodenstrahlröhre überschreitet. Schließlich sind Mittel
vorgesehen, um Datensignale in einer im hohen Grade strukturierten Form wirksam zu speichern, die eine einfache
Interpretation durch den Verarbeiter des örtlichen Computere ermöglicht.
ORIGINAL INSPECTED
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Im folgenden soll mit gewissen Einzelheiten die Gesamte rganisation
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Form einer zeitanteilig betriebenen Computeranlage für grafische Darstellungen
beschrieben werden. Nachfolgende Abschnitte beschreiben jedes der verschiedenen Hauptmerkmale des erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels mit genaueren Einzelheiten und zeigen, wie jedes Merkmal zu der Zweckmäßigkeit der beschriebenen
Anlage beiträgt.
Fig. 1 stellt ein funktionelles Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung dar. Der zentrale Computer 101 ist in typischer Weise ein großer, zeitanteilig betriebener Allzweck-Computer
mit einem zentralen Verarbeiter 102 und einem schnellen großen Speicher 103. Die Eingangs-Ausgangsfunktionen
werden von einem Eingangs-Ausgangssteuergerät 104 überwacht. Die zeitanteiligen Betriebsmerkmale des zentralen
Computers 101 sind zusätzlich dargestellt durch einen Abtaster 105, wobei jeder Abtastpunkt über einen geeigneten Modem
(Modulator-Demodulator) 190 oder 192-195 und einen Nachrichtenkanal, beispielsweise 106, mit einem Benutzer verbunden
ist. Hilfsspeicherraum, typischerwciac in Form Magnet-
ORSSiNAL INSPECTED
1 ί.ι 9: 8 1 7 / 1 f. 8 9
. 18 08618
band- und/oder Magnetscheibeneinheiten ist durch einen Hilfsepeicher
107 angedeutet.
In Fig. 1 ist außerdem ein Computeranschluß für grafische Darstellungen oder Örtlicher Bedienungsplatz 120 gezeigt* der
einen kleinen Örtlichen Allzweck-Computer 130 und einen Sonderzweck-Wiedergabe-Verarbeiter
140 aufweist. Der in Fig. 1 gezeigte grafische Anschluß weist außerdem, und swar zweckmäßig
zusammen in einem einzigen Bedienungsplatz mit dem örtlichen Computer. 130 und dem Wiedergabe-Verarbeiter 140,
die verschiedenen Eingangsgeräte 141, eine Kathodenstrahl-Wiedergabeeinrichtung
142 und andere Ausgabegeräte 143 auf.
Die Eingangegeräte enthalten eine lichtempfindliche Sonde und können zusätzlich mit einem digitalen Bandleser und einem
Tastenfeld ausgestattet sein«, Die Ausgabegeräte weisen die bekannten Druck- und Lochgeräte auf, die üblicherweise bei
Allzweck-Computern verwendet werden. Zusätzliche Eingangsinformationen werden mit Hilfe einer Gruppe von Drucktasten
geliefert.
Das Modem 191 ist komplementär zu dem Modem 190 beim zentralen Computer 101 ausgeführt und sorgt für die zweiseitige
Transformation von Datensignalen, die an den Kanal bzw. den Computer aagepaßt sind.
ORIGINAL !NSPICTED
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Ί ö O b b 1 ö
Der örtliche Computer 130 weist einen zentralen Verarbeiter
131, einen Speicher 132 für willkürliehen Zugriff (random
access) und zusätzliche Schaltungen auf, die für die Wechselwirkung mit dem Anzeigeverarbeiter 140 sorgen und zweckmäßig
in einem Steuergerät 133 zusammengefaßt sind. Der Speicher 132 besitzt mittlere Kapazität, um bei tragbaren
Kosten Wiedergabedaten für die Wechselwirkung mit dem Wiedergabeverarbeiter 140 sowie Überwachungsdaten, Funktionserz eugungsdaten und andere Programmdaten zu speichern. Der
Speicher 132 wird anteilig von dem örtlichen Computer selbst und dem Wiedergabe-Verarbeiter 140 benutzt. Diese anteilige
Benutzung wird unter Verwendung eines Speicher-Multiplexers 134 erreicht.
Der örtliche Computer kann einer der allgemein bekannten
Allzweck-Computer mit den oben erläuterten Merkmalen sein. Speziell kann das Modell PDP-9 der Digital Equipment Corporation
(DEC) verwendet werden. Bei dieser speziellen Wahl für den örtlichen Computer 30 werden zweckmäßig außerdem
ein sogn. "Extended Arithmetic Element'tEAE), (Erweiterte
arithmetische Einheit), ein " Direct Memory Access Channel Multiplexor"
(Kanal-Multiplexer für direkten Speicherzugriff) sowie ein "Automatic Priority Interrupt (API) System" (automatisches
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System für eine Unterbrechung nach Prioritäten) verwendet.
Es handelt sich hierbei um Standard-Ausrüstungen für das
genannte Modell PDP-9, die von der Digital Equipment Corporation hergestellt werden.
Der Wiedergabe-Verarbeiter 140 hat über den Speicher-Multiplexer
134 einen sogenannten "Zyklus-Diebstahl-Zugriff" zum Speicher und Priorität für den Speicherzugriff gegenüber
dem Verarbeiter 131 des örtlichen Computers. Zyklus-Diebstahlbedeutet,
daß grafische Daten zwischen der Ausführung von Befehlen in anderen Teilen des Speichers 132 vom Wiedergabe-Verarbeiter
140 aus dem Speicher 132 entnommen und zur Kathodenstrahlröhre 142 gegeben werden. Der Wiedergabe-Verarbeiter
steuert die Kathodenstrahlröhre 142, die zweckmäßig eine sogenannte "Slave CRT Display", Typ 343 der Digital
Equipment Corporation ist.
Das Verfahren der Bildherstellung auf der Kathodenstrahlröhre (CRT) besteht in einer punktweisen Darstellung in einem 1024 χ
1024 Raster, d.h.. Zeilen und Zeichen werden aus dichtbenachbarten
Punkten gebildet. Entsprechend dem hier beschriebenen
Aueführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei der Wiedergabeeinrichtung um ein Punkt-Oscilloskop im Gegensatz zu
.. ■* ORIGINAL. INSPECTED
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Vrr
Ί b O 8 b 1 θ Jf
einem Striehvektor-Cscilloskop, bei dem Linien abgebildet
werden. Wie die folgende Erläuterung noch zeigt/ lassen sich naheliegende Abänderungen treffen, um auch andere als Punkt-Wiedergabeeinheiten
für den vorliegenden Zweck verwendbar zu machen.
Bs soll jetzt das Zusammenwirken des grafischen Bedienungsplatzes 120 und des zentralen Computers 101 beschrieben
werden.
Der zentrale Computer 101 und der örtliche Computer 130
enthalten je äquivalent, aber nicht notwendigerweise identisch strukturierte Datenkomplexe, die ein Problem b eschreiben.
Der zentrale Computer 101 kann natürlich Datenkomplexe enthalten, die einem oder mehreren weiteren, an den Computer
101 durch Modems 192-195 angeschlossenen Bedienungsplätzen entsprechen. Zweckmäßig wird im zentralen Computer eine
größere Genauigkeit bei der Speicherung von Zahlen und verschiedener
Verkettungsübereinkünfte benutzt. Der Speicherraum im örtlichen Bedienungsplatz ist sehr beschränkt, so daß
üblicherweise eine gewisse Kürzung von Informationen erforderlich ist.
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Wr
π TbOHbIB
iJiii Benutzer beginnt mit einem Problem, in dem er die Übertragung der das Problem beschreibenden Daten und von Pro»
grammen zur Bearbeitung dieser Daten aus dem Speicher 103 des zentralen Computers in den Speicher 132 des örtlichen Bedienungsplatzes
anfordert. Natürlich werden, wenn ein Problem gerade erst formuliert wird, nur wenige oder keine Anfangsinfo nnationen im zentralen Computer vorhanden sein» Der Benutzer
verwendet dann die Bedienungsplatz-Eingabegeräte und
die ggf. von zentralen Computer 101 zur Verfügung stehenden Programme und Daten, um sein Problem zu bearbeiten» Über
einen Unterbrechungs-Monitor spricht der Computer des Bedienungsplatzes auf die von den Eingabegeräten empfangenen
Signale an, um die Steuerung an geeignete Bedienungsprqgrarome
und/oder -geräte zu übergeben. Diese Programme wnd Geräte
führen die meisten Manipulationen mit den örtlich gespeicher-" ten Daten schnell durch, d.h., im UCHTZLJIT-Betrieb. Der
Wiedergabe·»Verarbeiter gibt unter Steuerung des Bedienungsplatz-Computers
kontinuierlich die entsprechenden Problem-Informationen wieder, so daß der Benutzer schnell eine sichtbare
Antwort auf seine Aktionen erhält»
Eine Aufzeichnung der Bedienungsplatz-Aktionen und -änderungen
wird im Bedienungsplatz 120 angesammelt und zum zentralen
' - # ' ORlQIMALfNSPiCTED
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Ί 8 Ü Ö b Ί Β
Computer übertragen. Dort werden die durch die Aufzeichnungen
angegebenen Manipulationen ebenfalls ausgeführt, und zwar auf der Grundlage dos zentralen Datenkomplexes.
Da der Benutzer aufgrund der Tätigkeit des Bedienungsplatz-Computers 130 schnell Antworten erhalten hat, sind die zeitlichen
Anforderungen bezüglich deri Ergänzung des zentralen Datenkomplexes auf dan neuesten Stand nicht kritisch, !'line
Aufgabe, die wegen Örtlicher Bauteil- oder Programmbeschränkungen nicht beim Bedienungsplatz 120 durchgeführt
werden kann, wird zum zentralen Computer 10.1 gegeben. Die Rechenergebnisse der zentralen Anlage werden zum Bedienungs
platz zum Zweck einer Wiedergabe und/oder weiterer Bearbeitung übertragen.
Der grafische Hauptdatenkomplex befindet sich im großen
zentralen Computer, aber der örtliche grafische Anschluß speichert Bildinformationen in einer identisch strukturierten
Form. Wie noch erläutert werden soll, werden Informationen der grafischen Datenstruktur zweckmäßig in bestimmten
"Blöcken" gespeichert, die miteinander durch Folgen von "Zeigern" (pointers) verkettet sind. Obwohl d.as Format der
Blöcke im zentralen Computer zweckmäßig von demjenigen im örtlichen Computer verschieden ist, besteht eine Eins-zu-
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Jh
j 808bΊΒ
Eins-Entsprechung zwischen Blöcken in den beiden Strukturen.
Da der Speicher im örtlichen Bedienungsplatz 120 üblicherweise verhältnismäßig klein ist (typischerweise
8196 Worte mit 18 Bits), sind zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht immer alle Blöcke des Datenkomplexes im örtlichen
Computer 130 vorhanden. Eine dynamische Speicher-Organisationsanlage
höhlt Blöcke aus dem zentralen Computer 101, wenn sie benötigt werdtn, und macht Speicherraum im örtlichen
Bedienungsplatz 120 frei, wenn Blöcke nicht länger benötigt werden. Man beachte, daß die im örtlichen Computer-Speicher
132 gespeicherten Informationen wenigstens von zwei Arten sein können: strukturierte grafische Daten und die
Programme zur Bearbeitung dieser Daten, zur Gewinnung neuer Daten aus dem zentralen Computer 101 und zur Durchführung
anderer Operationen, die keine Wie der gäbe-Operationen
sind.
Im folgenden wird die grafische Datenstruktur im zentralen Computer 101 beschrieben. Unterschiede zwischen dem Format
der Blöcke im zentralen Computer und im örtlichen Computer finden sich am Ende dieses Abschnittes«,
ORK3INAL i^PEGTED
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§ 18OBbVB
Grafische Datenstruktur
Alle grafischen Informationen sind sowohl im zentralen als auch im örtlichen Speicher in einer strul'turellen Form hohen
Wirkungsgrades gespeichert. Typischrrweiße verlangt entsprechend
dem üblichen Aufbau von Computern die Organisation der
Speicher 103 und 132, daß die Sppioh-rim; in Form von Patenwortci
oder Folgen von Datensignalen vl&· Spannungswerte,
**~_:nelisierungszustände usw. erfolgt. Die strukturellen berdehungen
zwischen Gruppen solcher Datenvorte soll beschrieben
werden. Eine genauere Beschreibung gewisser individueller Worte findet sich weiter unten im Abschnitt "Codierungen für
Wiedergabeoperationen".
Grafische Daten sind in "Blöcken" von Hatemvorten gespeichert,
die teilweise den Elementen einer verlangten grafischen Dar-,stellung
entsprechen. Das heißt, einige Blöcke entsprechen grafischen "Fnoten" und einige Blöcke grafischen "Zweigen".
Außerdem sind Blöcke nicht darstellbaren, aber nichts destoweniger wichtigen grafischen Informationen zugeordnet. Diese
Blöcke werden als Knotenblöcke, Zweigblöcke und Datenblöcke bezeichnet. Bestimmte Knotenblöcke sind so wichtig, daß für
sie die getrennte Bezeichnung "Blattblöclu " (leaf blocks) gerechtfertigt
ißt.
ORIGINAL HO'SCTED
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-'Ibüöb.l B
Nur Blätter und ihre entsprechenden Elattblöcke stellen
wiedergebbare Informationen dar. Beispielsweise kann ein Blattblock die Informationen enthalten, die zur Angabe eines
elektrischen Schaltelementes, beispielsweise eines Widerstandes, für die interpretierenden Teile der Anlage nötig Bind.
Aufgrund eines dieser Informationen enthaltenden Blattblockes
kann die betrachtete Anlage im gewünschten Fall eine Darstellung des Schaltelementes, d.h.,, dessen Symbol,, auf der
Kathodenstrahlröhre 142 wiedergeben»
Außer den Blattblöcken zeigen alle grafischen Daten strukturelle Beziehungen avischen Teilen wiedergebbaren Materials
an oder kennzeichnen solche Teile auf andere Weise. Knoten»
blöcke (die keine Ulattblöcke sind) und Zweigblöcke haben feste Größe, während andere Blöcke beliebige Ausdehnung be-'
sitzen können.
Fig. 2 zeigt eine typische Datenstruktur. Die sechseckigen Elemente 201-204 stellen Blattblöcke, die Kreise 205-212
Knotenblöcke und die verbindenden Pfeile Zweigblöcke dar.
Jeder Knotenblock gibt einen bestimmten Unterabschnitt des
Bildes wieder. Jeder Zweigblock ein bestimmtes Auftreten
ORfQiNAL-IMSPICTED
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nt IbQBbIB
des Knotens, auf den er zeigt. Einen Zweigblock kann man sich als grafische Anforderung eines Bild-Unterabschnittes
vorstellen. Er bewirkt, daß der dem Knoten, auf den der Zweigblock zeigt, entsprechende Unterabschnitt in einer Position
erscheint, die durch Informationen im Zweigblock angegeben wird. Dann läßt sich sich leicht einsehen, daß bei
einer solchen Anordbung einj? Bildteil ohne Schwierigkeiten
über die Schirmfläche der Kathodenstrahlröhre 142 bewegt werden kann, in dem lediglich die im Zweigblock enthaltene
Positionsinformation geändert wird. Knotenblöcke dienen der Gruppierung solcher Unterabschnitte, die der Benutzer zur
Bildung eines größeren Unterabschnittos einander zuzuordnen wünscht. Diese Verschachtelung läßt sich beliebig weit fortsetzen.
Ein Bild-Unterabschnitt kann daher einfach nur ein
einzelner Punkt sein oder aus einer großen Anzahl kleinerer Unterabschnitte bestehen, die wiederum andere Unterabschnitte
enthalten, usw. Letztlich wird das gesamte Bild ale Sonderfall eines Unterabschnittes angesehen. Ein vollständiges Bild entspricht
also einem einzigen Knoten. Mehrere solcher Gesamtbildkwoten
können zu jedem gegebenen Zeitpunkt in den entsprechenden
Speichern 103 und 132 gespeichert sein.
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Ein wichtiger Vorteil der Datenstruktur nach der Erfindung
besteht darin, daß FdId- Unterabschnitte sich nach Wunsch zur Bildung größerer Unterabschnitte kombinieren lassen, in dem lediglich ein neuer Knoten rr it Zv/eigen angegeben wird, die
zu den ursprünglichen Unterabschnitten führyn. Insbesondere können zwei vollständige Eildknoten zu einem Knoten höherer Stufe, der einem neuen vollständigen Bild entspricht, zusammengestellt werden.
besteht darin, daß FdId- Unterabschnitte sich nach Wunsch zur Bildung größerer Unterabschnitte kombinieren lassen, in dem lediglich ein neuer Knoten rr it Zv/eigen angegeben wird, die
zu den ursprünglichen Unterabschnitten führyn. Insbesondere können zwei vollständige Eildknoten zu einem Knoten höherer Stufe, der einem neuen vollständigen Bild entspricht, zusammengestellt werden.
Es ist !natürlich möglich, daß eine wesentlich grBßere Anzahl
von Knoten für vollständige Bilder fVollbildknoten) in dein größeren
Speicher des zentralen Computers 101 als in dem verhältnismäßig kleineren Speicher 132 des örtlichen Computers gespeichert werden kann. Wegen des weiter unten beschriebenen
Speicher-Organisationssystems ist jedoch der örtliche Computer 130 mit einem großen virtuellen Speicher ausgestattet, der nur
durch den Umfang der Speichereinrichtungen im zentralen
Computer begrenzt ist.
Computer begrenzt ist.
In der folgenden Beschreibung werden im Hinblick auf die Analok
gie zu einer angegebenen grafischen Darstellung and aur Ver»
einfachung grafische Informations blöcke beispielsweise als
"Knoten" anstelle von "Knotenblöcke" bezeichnet* werni sich
dadurch keine V erwechslungen ergeben künneiie
"Knoten" anstelle von "Knotenblöcke" bezeichnet* werni sich
dadurch keine V erwechslungen ergeben künneiie
ORIGINAL !MS-PECTED
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as
IbOHb IS
Vor einer ins einzelne gehenden Beschreibung der individuellen iJlockarten ersxheint eine kurze i.iläuterung des im
vorliegenden Zusammenhang benutzten Konzeptes eines "Ringes"
angebracht.
I iu*& ^e^agt, ist ein I.iug eine Folge von Zeigern oder Latenwortun
(oder Teilen von "\orten), die ftbochnitte einer gi'afiechvin
->truktur dadurch verketten, dal. uv.r ι rt aufeinander-.fol
tender lbBClmitte der grafischen Struktur angegeben wird.
Typifccherweise sind ein oder mehrere 2üeiger in jeden* grafischen
ielement vorgesehen, beispielsweise can Zweigblock, der
auf andere grafische Elemente hinwL.ii.it, beispielsweise einen
anderen Zweigblock. Line in sich geschlossene Folge dieser
Zeigt r, von denen deri letzte auf den den ersten Zeiger enthaltenden
I »lock hinweist, bildet den i ing, .So identifiziert
beispielsweise! im Fall von Zweigringen eine Folge von Zeigern (einer in jedem Zweig) der Reihe nach die vollständige
Gruppe von Zweigen, dje aui einen gcg-jbonen lüioten gerichtet
ist, ohne daß in Verbindung mit dciv I noten eine Liste bereitgestellt
werden muß. Weitere ähnliche Ringe, deren Funktionen
sich aus den. Zusammenhang ergeben, tollen weiter unten beschrieben
werden.
BAD ORiGiNAL 10 9 8 17/1689
1HUHb18
Ein Knotenblock (kein Blattblock) fester Größer umfaßt Worte^
die
A, den Typ des Blockes (ein Knoten) identifizieren;
B, auf einen Namen-Datenblock zeigen, der dem dem
Knoten entsprechenden Bild-Unterabschnitt züge·=
Ordnet ist. Wenn kein Name angegeben ist., hat dieser
Zeiger den Wert null;
" C. die auf den ersten Zweig im "Eingangszweig'5»Ring
zeigen;
D. die auf den letzten Zweig im "Eingangszweig"-Ring
zeigen;
E. die auf den ersten Zweig im "Ausgangszweig11--Ring
zeigen;
F. die auf den letzten Zweig im "Ausgangszweig"-Ring
zeigen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, kann eine beliebige Anzahl von Zweigen in einen Knoten eintreten und eine beliebige Zahl von Zweigen
einen Knoten verlassen. Es wäre nicht möglich, einen Knotenblock fester Größe zuzuordnen, wenn Zeiger zu allen Zweigen
im Knotenblock erforderlich wären. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit sind die ",Eingangszweige" (Zweige, die in den
Knoten eintreten) und die Ausgangs zweige (Zweige, die den Kno-
OR!OINÄL IMSPECTED
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18OHbIB
ten verlassen) in getrennten Ringen organisiert. Der Knotenblock enthält einen Zeiger auf den ersten 2/weig in jedem dieser
Hinge, der erste Zweig enthält einen Zeiger auf den zweiten Zweig und so weiter. Schließlich enthält der letzte Zweig einen
Zeiger zurück auf den ursprünglichen Knoten. Eine zweite, gepaarte Version sowohl der "Eingangszweig"- als auch- der
"Ausgangs zweig"-Ringe wird durch eine Folge von "Rückwärtszeigern"
hergestellt, die alle Elemente in den Ringen in umgekehrter Reihenfolge verketten, um eine schnellere Verfolgung
innerhalb der Ringe zu ermöglichen.
Jedem in Fig. 2 durch einen Pfeil dargestellten Zweigblock sind
zwei Ringpaare zugeordnet: das "Ausgangszweig"-Ringpaar, das
dem Knoten entspricht, von dem der Zweig ausgeht, und das "Eingangszweig"-Ringpaar, das dem Knoten entspricht, bei dem
der Zweig endet. Wie im Falle von Knotenblöcken enthält jeder
Zweig ein Block-Identifizierwort oder Folge von Binärsignalen (die es als Zweig identifizieren) und ein Zeigerwort, das auf
einen Datenblock gerichtet ist, der seinen symbolischen Namen enthält. Es kann also auf jeden Zweig und demgemäß jedes Auftreten
eines Bild-Unterabschnittes auf symbolische Weise hingewiesen werden. Wenn dem Zweig kein Name zugeordnet worden
ist, enthält dieser Datenblockzeiger den Wert Null.
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IBOBbIB
Der Zweig weist außerdem Elemente der beiden ihm zugeordneten Ringe auf, von denen jeder folgende Bestandteile
enthält:
A. einen Zeiger in einer Vorwärts-Kette, die alle Zweige in dem Ring verkettet;
B. einen Zeiger in einer Rückwärts-Kette, die alle Zweige in dem Ring verkettet;
" C. ein Zeiger auf dem Knoten, der der "Kopf" dieses
Ringes ist.
Diese Zeiger erleichtern die schnelle Prüfung der Struktur unter Steuerung des Programms.
In jedem Zweigbioc£ sind außerdem zwei zu Datenblöcken führende
Zeiger enthalten. Dies sind der "Nichtanzeigedaten"-Zeiger und
j| der "Benutzer-Nichtanzeige"-Zeiger. Wenn einer dieser Zeiger
nicht benutzt wird, tritt ein Null-Zeiger (beispielsweise eine
Folge von Binärsignalen, die alle "θ" sind) an seine Stelle. Der "Nichtanzeigedaten"-Zeiger und ggf. mit ihm verkettete
Datenblöcke sind für die ausschließliche Verwendung durch das
grafische Programmiersystem vorbehalten, und Benutzer-Programme haben keinen Zugriff zu dieser Information. Die Hauptverwendung
dieses Zeigers besteht darin, auf einen Datenblock
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I ö Ü 8 b 1 6
hinzuweisen, und zwar in typischerweist1 einen Datenblock, der
den Zweig als einen Leuchtknopf identifiziert. In diesem typischen
Fall enthält der Datenblock den Kamen eines Programm«
eingab tpunktes, auf dessen Steuerung überzugehen ist, wenn auf den durch den Zweig dargestellten Fall mit einem Lichtschreiber
hingewiesen wird.
L'U f'J uiutzer-Nichtanzeige"-Zeiger soll dein Benutzer die
Möglichkeit geben, der grafischen Datenstruktur Nichtanzeige-Inforinationen
zuzuordnen. Diese Nichtanzeige-Informationen werden in "Datenblöcke" eingegeben, die eine der vier Typen
von !locken in der grafischen Datenstruktur sind» Diese Datenblöcke
sind für die ausschließliche Verwendung des Benutzers bestimmt. Sie sind unter Steuerung des Programms definiert
und zugeordnet und können beliebiges P'oiurat und beliebige
Größe haben. Sie sollen dem Benutzer die Möglichkeit geben, Informationen bezüglich auftretender Knoten anzugeben. Diese
Ini'orrtjationen erscheinen nicht bei der "Wiedergabe. Betrachtet
n:an wieder die Entwicldung von Schaltungen am Bediemmgsplat2,
so kann ein solcher Datenblock beispielsweise den Wert eines Widerstandes oder ähnliches enthalten.
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21 i 8 0öb1 β
Schließlich weist der Zweig drei Felder (Wörter oder Teile von Wörtern) auf, die zur Erzeugung der Wiedergabe selbst
erforderlich sind. Die darin enthaltenen X- und Y-Ablenk-
signale geben den Abstand zwischen den Wiedergabe-Ursprüngen
der Knoten (oder des Knotens und Blattes) an, denen der Zweig folgt. Da entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
alle Wiedergabeinformationen der Struktur als relative Koordinateninfo rmationen vorliegen (nur der Anfangspunkt einer Wiedergabe
ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine absolute Koordinate), können Bildunterabschnitte über die Wiedergabefläche bewegt
werden, indem einfach nur die X- und Y-Ablenkungen im richtigen Zweiggeändert werden. Das letzte Feld enthält Wiedergabeparameter-Informationen,
Dinge wie Intensität, Maßstab und Informationen, ob der Lichtschreiber während der
jeweiligen Wiedergabe zu betätigen ist oder nicht, lassen sich " angeben. Näheres soll hinsichtlich dieser Ablenk-, Parameter-
und anderer Felder weiter unten erläutert werden.
Blattblöcke geben an, wie Teile eines Bildes tatsächlich gezeichnet
werden sollen. Sie bezeichnen die "Tinte", die in einem Teil eines Bildes sichtbar ist. Daten werden in Blätter
durch Anforderung von DatenerZeugungseinrichtungen und
unter Folgen (subroutines) aufgrund von Eingangs Signalen von
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a«
den verschiedenen Eingangsquellen einschließlich gespeicherter Datensignale vom örtlichen und zentralen Computer eingegeben.
Es können sowohl Text- als auch Zeichnungsinformationen für Linien angegeben werden.
Wenn Informationen in Blätter eingegeben werden, so gibt der Benutzer/Programmierer Informationen auf einer sehr großen
Wiedergabefläche an. Nur wenn die Informationen schließlich auf der Kathodenstrahlröhre angezeigt werden, wird ein "Fenster"
erzeugt, das angibt, welcher Teil der Wiedergabe auf dem Ausgabegerät sichtbar sein soll. Daten, die in Blättern im Echtzeitbetrieb
beim Zeichnen auf dem Oscilloskop des örtlichen Bedienungsplatzes "angewachsen" sind, können bezüglich ihres
Maßstabes durch Änderung von Parametern in den grafischen Datenwörtern verändert werden, bevor sie in die zentrale Datenstruktur
aufgenommen werden.
Da ein Blatt eine beliebige Zahl von Daten enthalten kann, läßt
sich seine Größe nicht im voraus angeben. Aus diesem Grund ist das Blatt zweckmäßig in Unterblöcke von zwei Arten unterteilt:
ein Blatt Anfange-Unterblock und Blatt Daten-Unterblöcke. Der
Blattanfangs-Unterblock enthält ein einziges Ringelement, den Eingangs zweig-Ring, da definitionsgemäß keine Zweige von einem
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30 ' :! b D Li b Ί Β
Blatt wegweisen. Er enthält außerdem einen Zeiger auf den ersten Blattdaten-Unterblock und den letzten Blattdaten-Unterblock,
«lie den Rumpf des Blattes ausmachen. Diese Blattdaten-Unterblöcke
sind selbst durch eine Folge von Zeigern verkettet. Der Folge wird immer dann ein neuer Blattdaten-Unterbioek
hinzugefügt, wenn neue Daten für einen Block erzeugt werden.
Es soll jetzt ein kurzes Beispiel gegeben werden, um die die
Entsprechung zwischen einem wiederzugebenden Bild und der das Bild darstellenden grafischen Datenstruktur gemäß'einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zu erläutern. Fig. 3A zeigt eine schematische Darstellung einer einfachen elektrischen
Schaltung. Dieser schematieche Abschnitt soll auf der Kathodenstrahlröhre
142 (Fig. 1) wiedergegeben werden.
Es werden Blattblöcke erzeugt, die die Bilddaten entsprechend jeder der drei Arten von Elementen in der Schaltung nach Fig. 3A
enthalten. Die Blöcke, die den Widerständen, Kondensatoren und Kurzschlüssen entsprechen, sind in den Fig. 3B und 3C als 310,
320 bzw. 330 dargestellt. Die den Daten in diesen Blattblöcken entsprechenden visuellen Informationen werden nach Wunsch
auf der Kathodenstrahlröhre 142 angeordnet, in dem die erforderlichen Zweigblöcke zur Verfügung gestellt werden. In allen
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Fällen werden die Daten mit Hilfe des Wiedergabe-Verarbeiters 140 in Form einer Folge von Datenwörtern zur Kathodenstrahlröhre
1.42 gegeben.
Der wirkliche Aufbau der Blätter wird gewonnen, in dem Linien auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre mit einem
I «ichtschreiber oder anderen Mitteln gezeichnet werden. Ein
Widerstand beispielsweise kann durch eine Anzahl miteinander verbundener Vektoren wiedergegeben werden, die von Hand
unter Verwendung des Lichtschreibers gezeichnet werden. Alternativ werden diese Vektoren durch eine Folge von Befehlen
angegeben, die durch eines der anderen Eingabegeräte eingegeben werden. Diese Befehle werden wiederum mit Hilfe
einer Programmierung oder von Einrichtungen innerhalb des örtlichen Bedienungsplatzes 120 oder des zentralen Computers
101 interpretiert, um die Folge der erforderlichen Wiedergabekommandos
zu erzeugen.
Fig. 3B zeigt eine Möglichkeit für die Strukturierung der zur Wiedergabe der Schaltung nach Fig. 3A erforderlichen Daten.
Hier wird eine zweistufige Struktur benutzt. Die unterste Stufe enthält die Blattblöcke 310, 320 und 330 selbst. Die einzige weitere
Stufe ist die Gesamtbildstufe, die durch den Bildknoten
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dargestellt wird. Ein Bild der Schaltung nach Fig. 3A läßt
sich also wiedergeben, in dem verlangt wird, daß der Block 340 aus dem Speicher 132 gelesen und zum Wiedergabe-ET erarbeiter
140 (Fig. 1) gegeben wird. Der zentrale Verarbeiter 131 stellt dann fest, daß der Block 340 kein Blattblock ist und
sucht daher nach dem Auftreten von Knoten niedrigerer Stufe, hier den Blattknoten entsprechend den Schaltelementen im Bild.
" Der zentrale Verarbeiter 131 veranlaßt dann, daß die individuellen
Kommandos für die Schaltelement-Blattblöcke nacheinander so aus dem Speicher 132 gelesen werden, wie sie benötigt werden.
Jeder Zweigblock, der in Fig. 3B als PfefiL gezeigt ist, gibt an,
daß ein bestimiter Blattblock an der Spitze des Pfeils auftritt.
Da in Fig. 3A drei Widerstände vorhanden sind, führen drei Zweige zum Blattblock 310. Die individuellen Kommandos in
diesem Blatt werden daher (nicht zerstörend) bei drei getrenn-
^ ten Gelegenheiten aus dem Speicher 132 zur Erzeugung eines
einzigen Rahmens des dem Knoten 340 zugeordneten Bildes gelesen. Das Gesamtbild wird natürlich mit einer genügend großen
Frequenz wiederholt, um ein Flimmern zu vermeiden. So wird beispielsweise die Folge von Widerstands-Blattbefehlen aus
dem Speicher 132 mit einer Wiederholungsfrequenz von etwa 90 Hz gelesen.
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Fig, 3C zeigt eine andere Struktur der grafischen Daten zur
Wiedergabe des Bildes nach Fig. 3A. Es ist hier eine zusätzliche Stufe vorgesehen, die als Knotenblock 350 dargestellt ist.
Dieser Knotenblock beschreibt einen Bildunterabschnitt, der dem (sich wiederholenden) Teil der Fig. 3A entspricht, der
in dem Kreis 360 liegt.
Unter Verwendung der Struktur nach Fig. 3 C wird ein Bild
durch interpretierende Verarbeitung des Blockes 370 erzeugt, der das vollständige Bild darstellt. Diese Verarbeitung erfolgt
zu Anfang wiederum durch den zentralen Verarbeiter 131, der, wenn er jedes Auftreten des Knotenblockes 350 (der dem Bildunterabschnitt 360 entspricht) erkennt und feststellt, daß der
Block 350 kein Blattblock ist, die Struktur auf Knoten niedrigerer Stufe hin verfolgt. Es werden dann dem Knotenblock
350, der das einzelne Auftreten jedes Blattblockes identifiziert, zugeordnete Zeiger festgestellt und entsprechende Anforderungen erzeugt, damit diese Blattblöcke vom Wiedergabe-Verarbeiter 120 gelesen werden. Die individuellen, in den Blattblöcken enthaltenen Wiedergabekommandos werden dann durch
den Verarbeiter 140 sequentiell aus dem Speicher 132 entnommen. Diese alternative Organisation erhöht zwar die Zahl der
Knotenblöcke um einen, verringert aber die Zahl der Zwelg-
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blöcke. Bei komplizierten Bildern führt eine solche erhöhte Strukturierung häufig zu kleinerem Speicherbedarf und einfacherer
Verarbeitung.
Bei den meisten Anwendungen sind zusätzliche NICHTANZEIGE-Datenblöcke
mit diesen Zweigen verkettet. Sie enthalten Informationen hinsichtlich des Typs der angezeigten Bauelemente und
" deren Parameterwerte zur Verwendung bei Analyse-Programmen
im Örtlichen und zentralen Computer.
Die Datenstruktur im örtlichen Bedienungsplatz 120 w.eist alle
diejenigen strukturellen Informationen auf, die in der Datenstruktur im zentralen Computer 101 vorhanden sind. Der örtliche
Computer 130 verwendet Struktur-Informationen wegen der wirkungsvollen Verarbeitung und der sich daraus erge-)
benden Echtzeit-Antworten, die er für den Benutzer am örtlichen
Bedienungsplatz liefert. Er kann Objekte, auf die gezeigt wird, identifizieren, ohne daß eine Bezugnahme auf den
oder eine Tätigkeit des zentralen Computers erforderlich ist.
Der örtliche Computer 130 ist auch in der Lage, die Struktur
zu redigieren. Die örtliche Datenstruktur enthält Knoten, Zweige, Blätter und Datenbldcke, die zweckmäßig in einer
Eins-zu-Eins-Entsprechung mit äquivalenten Blöcken des zen-
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«j- fl«Ü8b1B
tralen Datenkomplexes stehen. Das innere Format dieser Blöcke im Örtlichen Computer weicht jedoch in mehrfacher
Hinsicht von den entsprechenden Blöcken im zentralen Computer ab.
Zunächst fanthalten Blätter im örtlichen Bedienungsplatz Anzeige-Kommandos
in einem (unten beschriebenen) Format, das zum Betrieb des Anzeige-Gscilloskops erforderlich ist, während
Bildinformationen im zentralen Computer in einer von Geräten unabhängigen Weise dargestellt sind. Diese letztgenannte
Eigenschaft ist zweckmäßig, da andere Wiedergabe-Anschlüsse, bei denen keine Wechselwirkungsmöglichkeiten vorgesehen
sind, die zentral gespeicherten Daten verwenden können, um beispielsweise eine Nur-Ausgabe-Anzeige zu ermöglichen.
Da zweckmäßig im örtlichen Bedienungsplatz eine abweichende dynamische Speicherzuordnung verwendet wird, besteht ein Blatt
sinnvollerweise aus einem einzigen zusammenhängenden Speicherblock statt aus einer Folge von Blattdatenblöcken, die mit
einem Blattkopf verkettet sind. Diese Blätter k&inen im
Echtzeit-Betrieb unter Programmsteuerung aufgebaut werden und haben beliebige Länge*
Da der Kaum in dem kleinen örtlichen Computer beschränkt ist,
AL INSPECTED
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wird zur Verkettung von Blöcken in der Datenstruktur häufig ein abgekürztes Zeigersystem benutzt, insbesondere werden
gewöhnlich Rückzeiger und Zeiger auf die Köpfe von Eingen nicht verwendet. Das Verfolgen eines Weges durch die Struktur
kann daher mehr Zeit benötigen, aber Zeit ist im örtlichen Anschluß
leichter verfügbar als Raum.
Der örtliche zentrale Verarbeiter 131 (Fig. 1) tritt aufgrund von Unterbrechungssignalen in Tätigkeit, die von örtlichen
Eingabegeräten oder dem zentralen Computer 101 erzeugt werden. Diese Signale und sie begleitende Datensignale aktivieren
Programme in dem anteiligen örtlichen Speicher 132. Bei Ausführung dieser Programme werden Wörter dem Speicher 132
entnommen und kurzzeitig im zentralen Verarbeiter 131 gespeichert. Dort werden der Operatfonscode und die Operationsargumente
gedeutet und die entsprechende!» Vorgänge (Addieren, Verschieben, Akkumulator-Eingabe oder -Speicherung,
Gerätesteuerung usw.) durchgeführt. Der Wiedergabe-Verarbeiter
140 entnimmt ebenfalls Wörter direkt von Speicher 132, deutet den Operationscode und die Argumente und führt die
entsprechenden Anzeigevorgänge durch. Für den Anzeige-Ver-
·:_ ORIGINAL INSPECTED
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arbeiter zählen zu diesen Vorgängen das Zeichnen von Punkten, Linien und Zeichen auf der Kathodenstrahlröhre 142.
Der Computer 130 und der Anzeige-Verarbeiter 140 können unabhängig
voneinander arbeiten. Der örtliche zentrale Verarbeiter
131 steuert jedoch die Anzeige insoweit, als er den Anzeige-Verarbeiter vorbereiten, starten und stoppenkann. Fig. 4 zeigt
ein genaueres Blockschaltbild bestimmter Elemente der Fig. 1 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 4 sind die Einrichtungen für die Wechselwirkung zwischen dem örtlichen Computer 130 und dem Wiedergabe-Verarbeiter
140 (Fig. 1) genauer dargestellt. Der zentrale Verarbeiter 131 weist einen Akkumulator 302 und eine arithmetische
Einheit 304 auf. Der Akkumulator 302 wirkt als Mittelpunkt für den größeren Teil dee Wechselwirkung zwischen dem örtlichen
Computer und dem Anzeige-Verarbeiter. Ein weiteres Element
des in flTig. 4 gezeigten örtlichen Computers 130 ist der
Speicher-Multiplexer 134, der Datenkanäle 305 und 306 aufweist. Weitere Teile des örtlichen Computers 130 enthalten die verschiedenen
Elemente des Steuergerätes 133. Dabei stellt der Block 303 die Steuerlogik dar, deren Funktion im folgenden
noch genauer beschrieben werden soll.
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3€Γ
Die automatische Prioritätsunterbrechung (API) 380 liefert auf einer Ausgangsleitung immer dann eine Anzeige, wenn
eine programmierte Unterbrechung auftritt oder eines der verschiedenen Eingabegeräte einschl. des zentralen Computers
101 ein entsprechendes Unterbrechungssignal liefert. Die automatische Prioritätsunterbrechung 380 prüft dieses Eingangssignal
und veranlaßt einen Sprung auf entsprechende Verarbeitungsprogramme oder -Schaltungen ,
So liefert beispielsweise ein bei einem Lichtschreiber erzeugter Impuls, der auf der Leitung 390 erscheint, eine Anzeige im zentralen
verarbeiter 131, in dem eine Flagge in der automatischen Prioritätsunterbrechung 380 gesetzt wird. Dieses deutet dann das
Unterbrechungssignal und liefert auf der Leitung 391 ein Ausgangs signal zur Steuerlogik 303. Diese Steuerlogik überträgt dann ein
Steuersignal zu dem entsprechenden Programm oder Gerät, das zur Verarbeitung des Eingangs signals, beispielsweise des Lichtschreiber
signals, benötigt wird.
In Fig. 4 ist zwar für das als Beispiel gewählte Unterbrechungssignal
gezeigt, daß dieses über die Steuerlogik 303 läuft, aber bei gewissen Ausführungen ded Erfindung umgeht das Signal die
Steuerlogik 303, in dem es direkt über die Leitung 392 einen
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Code in den Akkumulator 302 eingibt. Dieses Signal kann
dann ein Sprung der Programmsteuerung innerhalb des örtlichen Computers 131 veranlassen oder nach einem Sprung auf
das (im folgenden noch zu beschreibende) Wiedergabe-Adressenregister 354 eine entsprechende Ablenkung, Zeichenerzeugung
usw. bewirken, in dem das Lesen entsprechender grafischer Daten aus dem Speicher 132 angegeben wird.
Anstelle von oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Unterbrechung
kann ein weiteres Unterbrechungsverfahren benutzt werden. Dabei werden Unterbrechungsanzeigen zur Kippsteuerung
365 über eine Flagge geliefert, die eindeutig der speziellen Unterbrechungsquelle zugeordnet ist. Diese Flagge
kann in Form eines Flipflops in der Steuerlogik 303 vorliegen oder Teil eines im Speicher 132 gespeicherten Wortes sein. Die
Kippsteuerung 365 tastet dann zur Identifizierung der gesetzten
Flagge systematisch die möglichen Flaggenpositionen ab und veranlaßt dementsprechend den Steuersprung.
Typischerweise ist bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Kippsteuerung 365 verwendet wird, eine
Flaggenprüfung in der ersten Folge einer im Speicher 132 gespeicherten
Befehlsfolge enthalten und einer bestimmten Quelle
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oder Art von Unterbrechungssignalen zugeordnet. Wenn das Ergebnis dieser Flaggenprüfung negativ ist, veranlaßt ein
unmittelbar folgender Befehl ein Sprung auf den ersten Befiehl einer anderen Folge und so weiter. Wenn der anfängliche Prüfbefehl
einer Folge eine gesetzte Flagge identifiziert, wird der unmittelbar folgende Befehl (der einen Sprung auf eine andere
Folge veranlaßt hätte) übersprungen, die Unterbrechungsanzeige in der Kippsteuerung 365 wird zurückgestellt und die übrigen
Befehle in der Folge werden vom örtlichen Verarbeiter 131
ausgeführt. In anderer Hinsicht sind die Operation und Funktion der Kippsteuerung 365 und der automatischen Prioritätsunterbrechung
380 äquivalent.
In Fig. 4 sind außerdem mehrere wichtige Register gezeigt, die im Wiedergabe-Verarbeiter 140 enthalten sind* Das Wiedergäbe-Pufferregister
350 ist über den Datenkanal 306 mit dem
Speicher 132 des örtlichen Computers verbunden. Der Weg über
diese Hauptelemente umfaßt den Weg, dem die meisten, im Speicher 132 gespeicherten grafischen Strukturdaten folgen.
Dem Wiedergabe-Pufferregister 350 ist ein Fangdetektor 351
zugeordnet, dessen Funktion weiter untern noch genauer beschrieben werden sollen. Der Wiedergabe-Puffer 350 ist mit
dem örtlichen Computer 130 ebenfalls über den Weg 352 verbunden,
der vom Akkumulator 302 ausgeht.
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Mit dem Akkumulator 302 ist außerdem das Wiedergabe-Adressenregister
354 verbunden. Dieses Register gibt die Adresse an, aus der grafische Daten vom Speicher 132 gewonnen
werden sollen. Der Adressen-Inkrement-Generator
355 erzeugt ein Signal zur Weiterschaltung der im Register 354 gespeicherten Adressen angabe. Diese Signale können in
geeigneten Fällen durch Signale gesperrt werden, die im Fangdetektor 351 entstehen. In Fig. 4 ist außerdem ein
Zeichengenerator 360 gezeigt, der über den Datenkanal 305 mit dem Speicher 132 verbunden ist. Der Zeichengenerator 360 dient zur
Erzeugung der vielen, häufig auftretenden grafischen Funktionen, beispielsweise alphanumerischen Symbolen. Weiter
unten wird gezeigt, daß diese Zeichenerzeugung durch Zeichenerzeugungseinrichtungen
ergänzt wird, die die arithmetische Einheit 104 im zentralen Verarbeiter 131 umfassen, M geeigneten
Fällen wird der Zeichengenerator 360 durch Signale erregt, die vom Speicher 132 über den Datenkanal 306 und das
Wiedergabe-Pufferregister 350 kommen.
Ein weiteres wichtiges Register in Fig. 4 ist das Zustandsregister
370. Verschiedene der vom Steuergerät 133 und der arithmetischen Einheit 304 unter Programmüberwachung durchgeführten Steuerfunktionen werden durch den Zustand des Zustande
registers 370 vorbereitet.
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1808518
kl
In Fig. 4 sind weiterhin typische EingaJjeeinrichtiingen als
Teil des Wiedergabe-Verarbeiters 140 dargestellt» So liefern das Bedienungsplatz-Tastenfeld 372, Drucktasteneingaben 373
und Lichtknöpfe 374 Eingangs inform at ionen an den Akkumulator 302 auf eine Weise ähnlich der in dem obengenannten Aufsatz
von Ninke beschriebenen Weise. Zusätzlich können die Lichtknöpfe 374 als Ausgangs-Indikatoren auf Signale hin wirken«
die im Akkumulator 302 entstehen.
Schließlich enthält der dWiedergabeverarbeiter 140 eine Folge
von fünf Registern» die direkt der Kathodenstrahlröhre 142 sageordnet
sind. Dies sind die Δχ-, Hy-, s-und y-Parameterrefist@Ffl
die Informationen aa die Kathodenstrahlröhre in einer moefe %u beschreibenden
Form liefern,, Diese Regietsr tr&gem die Bezagsziffern
3.75 bie 3T9.
Eb sollen jetzt unter Bezögaaiime auf Fig„ 4 typische Operationea
bescliriebeii werden^ die vom dem örtlichen Bedieairagsplatz durchgeführt:
werden,» Das OperatJonsverfahreffl ©iasclilo des Ingangsetzens
und des Startens des Wiedergabe-Bedienungsplatses ηηά der normale
WechßelwirfaiaggisMaiaf der grafisclaeB Datea wird jeweils
erläutert.
ORiGlNAL ff^SFgCTED
''""I" Wf, pii!!|!;»Y?i:!jiiP""¥ ijjawi: ϊ1"' τ· ff
Das Ingangsetzen und Starten drfolgt durch Eingabe der
Speicheradresse, an der die Wiedergabe beginnen soll, in
den Akkumulator 302 dee örtlichen Computers. Diese Infor niation
wird durch die Eingabegeräte des Bedienungsplatzes oder durch Anweisung des zentralen Computers 101 eingegeben.
Steuersignald aus der Steuerlogik 303 bewirken, daß diese
Information zum Wiedergabe-Adressenregister 304 im Wiaergabeverarbeiter
140 übertragen wird, wenn der Verarbeiter bereit ist. Dadurch wird die zyklische Wiedergabe gestartet.
Unter interner Steuerung gewinnt der Wiedergabe-Verarbeiter durch Benutzung des Wiedergabe-Adressenregisters 354 Zugriff
zu Wiedergabewörtern des anteiligen Speichers 132. Jedes gelesene
Wort wird zum Wiedergabe-Pufferregister 350 und dann zu entsprechenden Registern 375-9 übertragen. Bei Ausführung
jedes Wortes schaltet der Inkrement-Generator 355 das Wiedergabe- Adressenregister 354 weiter und das nächste Wort wird
geholt. Das Wiedergabe-Adressenregister 354 übt also die Funktion dee Programmzählers in einem normalen Computer
aus. Die Durchführung der sequentiellen Wörter aus dem Speicher geht weiter, bis speziell codierte Wörter (Wiedergabe-Fangwörter)
den zyklischen Betrieb anhalten und ein Y Signal zum Örtlichen Computer geben. Weitere Merkmale dieses
109817/1689
. 1808b 'IB
Fang- oder ünterbrechungsverfahrens sollen im folgenden
beschrieben werden.
Wie oben erläutert, sind zwei vom anteiligen Speicher 132
zum Wiedergabe-Pufferregister 350 führende Hauptdatenkanäle vorhanden. Der vom Speicher 132 über den Datenkanal 306 zum
Wiedergabe-Pufferregister 350 führende Weg wird normalerweise benutzt, um grafische Informationen, die kurzzeitig statisch sind,
zyklisch zu verarbeiten. Der andere Weg, der direkt vom Akkumulator 302 zum Wiedergabe-Puff er register 350 führt,
wird hauptsächlich für eine spezielle Zeichen- oder Funktionserzeugung
verwendet.
Die gleiche Form codierter Befehle, die an den Speicher 132 geliefert
werden, wird auf dem Akkumulator-Wiedergabepuffer-Weg
benutzt. In Abweichung von dem Weg über den Datenkanal 306 steht jedoch der Akkumulatorweg unter einer Einschrittsteuerung,
d. h., ein Signal wird vom Wiedergabe-Verarbeiter 140 zurückgegeben, nachdem jedes vom Akkumulator gelieferte
Wort vollständig ausgeführt worden ist. Wenn der örtliche Computer 130 dieses Signal empfängt, wird ein neues Wort, das
in der Zwischenzeit in den Akkumulator gegeben worden ist, ausgeführt. Während yolcher Schrittweiser Operationen erfolgen
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keine Änderungen im Wiedergabe-Adressenregister 354. Dadurch
kann die normale umlaufende Wiedergabeinformation genau an dem Punkt wieder aufgenommen werden, an dem sie
unterbrochen worden ist, um die Akkumulator-Wiedergabepuffer-Wechselwirkung
zu ermöglichen.
Der Akkumulator-Wiedergabepuffer-Datenweg ist außer bei der
oben erwähnten Durchführung einer Funktion»erzeugung bei der
Einstellung und Wiederherstellung des Wiedergabe-Statue
brauchbar, Typischerweiße beginnt die Funktionserzeugung
nach Feststellung eines Wiedergabe-Fangwortes im Verarbeiter 140. Es kann ein getrennter Fangdetektor 351 (Fig. 4) vorgesehen peint oder dessen Funktion kann durch die Steuerschaltung
133 übernommen werde«. In beider* Fällen wird der Zahlwert
im Wiedergabe-Ädreseenregister durch Sperrung des In»
kr erneut- Generators 355 festgehalten. Dieses Fangwort ?-icferts
außer daß der normale Umlauf von Wiedergabedaten angehalten
wird, mit Hilfe der Steuerschaltung 133 FunkiionnerzeugimgÄärgu
mente. Nach Beendigung einer FuRkfionserzeügung wird <ä?.r normale
Wiedergabe-Zyklus wieder aufgenommen, d.h., der Weg
von 132 zum Datenkanal 306 tritt wieder in Tätigkeit,
Die Verwendung dieser Zweiweg-Wechselwirkung zwischen dem
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1 8 U b b 1 6
programmierten zentralen Verarbeiter 130 jnd dem Wiedergabe-Verarbeiter
140 ermöglicht eine größere Anpassungsfähigkeit
und ein schnelleres Ansprechen als frohere Einwegwiedergabe-Bedienungsplätze.
Zusätzlich zu dem beiden Hauptdateowsgen zwischen dem örtlichen
Computer 130 und dem Wiedergabe-Verarbeiter 140 ist
* ein weite rer Datenweg über die Steuerlogik 133 zur Übertragung
von Zustsaidsinfornaationeii vom Zuetasigffegister 370 zurück
mim zentralen Vererbeiter ISl vorfnaades» Diese Zustandsinformationen-enthalten
Wiedergabe«-PaE*aiaetere χ wan y·=
Koordinaten« Ve&tor-iCoordin&ten, das aBgenblieHLieti© Oscälloskora-Wort
raid verschiedene
Zusätzlich zn den Dateiawegen sind Sfensrwege awiectesia dein
örtlichen-Comptater 130 and dem WisdsE'f ab®=Verarbeiter 140
vorgesehen. Eto@F der Steaersreg© ψό>ά der Sfsoerlogik 133 zum
Wiedergabe«=Verarbisiters sämlich des5 Sfeneffweg 3S5 la FIg0 4S
wird homitztg w& deia gy!äJseisen Wiedergafoefeetrieb einzuleiten^,
zn starten wae! %ra @ΐορρ@Η.β laad am die Rlielsgsbe des WiedergsbezustaadQG
qsi d©a? AMaiEaisiator sia stsesrHo Das Anha Iten
des V/ieeleFgabs^X^OE-ar-beitsFiS rater YsffweEdtiaf dieses Weges
I:aa.a giaotig
ORIGINAL -INSPECTED
daß der Zustand des Wiedergabe-Verarbeiters zur Wiederherstellung zh einem späteren Zeitpunkt vollständig gespeichert
werden kann. Diese Möglichkeit ist besonders zweckmäßig bei einer Lichtschreiber-Verfolgung. Ein ungüstiges Anhalten
nimmt keine Rücksicht auf die Erhaltung des Zußtandes. Vektoren oder Zeichen werden bei der Mitten-Erzeugung (midgeneration)
fallengelassen. Diese Art des Anhaltens ist zweckmäßig, wenn Wiedergaben umgeschaltet werden oder sichergestellt
werden soll, daß der Wiedergabe-Verarbeiter angehalten ist, bevor eine neue Wiedergabe eingeleitet wird. Einer der
oben beschriebenen Steuerwege zum örtlichen Computer 130 ist mit der automatischen Prioritätsunterbrechung 380 verbunden
und überträgt verschiedene Wiedergabe-Bedingungen, insbesondere Wiedergabe-Fangvorgänge.
Es ist wichtig, strukturierte Informationen örtlich manipulieren
und wiedergeben zu können. Ein erfindungsgemäßes Merkmal das wesentlich zu dieser Möglichkeit beiträgt, ist ein Verfahren,
das die direkte Wiedergabe eine Struktur ohne Aufnahme fei eine spezielle Liste, wie bei vielen bekannten Systemen, gestattet,
und das die Möglichkeit gibt, eine Rangordnungsliste von im Augenblick wiedergegebenen Daten dynamisch aufzuzeichnen.
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Dies wird mit Hilfe der engen Zusammenarbeit des zentralen Verarbeiters 131 und des Wiedergabeverarbeiters 140 erreicht.
Der Wiedergabe-Verarbeiter führt die grundlegenden Wiedergabeoperationen durch, beispielsweise das Zeichnen von Punkten,
Linien, Kurven und das Einstellen von Wiedergabe-Parametern.
Die dieser Gruppe von Operationen entsprechenden Befehle werden als Gruppe von Wiedergabe-Grundbefehlen (display "primitives")
" bezeichnet. Der Steuercomputer 130 wird über gerichtete Fehler
(Wiedergabe-Fangworte) aufgerufen, um Steuersprung-Operationen
(direkte und Unterfolgen-Sprünge), eine Echtzeit-Funktionserzeugung, durch die oben beschriebene grafische Datenstruktur angegebene
Struktur-Verfolgung und eine Verarbeitung anderer Echtzeit-Programme
durchzuführen.
Die Verwendung des Verarbeiters zur Unterstützung der Wiedergäbe
verringert die Kompliziertheit und die Kosten der elektronischen Einrichtungen des Wiedergabe-Verarbeiters, ermöglicht
eine direkte Wiedergabe einer Datenstruktur und gestattet, eine Verringerung der dynamisch aufzuzeichnenden Wiedergabe-Struktur,
so daß Lichtschreiber-Striche leicht bedient werden können. Um zu sehen, wie dies ermöglicht wird, sollen die Wiedergabeoperations-Codierungen
im einzelnen geprüft werden.
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Typische Wiedergabe-Verarbeiter -Codierungen sind in der folgenden
Tabelle I gezeigt. Es wurden bei früheren, in gegenseitiger Wechselbeziehung arbeitenden grafischen Bedienungsplätzen
Programmierungsschwierigkeiten festgestellt, da zwei Arten für die Deutung von Wiedergabe-Wörtern zugelassen worden
sind. D.h., eine Bit-Konfiguration wurde benutzt, um in Abhängigkeit
von der Arbeitsweise des Oscilloskops zwei verschiedene
Dinge wiederzugeben. Diese Schwierigkeiten sind wirksam vermieden worden, in dem die Wiedergabe-Codegruppe in
jedem Wort mit einem getrennten Operations co de ausgestattet
worden ist. So läßt sich also durch bloße Prüfung eines einzigen Wortes sagen, welche Operation es ausführen wird.
1G9817/1689
TabeUe J
so
Zeichen
0 | O | O | O |
■i.' ZeicUelt
I 1 i i It |
ι r ti ι ι 2. Zeichen It(IIl |
ParaMeier
Bl iwfCew
Lichtstift:
SymtMeitieu
■ ι ι
Maßstab
itä
Intensität
* - i 3
1 5 I 3
• ι ι
Lu ^ Uj
Langer relativer VeKior
O | O | I | O | ι f Sieueruaq |
τ 1 1 r-; ι τ r "" r r—
A-Große. I I I I I ( I I I |
O | O | I | I | X | Y-V |
Absolute Kootdittaie
IiIlI[IlS |
Kurzer relativer VeMor
O | I | O | O | Skuerg. | t |
AY-Bto fit
I I I f |
± |
ι ι ..A >
Ei(I |
I | O | I | » j | ϊ I | t | ι | I | I | ι | ι | ι | ι | |
O | Λ. IuH | return | iuKre | hi el· | |||||||||
ι ί | I | ι | t | I | ι | ||||||||
Steuerung
τ 1 1 ( 1 1 1 1 1 γ
uubeHuizl·
_Ι I L
ι ι ι
'
ι
kr ίίορ
Wiedergabe - Pauq
T 1—-τ 1 1 1 r
beliebig
ι » ' ιΙ L
1 E 1 Γ
iltl 1_
'! 8 O 8 b 16
Das Anfangsbit (gelesen von links nach rechts) in einem Wiedergabewort
bestimmt, wenn es eine 11O" ist, das Wort als einen Wiedergabe-Grundbefehl. Alle Bitpositionen sind in den
verschiedenen Teilen der Tabelle I aufeinanderfolgend von links nach rechts numeriert. Die Grundbefehle steuern die
Einstellung von Wiedergabeparametern sowie das Aufzeichnen von Punkten, Linien und Zeichen. Es sollen jetzt die Grundbefehle
im einzelnen geprüft werden. Diese und andere Codierungen werden mit Bezug auf ein Standardwort mit 18 Bits beschrieben,
das durch die spezielle Wahl für den örtlichen Computer diktiert wird. Es ist leicht einzusehen, daß eine solche Wahl
nicht von grundsätzlicher oder wesentlicher Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist, sondern lediglich eine leicht abänderbare
Wahl darstellt.
Das Format des ersten in der Tabelle I gezeigten und mit "Zeichen"
bezeichneten Grundbefehls steuert unter Verwendung einer Punkt-Matrix die Darstellung von Zeichen. Bei einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Zeichengenerator, beispielsweise der D. E. C. Zeichengenerator des Typs 342, benutzt.
Dieser Generator kann Signale erzeugen, die die 95 grafischen Druckzeichen des vorgeschlagenen, revidierten
ASCII-Code in einem 5x7 Grundgitter darstellen. Die vom
109817/1689
Zeichengenerator 360 erzeugten Signale sind die Folge von Spannungen, die an den Ablenk- und Inteueitätseingang der
Kathodenstrahlröhre 142 angelegt werden müssen.
Bei einen! anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zu einer hohen Anpassungsfähigkeit führt, wird der Speicher
132 des örtlichen Computers zur Speicherung eines Zeichenvorratea
benutzt. Statt bestimmte Punkte eines festen Gitters anzugeben, werden 7-F.it-Zeichencodierungen mit einem Zeigerwort
zur Adressierung einer Abfertigungstabelle (dispatch table) im Computer-Speichel' kombiniert. Die Abfertigungsadreese wird
dann zur Gewinnung von inkrement-ähnlichen Worten aus dem Computer-Speicher benutzt, die das Zeichen beschreiben. Bei
diesem Ausführungsbeispiel verwendet man den Datenkanal 306 des in Fig. 4 gezeigten Multiplexers 369 mit direktem
Speicher zugriff. Ein mit Hilfe des Puff er registers 350 verwirklichter Doppelwort-Puffervorgang vermeidet zu große Speicherzugriff-Wartezeit.
Es können natürlich auch andere Verfahren der Zeichenerzeugung in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden. So können insbesondere
durch Zeichenworte der in der Tabelle I dargestellten Art bereitgestellte Daten zur Erregung von Zeichengeneratoren
BAD ORfGiIMAL 10981111689
■■■."■ '. . ■ ■ '■ .■ ■ . ■■■■ ■ . ■ , Mr
SZ 1BOBb 16
verwendet werden, die in dem Buch von Poole "Fundamentals
of Display Systems", Spartan Books, Washington, 1966, /,
Kapitel 9, beschrieben sind.
Das Format für ein Parameter-Wort wird gemäß Tabelle I
durch die Bezeichnung 11PARiVM-ETER11 identifiziert. Diese
Worte dienen der Festlegung der Intensität, des Maßstabes und der Symmetrie-Transformation von wiederzugebendem
Material Sie bestimmen außerdem, ob der Lichtschreiber das wiedergegebene Material abfühlen unaL ob das Material blinken
soll (Ein-Aus-Frequenz von etwa 1 Hz). Ein Parameter-Wort wird als solches eindeutig durch die ersten vier Bits, nämlich
0001, identifiziert.
Die vorstehend erwähnte Symmetrie-Transformation ändert die
Interpretation anderer Datenworte, um Manipulationen, insbesondere eine Rotation, der sichtbaren Wiedergabe zu erleichtern.
Eine solche Transformation von Daten verringert häufig die Datenmenge, die gespeichert werden muß, um eine vielfaehe
Interpretation eines einzigen gespeicherten Wortes oder einer
Folge von Wärtern zu ermöglichen« Die Arbeitsweise einer Symmetrie-Transformation soll jetzt beschrieben werden.
109817/1689
18 08b16
Ausgangssignale des Vektor-Generators 301, des Zeichengenerators 360 und des Inkrement-Oent rators 382 (Fig. 4) erzeugen
Kommandos für nach oben, unten, recht und links gerichtete
Bewegungen, Das erste, der Symmetrie-Transformation zugeordne
te Bit, das in dem Parameter- Wort in Tabelle I mit E bezeichnet
ist und Austausch (exchange) bedeutet, steuert den Achsenaustausch. Wenn E eingestellt ist, wird Rechts-Kommando,
ein Nach-oben-Kommando, ein Links-Kommando, ein Nach-unten-Kommando und umgekehrt. Das Cx-BIt gibt eine
Komplementierung des Vorzeichens von χ an. Wenn das Bit. eingestellt ist, macht es aus einen: Rechts-Kommando ein
Links-Kommando und umgekehrt. Das C -Bit gibt eine Kornplementierung
des Vorzeichens von y an und hat eine analoge Punktion wie das C -Bit. Es kann jede beliebige Kombination
eines Austausche und einer Komplementierung benutzt werden, " um jede der acht Symmetrien eines Quadrates zu erzeugen. Bei
der Transformation wird der Austausch vor der Komplementierung eines Vorzeichens durchgeführt.
Die Bedingungs- oder Kommando-Bits in dem in der Tabelle I
gezeigten Parameter-Wort geben an, ob der jeweilige augenblickliche
Parameter-Wert geändert oder gleich bleibt mit Bezug auf ein vorhergehendes Auftreten. Dies wird durch eine 1Jl" bzw.
BAD ORiGiRSAL
1 0 9817/1689
■ 'ISSIS!«!!11! I ' I!
1Ö 0"8 51 6
"Ο" angegeben. Dieses Merkmal trifft in dieser Form auf die
Blink-, I.ichtschreiber-Betätigungs-, Maßstabfaktor- und Intensitätsparameter zu. Für den Symmetrie-Transformations-Parameter
wirkt eine "l" des Bedingungs-Bit wie für die anderen
Parameter, Ein "Ou-Bedingungsbit im Symmetrie-Parameter
bedeutet jedoch, daß die angegebono Symmetrie-Einstellung
zur Bildung einer neuen Goüamt-Syiiüietrieeinstellung dom
augenblicklichen Wert hinzugefügt wird. Wenn bereits eine -190 Drehung
angegeben ist, führt eine zusätzliche 180 -Drehung zu
einer +270 -Eirtetellung« Diese Jcumulative Symmetrie-Parametereinstellung ist besonders gut für zusammengehörige grafische Unterfolgen
geeignet.
Die Mittel, mit denen die Transformation durchgeführt wird, hängen natürlich von iler speziellen Arbeitsweise der verschiedenen
benutzten Generatoren 360, 381 und 382 ab. Entsprechend
bekannten Zeichen-, Vektor- und Inkren;ent-Urzeugungsverfahren
einschließlich den in dem oben genannten Buch von Poole beschriebenen, reicht ein einzelnes Bit oder eine einfache Kombination
von Bits einer beispielsweise in einem Flipflop gespeicherten Information aus, um die Orientierung eines Vektors, Zeichens
usw, anzugeben.
BAD ORIGINAL 1 Ü 9 8-1 7/1689
S(
-■ Ί "8 O Ö b Ί Ö
Ho sieht ein Merkmal des in Fig., G gezeigten Apsführungsbeif;pielB
der Erfindung die wahlweise Umstellung oder Rückstellung dieser Flip flops entsprechend dem Symmetrie-Parametorwert
vor. Die Register 710, 720, 730 und 740 speichern die Loran aiidofü·-. Ii- C - und C -Parameterbits. Diese Re-
xy-.
gister können in der Praxis Teil des in Fig. 4 gezeigten Parameter-Registers
379 oder getrennt vorgesehen sein. Die Ausgangssignale
diueer Register werden durch einen Rotations Indikator
7G0 kombiniert, der unter Steuerung einer Folgeschaltung 7ö0 arbeitet und die erforderlichen, oben angegebenen Einetell-Rückötellsignale
auf den Leitungen 775-7 liefert. In einem «anfachen Fall ißt die Folgeschaltung 750 ein Ringzähler oder
eine ähnliche Umlauf- oder Äbtasteinrichtung, und der Rotations-Indikator
7CO eine Gruppe von drei Gattern, die nacheinander durch die Signale der Folges chaltung betätigt werden,
i
Wenn das der Symmetrie«·Transformation in einem Parameter-Wort
entsprechende und im Ilegisteu 710 gespeicherte Kommandobit eine "θ" ist, so wird die durch die Bits in den Registern
720, 730 und 740 angegebene Rotation auf dii'elcte Weise durch
den Rotations-Indikator 760 mit der Angabe einer vorher summierten,
im kumulativen Rotationsspeicher 770 gespeicherten Angabe kombiniert. Gleichzeitig mit oder nach der Erzeugung
BAD ORfGINAL 1ü 9 817/16 8 9
■■■■■■■■■■'■■&?■■■■
IbOBbIB
von Signalen durch den Rotations-Indikator 760, die eine neue
kumulative Rotation darstellen, sowie Abgabe dieser Signale auf den Leitungen 775-7, wird der kumulative Rotationsspeicher
770 durch Signale auf der Leitung 778 auf den neuesten Stand gebracht. Zweckmäßig enthält der kumulative Rotationsspeicher 770 Binär zähler, die durch Impulse auf der Leitung
778 weitergeschaltet werden können.
Daa Lichtschreiber-Betätigungsbit (.Ein-Aus) in einem Parameterwort
wird zweckmäßig so behandelt, daß es auf geeignete Weiße das in Fig. 4 gezeigte UND-Gatter 780 betätigt, das benutzt
wird, um Signale vorzubereiten, die der Akkumulator vom Lichtschreiber auf der Leitung 390 empfängt.
Ähnliche Betätigungs- oder Vorbereitungssignale werden auf direkt zu übersehende Weise aufgrund des Zustandes von Maßstabsr
und Intensitätsbits in einem Parameter-Wort erfaßt» Diese Signale bewirken in typiscber Weise eine Positionsverschiebung
von Daten innerhalb eines Vektorgenerator-Registers und führen demgemäß zu einer Ausdehnung oder Zusammenziehung
eines Vektors oder Zeichens. Alternativ und insbesondere dann, wenn Inkrement-Arbeiteweisensignale benutzt werden,
veranlassen diese Signale eine Neubewertung von Inkrement-
BAD ORIGINAL 109817/1689
Ί b Ü H b Ί 6
oder Dekrementsignalen, die an x- und y-Register angelegt
werden, um tine Ausdehnung oder Zusammenziehung zu bewirken.
Für absolute Vektoren oder Zeichen wird zweckmäßig die Zeitbasis oder die vtt-iguiig /oa Kurvenformen geändert.
Intensütäts-Bits modulieren, ^C, nach ihrer Umwandlung in
entsprechende Analogspanrmngen, in typischer Weise eine Vorspannung
in bekannten Intensitäts-iJteuersehaltungen, die der in
" Fig. 1 gezeigten Kathodenstrahlröhre 142 zugeordnet sind.
In der Gruppe von Wiedergabe-Grundbefehlen ist Vorsorge für
Wörter getroffen, die Vektorgeiierator-Parameter angeben. Das
Format für zwei Arten solcher Wörter ist in Tabelle I-anhand der
Wörter "Langer relativer Vektor" und "Kurzer relativer Vektor"
dargestellt, die jetzt erläutert werden sollen.
) Zur einfachen Bewahrung und Wiederherstellung von Zuständen
ist jedes Wiedergabewort unabhängig von allen anderen gemacht worden. Zwei-Wörter-Befehle und eine schnellere Reihenfolge
in Zweiwörter-Gruppen wurde vermieden. Demgemäß enthält
ein einziges langes Vektorwort, dessen Oornat in Tabelle I anhand
des Wortes "langer relativer Vektor" dargestellt ist, ausreichende
Informationen, um das Zeichnen einer Linie in einer Koordinatenrichtung zu voranlassen, d.h., eine horizontale oder
BAD ORIGINAL
1098 1 7/16 99 . ;: π
99
vertikale Linie zu zeichnen. Für eine; schräge Linie sind
zwei solcher Wörter erforderlich, wobei aber die Reihenfolge;
für die Komponenten keine Kollo spieli. Das trifft deswegen
zu, -weil getiennle, in Fig. 4 mit 375 und 37G bezeichnete Halteregißtc-j
für die x~ bzw. y-Koordinatenriehtung vorgesehen sind,
die VeHor-Komponenten Me ku ihrer Γ-eimtzxxng- speichern. Tatsächlich
könnte, wenn dies sinnvoll wäro, ein liu^iges Äjc-Vektorn'ort
aufti't.len, dein Parameter-, ;;-y-Zeichen- und Inkrementwöi'tor
folgen, bevor das ^y-Volrtorkomponentenwort erscheint.
Dei \roldor wird nur ausgeführt, wenn de r Vclrtorgenerator das
erforderliche- Paar von Signalen zur Komponentenangabe empfängt*
Es sind mehrere .wahlfreie zxißätzliche Befehlsmöglichkeiten
(options) heim Zeichnen von Vektoren vorgesehen. Zuerst wird
für ein langes Vektorwort nur das Vektorlcomponenten-Halteregister
bezüglich der angegebenen Komponenie aufgefüllt. Keine Linie wird gezeichnet. Zum zweiten wird das Kompon entenhalteregieter
r.ufgefüllt, und der durch den augenblicklichen Inhalt der
beiden Komponentenhalteregister angegc-l>ene Vektor wird oline
Strahlverstärkung gezeichnet. Beide Halteregister werden nach der Vektor-Ausführung" gelöscht. Drittens werden Operationen
der ersten wahlfreien zusätzlichen Befehlsmöglichkeit ausgeführt, mit Ausnahme einer Strahlverstärkung, Schließlich werden die
109817/1689 bad original
Operationen der zweiten q-ahlfreien Befehlsmöglichkeit ausgeführt,
mit Ausnahme nur einer Verstärkung des letzten Punktes ώ.Β Vektor». Diese letztgenannte wahlfreie Befehlsmögliohkcit
führ! zu einem relativen Funktmerkmal. Die zusätzlichen
wahlfreien Befehlsmöglichkeiten werden durch Steuerung der Helligkeitssteuerung für die Kathodenstrahlröhre entsprechend
2-FJt-FoIgG angegeben, die in dem in Tabelle I gezeigten langen
Vektorwort mit "Steuerung" bezeichnet ist.
Fig. 7 sseigt gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung Einrichtungen zur Steuerung der verschiedenen, oben angegebenen
walüfreien Befehlsmöglichkeiten für die Vektorausführung,
Die Stetierung 790 stellt eine Einrichtung zur Deutung von in den beiden Steuerbits eines in Tabelle I gezeigten langen relativen
Vektorwortes sowie zur Erzeugung von Signalen dar, die die verschiedenen anderen Schaltungen in Fig. 7 betätigen oder
sperren. In geeigneten Fällen kann die Steuerung 790 lediglich ein Teil des Wiedergabe-Pufferregisters 350 oder eines ähnlichen
HilfsSpeichers sein. Die von der Steuerung 790 erzeugten
Signale veranlassen ggf. die Beschickung der^x- und ^y-Register
375 und 376. Der Inhalt dieser Register steuert wiederum den Vektorgenerator 381, der die erforderlichen Ablenkspannungen
für die Kathodenstrahlröhre 142 erzeugt. Außerdem
BAD ORIGINAL 10 9 8 17/1689
J*
" löOb'b'IB
liefert die Steuerung 790 ggf. Signale, die die Intensitäts-Steuerschaltung
550 erregen, welche Intensitätssignale für die Kathodenstrahlröhre 1Ί2 bereitstellt»
Die gleichen wahlfreien zusätzlichen Befehlsmöglichkeiten, die
oben in Verbindung mit langen Vektorwörtern beschrieben worden sind, stehen für jedes kurze Vektorwort zur Verfügung,
dessen Format in Tabelle I anhand des mit "kurzer relativer Vektor" bezeichneten Wortes gezeigt ist. Da jede Vektorkomponente
durch eine gegenüber einem langen Vektorwort kleinere Zahl von Bits dargestellt ist, können beide Halteregister gleichzeitig
durch das kurze Vektorwort beschickt werden. Die wahlfreie zusätzliche Befehlsmöglichkeit "Nur Halteregister beschicken"
wird zu einer Null-Operation.
Absolute Positionswörter werden zur Einstellung des x- und y-Koordinatenregisters
des Oscilloskopes benutzt. Das Format eines typischen absoluten Positionswortes ist in der Tabelle I
gezeigt. Eine Bit-Position, in der Tabelle die Position 6, wird
benutzt, um die der Kathodenstrahlröhre 142 zugeordnete Verstärkungssteuerung zu betätigen, wenn ein Punkt darzustellen
ist. Eine andere Bitposition steuert die Einstellverzögerung, wobei eine "02 keine Verzögerung und eine "l" das Auftreten
109817/1689 ORlOlNAL INSPECTED
180HbIB
einer solchen Verzögerung angibt. Die letztgenannte Bitposition
wird zur Trennung von x- oder y-Worten oder für das zweite Wort eines (y-jx)- oder (x,y)-Paares auf 11I" eingestellt.
Inkrement-Arbeite weis en Wörter, deren typisches Format ebenfalls
in Tabelle I dargestellt ist, enthalten Zwei 7-Bit-Inkrement-Bytes.
Die Bits jedes dieser Bytes geben eine der acht Inkrement-Be-
" wegungsrichtungen an, ein weiteres einzelnes Bit bestimmt, ob
der Strahl nach einer Bewegung zu verstärken ist und die restlichen
drei Bits geben die Zahl der durchzuführenden Bewegungen (0 bis 7) in der angegebenen Richtung an. Fig. 5 zeigt eine Entsprechung,
die zwischen den Richtungs-Unterbytes mit drei Bits und tatsächlichen Ablenkungsänderungen bestehen kann. Die Zahlen
sind das dezimale Äquivalent der 3-Bit-Binär zahlen. Die
Inkrement-Arbeitsweise ist zweckmäßig bei der Erzeugung spe-
\ zieller Zeichen»
Typische Steuerarbeitsweisen-Wörter, deren Format unten
in Tabelle I gezeigt ist, sind u.a. von Nutzen bei der Angabe von Stop- und bedingten Stop-Zuständen. Wenn der Wiedergabe-Verarbeiter
beispielsweise ein Steuerwort mit einer 11I" in der
Bit-Position fünf aiitrifft, so wird der Wiedergabe-Zyklus unterbrochen
und eine Flagge gesetzt. Diese Flagge informiert den
ORIGIN*.! - I 0981 7/1689
63 . Ί b Ü '6 b Ί
Computer des Bedienungsplatzes über das Unterbrechungssyßtem«
Wenn die Bit-Position für bedingten Stop, in typischer Weise die Bit-Position 6 in einem Steuerwort, eine
"1" enthält und zusätzlich ein getrennter Flaggen-Indikator,
die Betätigung für für bestimmten Stop, eingestellt ist, so spricht das System so an, als ob eine "l" in der Stop-Bit-Position
erschienen wäre. Wenn die Betätigung für bedingten Stop ausgeschaltet ist, wird das Bit für bedingten Stop nicht beachtet.
Der bedingte Stop kann also zur Markierung von Stellen benutzt werden, an denen der Wiedergabe-Zyklus angehalten werden
soll, wenn Programmbedingungen dies verlangen. Die restlichen Bits des Steuerwortes können zur Steuerung von Unter-Wiedergabeeinrichtungen
benutzt werden, wenn diese erwünscht sind. Andere Steuerwörter dieser Art lassen sich auf die Bedürfnisse
des Benutzers durch geeignete Bezeichnung der restlichen Steuerwort-Bitpositionen zuschneiden.
Wenn das Anfangsbit eines Wiedergabewortes eine "l" ist,
so wird das Wort nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung als Wiedergabe-Fangwort gedeutet, dessen Format in
der letzten Zeile der Tabelle I dargestellt ist. Der Wiedergabe-Verarbeiter hält, wenn er ein Wiedergabe-Fangwort antrifft,
an und informiert den Computer über die Prioritäts-
1098 T 7/1689 ORIGINAL
unterbrechung, wie oben beschrieben. Das zweite, dritte und
vierte Bit des Wiedergabe-Fangwortes geben typischerweise an, welcher von 8 Sprungzeigern benutzt werden soll, um die
Steuerung auf das Programm zu richten. Man beachte, daß diese 8 Fangzeiger zusätzlich zu denen vorhanden sind, die
Eingangsgeräten oder in einigen Fällen Eingangsdaten vom zentralen Computer 101 zugeordnet sind.
Einige dieser Programme führen dann den allgemein benutzten Sprung auf Steueroperationen auf folgende Arten aus. Direkte
Sprünge lassen sich erreichen, in dem das Wiedergabe-Adressenregister
mit den restlichen Bits des Wiedergabe-Fangwortes oder dem Inhalt einer Stelle im Kernspeicher beschickt und dann der
Wiedergabe-Zyklus erneut gestartet wird. Unterfolgen-Sprünge können durchgeführt werden, in dem der Inhalt des Wiedergabe-Adressenregisters
in einer Unterfolgen-Eingabe (pushdown)-Liste aufgezeichnet, die Unterfolgen-Adresse in das Wiedergabe-
Adressenregister eingegeben und der Zyklus erneut gestartet wird. Die Unterfolgen-Adresse ist in tylischer Weise in den
restlichen Bits des Wiedergabe-Fangwortes enthalten oder alternativ an einer bestimmten Stelle im Speicher 132 gespeichert.
ORIGINAL INSPECTED 109817/1689
'18UBb 16 Beliebig viele Oscilloskop-Zustandsinformationen können vom
Zustandsregister 370 zum Speicher 132 übertragen werden, bevor
der Zyklus erneut gestartet wird. Unterfolgen-Rückkehrvorgänge werden dann durchgeführt, in dem willkürlich viele
Zustandsinformationen wieder hergestellt, die erste Eintragung der Unterfolgen-Eingabeliste in das Wiedergabe-Adressenregister
eingegeben werden und dann der Zyklus erneut gestartet wird. Änderungen dieser Fang-Bearbeitungsfolge sund natürlich
mit Hilfe von Programmänderungen möglich, die durch die Zeigerabschnitte der Wiedergabe-Fangwörter angegeben werden.
Neben Adressenmanipulationen können andere Wiedergabe-Fangprogramme
für eine Funktionserzeugung im Betrieb unter Verwendung des Akkumulator-Weges zum Wiedergabe-Verarbeiter
vorgesehen werden. Dieses Verfahren ist bereits früher erläutert worden. Wenn also beispielsweise unter Verwendung des Zeichengeneratore 360 eüne Folge von Zeichen dargestellt und ein
Zeichen verlangt wird, das sich nicht im Vorrat dieses Generators befindet, kann ein Wiedergabe-Fangwort benutzt werden,
das auf ein spezielles Zeichenerzeugungeprogramm im Speicher 132 hinweist; welches dann das geforderte Zeichen STchritt für
Schritt erzeugt.
10 9 8 17/1689
<ί 1808b 16
Es lassen sich noch weitere Programme zur Durchführung von Datenstruktur-Manipulationen bei jedem Umlauf einew Wiedergabe-Regenerier
zyklus benutzen. Beispiele für diese Programmart sind ein "Bewegungs"-Programm, das ein Objekt auf der
Kathodenstrahlröhre veranlaßt, dem Lichtschreiber zu folgen, und ein "Gummiband"-Zeichenprogramm.
ψ Die durch die Wiedergabe-Fangwörter bereitgestellte Möglichkeit,
Bedienungsplatz-Computerprogramme in Wiedergabematerial einzustreuen, stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung
dar, durch das eine Struktur direkt wiedergegeben und eine Eingabeliste der Struktur-Rangordnung aufgezeichnet
werden kann.
Die Steuerausrüstung für jede der BfefehlsMassen ist zweckmäßig
ι als getrennter Modul aufgebaut, um eine leichtere Wartung zu ermöglichen·
Außerdem ist es dadurch leichter, das System auf tfem neuesten Stand zu halten, wenn eine verbesserte Vektoroder
Zeichenerzeugung verfügbar wird»
ORIGINAL JNSI5IGTED
109817/-1689
VC
Τ ι bubble
Bei einem typischen Zwiegespräch wird der Benutzer eines grafischen Bedienungsplatzes häufig Bildetücke sich über den
Schirm der Kathodenstrahlröhre bewegen lassen. Diese Stücke können vollständig auf dem Schirm bleiben. Ggf. sollen jedoch
Teile eines Bildstückes oder das gesamte Stück glatt aus der Blickfläche austreten und in sie eintreten. Gelegentlich geben
die grafischen Daten die Beleuchtung eines Bildstückes an, das zu groß# ist, um vollständig innerhalb der Grenzen der Kathodenstrahlröhre
enthalten zu sein. In anderen Fällen verlangen die Daten, daß ein Bildteil teilweise auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre
und teilweise außerhalb seiner Grenzen fällt. In wieder anderen Fällen geben die Daten Punkte an, die / /
alle außerhalb der Grenzen der Kathodenstrahlröhre liegen. Diese Möglichkeiten bestehen, weil die Beschreibung eines sehr
groflen (theoretisch unbegrenzten) Bildes im Speicher 132 des
Bedienungeplatzes gespeichert werden kann, d.h., die Zahl der zur Angabe eines Wiedergabepunktes benutzten Ziffern let wesentlich
größer gewählt als die Zahl von Ziffern, die zur Angabe einer Position auf dem Schirm erforderlich ist. Dem Benutzer wird
jeweils also ein "Fenster" dieser größeren Fläche dargeboten, die durch die Gesamtheit von Ziffern bestimmt ist.
10 9 817/1689 ORIGINAL INSPECTED
Der Benutzer kann den Wunsch haben« die tatsächliche Blickfläche glatt oded weich Ober die größere mögliche Blickfläche
zu bewegen* lh solchen Fällen werden häufig Bildetücke vorhanden eein, die nur teilweise auf der Kathodenstrahlröhre gezeigt
werden sollten* Dte Bewegung individueller Bildstücke Über den
Schirm und die Bewegung eines Blickfenstere Über eine große
Problemfläche können also beide Anlaß zu Verletzungen der Ränder der Kathodenstrahlröhre geben.
Typische Fälle, bei denen diese Eandverletzungen auftreten, sind
in Fig. 8 dargestellt* Dort ist ein Teil der großen möglichen Blickfläche 850 mit einer Gruppe überlagerter rechtwinkliger
Koordinaten gezeigt, die als +x-, ■-x-, +y- und -y-Acheen bezeichnet
sind. Dargestellt 1st außerdem "ursprungebezogenee"
Blickfenster, das von der +x- und +y-Achse und den Oer&den
χ » X und y * Y begrenzt wird* Dieses ursprungebezogene
Fenster ist das tatsächliche Bllckfenster, wenn die zu betrachtende
Information durch x- und y-Positions-Codierungen angegeben
wird, die Werten im Bereich () <x <X und 0^y<YA
—■—χ ο ,o.
entsprechen. Diese Anordnung bedeutet, daß die untere linke
(bezüge) Ecke des Blickfensters in den absoluten Ursprung der
großen Blickfläche 850 fällt.
1 0 9 8 17/1689
Typischerweise werden die Punkte auf der tatsächlichen Blickfläche der Kathodenstrahlröhre 142 auf einem 1024x1024-Punktgitter angegeben. Bei diesem typischen Beispiel sind also 2
mögliche x-Koordinatenpositionen und eine gleiche Zahl von y-Koordinatenpositionen möglich» In einem Binärsystem reichen
daher 10 Ziffern zur Angabe der x- oder y- Koordinate jedes Punktes
auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 142 aus· Zusätzliche
Ziffern höherer Ziffernstelle einer x- oder y- Koordinate geben Punkte an, die auf der Kathodenstrahlröhre 142 nur sichtbar
sind, wenn das Fenster in eine vom Ursprung χ * 0, y s 0
entferntere Lage gebracht wird«
Zur weiteren Erläuterung sei das typische Wiedergabestück betrachtet, das in Fig« 8 durch ein Dreieck innerhalb des oben
angegebenen (ursprungsbezogenen) Fensters liegt· Hier befindet sich der Bezugsknoten für das Fenster im Ursprung.
Dieses Dreieck läßt sich erzeugen, In demqi eine Folge von
x- und y-Koordinaten* ignalen an die x- und y-Register 377 und
378 gegeben wird, die dann durch Digital-Analogwandler und
Ablenkschaltungen entsprechend einem der bekannten Verfahren verarbeitet werden· Diese Koordinaten-Information liflt »ich
indirekt unter Verwendung des Vektor* Generate rs 381 erzeugen,
dem nur Endpunkt-Informationen «ugef&hrt werden müssen·
109817/1689
Inkrement-Informationen befinden eich in den oben beschriebenen Vektorwörtern,
Alternativ können in geeigneten Fällen Anfangspunkt-, Eichtungs-
und Längeninformationen geliefert werden· Andere mehr kompliziertere Wiedergabestücke lassen sich ebenfalls durch
solche Punkt-für-Punkt-Informationen oder durch funktions-'
erzeugende Argumente und zugeordnete Funktionsgeneratoren
(einschließlich Vektorgeneratoren) oder dir ch eine Kombination
dieser Verfahren angeben.
Das in dem ursprungsbezogenen Fenster gezeigte Dreieck weist
einen unteren linken Scheitel in der Koordinatenposition (X1, Y-)
auf· Als Beispiel kann dieser Scheitel durch X. β Y1 *
001010101010 angegeben werden. Es !»ssen sich leicht auch
identische Dreiecke angeben, deren untere linke Scheitel die Positionen (X^ = 011010101010, Y1 = 001010101010) oder
(Χ'χ» = 101010101010, Y1 » 001010101010) liegen, und die
(gestrichelt) ebenfalls in Fig. 8 gezeigt find«, Diese letztgenannten
Dreiecke können betrachtet werden, in dem das Blickfenster so bewegt wird, daß es die Punkte (X*. Y) oder
(X'' , Y) und die übrigen Punkte der Jeweilige» Dreiecke
enthält. Alternativ könnwn die die Dreieck· darstellenden
10 9817/1689
Punkte einschließlich (X^, Y1) und (X1^, Υχ) in das ursprungsbezogene Fenster "bewegt" werden, typiecherweise
zum Punkt (X1, Yj.
Wenn das Dreieck, dessen unterer linker Scheitel bei
(X., Y.) oder irgendwo andere auf der Flache 850 liegt, in
eine Position bewegt wird, wo dieser Scheitel bei (X,, Y.) Hegt, wie in Fig. 8 gezeigt, wird nur der innerhalb des Blickfensters liegende Teil des Dreiecks wiedergegeben. Hierbei
wurde wiederum angenommen, daß der Bezugsknoten des Blickfensters im Ureprung der Flftche 850 Hegt« Entsprechende
Ergebnisse erhalt man, wenn das Fenster sich an einer anderen
Stelle befindet.
Für einen Bedienungeplatz, insbesondere einen Satellitenbedienungsplatz, 1st es wichtig, daß solche Randverletzungen leicht
und wirkungsvoll behandelt werden können. Selbstverständlich ist eine getrennte Wiedergabe-Liste und ein Abschneide(cropping)·
Programm (und der dafür erforderliche Speicher) sowie die Verarbeitung der gesamten Datengrundlage für jede kleine Bewegung unerwünscht» Stattdessen sollten Randverletzungen
dynamisch bei ihrem Auftreten behandelt werden.
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Die dynamische Behandlung von physikalischen Randverletzungen wird allgemein "Beschneiden" ("scissoring") genannt»
Der übliche Versuch asur Erzielung einer Beschneidung besteht
darin« ,Bildteile durch inkrementel angegebene Linien, Punkte
und Zeichen darzustellen. Wenn dann diese inkrementellen Bewegungßkommandoe bewirken« daß eine Begrenzung des
Oscilloskops gekreuzt wird, so wird der Kathodenstrahl so lange
ausgetastet, bis die Grenze in der entgegengesetzten Richtung " überschritten wird; dann ist das Bild wieder aaf dem Schirm·
In bekannter Weise wurde ein zusätzliches Bit oder zusätzliche
Bits in den x- und y-Koordinatenregister zur Anzeige von Randverletzungen benutzt· Bei bekannten Strichvektor-Oscüloskopen wird ein gesamter Vektor nicht verstärkt (hell getastet)«
wenn einer seiner Endpunkte außerhalb des Schirmes- liegt»
Dabei muß, um ein zackiges Aussehen an den Rändern zu ver-) meiden, die Vektorlänge kleingehalten werden. Bei Punktge-
nerator-Oecüloskopen findet eine Aufhellung erst statt, wenn
alle zusätzlichen Bits in beiden Koordinaten-Registern Null sind» Bei Punkt-Oscilloskopen können Vektoren an zwischen
den Enden gelegenen Punkten aus dem Schirm herausgehen oder auf denselben kommen.
109 8 17/1689
Bei dem früher benutzten Verfahren mit zusätzlichen Bits läuft ein Bild herum (d. h, geht von dem verletzten Rand der
Blickfläche zum entgegengesetzten Rand« wenn die Verletzung auftritt)« wenn nur die Bits der niedrigsten Stellenzahl
der Koordinatenregister betrachtet werden· Die Wiedergabe wird dann normalerw eise aufgehellt oder unter Steuerung
der zusätzlichen Bits vollständig ausgetastet« Ein Überfließen oder "unterfließen" der zusätzlichen Bits erzeugt Computer-Unterbrechung.
Dann werden zur Behandlung dieser speziellen Austastfälle Programme benutzt.
Das erfindungggemäß benutzte Verfahren zur Randbehandlung unterscheider sich in mehrfacher Hinsicht von den beschriebenen
Verfahren* Anstelle einer Benutzung zusätzlicher Bits in den Koordinaten-Registern bestimmt ein programmeinstellbarer
Einzelbit-Indikator ob die Wiedergabe auszutasten ist oder eine normale Strahlauftastung stattfinden soll. D, h«, es muß nur
eine einzige Bauteil-Flagge benutzt werden, statt daß eine
große Zahl von Registern hoher Bit-Stellenzahl und zugehörige Ausrüstungen aufgefüllt, gelöscht und bezüglich ihres Inhalte
gedeutet werden muß. Der örtliche Computer 130 wird immer
dann informiert, wenn ein Rand verletzt wird, und bestimmt den Zustand dieses Überdeck-Indikators, bevor die Wiedergabe
wieder aufgenommen wird·
109817/16 8 9
Ein weiterer Vorteil dee Randverletzungsverfahrene nach
der Erfindung besteht darin, daß die Größe der möglichen Blickfläche 850 in Fig. 8 nicht durch die Größe der Koordinaten-Register beschränkt ist. Durch entsprechende Pro»
grammierungeverfahren kann jede Anzahl von Ziffern zur Angabe
des Ortes eines Bildstückes benutzt werden. Die to der Tabelle I gezeigten Wort«Formate stellen lediglich Beispiele
dar.
Die früher verwendeten Verfahren zur Behandlung v©n Rand-Verletzungen
erforderten eine spezielle Programaaienmg« mn
die speziellen Fälle eines Überflusses oder "Unterflueeee" der
zusätzlichen Bit-Positionen zu behandeln. Die erfindmugegemäß
benutzte Art der Programmierung führt zu einer beständigem« symmetrischen Lösung des Problems.
Vor Beginn einer ing einzelne gehenden Erläuterung dervRandverletzungs
verfahr en und -einrichtungen soll kurss die normale Arbeitsweise der Wiedergabeeinrichtungen selbat noch ©inmal
betrachtet werden. In Fig« θ ist eine Kathodenstrahlröhre 142 gezeigt, deren Ablenkung praktisch sofort durch daß Ablenkjoch
501 gesteuert wird. Da entsprechend einem Auifünrmigsbeitpiel
der Erfindung grafische Informationen Punkt für Punkt
109817/1689
aufgezeichnet werden, wird jeder Punkt in typischer Weise individuell durch Daten angegeben« die im x-Register 377 und
y-Register 378 für die x- bzw« y-Koordinate enthalten sind*
Die in djesen Registern befindlichen Signale werden durch
die Digital-Analogwandler 510 und 520 in entsprechende Analog·
signale umgewandelt· Diese Analogsignale werden nachfolgend durch den horizontal« Ablenkverstärker 530 und den Vertikal*
Ablenkverstärker 540 verstärkt und lenken den Elektronenstrahl in der Elektronenstrahlröhre in horizontaler bzw. vertikaler
Richtung ab. Der Strahlstrom wird durch die Intensitätssteuerschaltung 550 gesteuert, die wiederum auf geeignete
Bits anspricht, die entsprechend der obigen Erläuterung im Parameterregister 379 und an anderer Stelle gespeichert sind.
Eine zusätzliche Intensitätssteuerung ist erfindungsgemäß aufgrund von Signalen auf der Leitung 560 vorgesehen. Diese
Signale sollen im folgenden noch genauer beschrieben werden.
Fig. 10 zeigt eine vereinfachte Verwirklichung des Randverletzungssystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dort sind ein Wiedergabe-Pufferregister 350 und ein Fensterbezugeregister 605 gezeigt. Das letztgenannte Register speichert Informationen bezüglich des gewünschten Ortes des Blickfensters, der zweckmäßig der Ort der unteren linken Ecke des
10 9 8 17/1689
1 §0851*6
Blickfensters auf der in Fig. 8 gezeigten Blickfllche 850 sein
kann. Andere Bezugspunkte, beispieleweise die Mitte des gewünschten Fensters oder jeder andere Punkt des Fensters, .
können ebensogut zur ortsbestimmung des Blickfensters
dienen.
Es sei erwähnt, daß zwar hier die Bewegung eines Fensters über
^ eine große Wiedeegabeflache erläutert wird, jedoch auch die
umgekehrte Operation zutreffend ist. Betrachtet man beispielsweise als im Ursprung festliegend, so können alle grafischen Daten auf der gesamten möglichen Blickfläche, d. h.
diese mögliche Blickflüche selbst, zu Anfang oder nachfolgend durch Einfügung eines zusätzlichen Verlagerunge-Zweiges in
die Datenstruktur bewegt werden. Da die Möglichkeit besteht, diese Umsetzung für alle (stückweise gezeichnete) Bildteile wiederdazugeben, so wird die gesamte mögliche Blickfläche mit Bezug
auf das ursprungsbezogene Fenster bewegt«
Wenn keine Randverletzungen auftreten, bildet der Subtraktor 620 in Fig. 10 die Differenzsignale, die den Abstand des augenblicklich angegebenen Punktee vom Bezugspunkt darstellen.
Diese Signale werden dann an das x- und y-Register 377 bzw« 378 angelegt und geben dort die Stelle des beleuchteten Punktes
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auf der Kaihodenstrahlröhre 142 an. Wenn das Fenster ein
fcrsprungsbezogenes Fenster in dem oben beschriebenen Sinn
ist oder um ein ganzzahliges Vielfache· des vollen Fenetermaßes
von einem ursprungsbezogenen Fenster verlagert wurde, werden die Register 377 und 378 durch Übertragen der erforderlichen
Anzahl niedrigststelliger Ziffern aus dem Register 354 geladen. Bei Auftreten einer Randverletzung weicht die Folge
von Operationen etwas ab. Zur Beschreibung sei angenommen, daß das gewünschte Blickfenster mit seiner unteren linken Ecke
im Ursprung der Fläche 850 liegt, d.h., ein ursprungsbezogenes
Fenster ist. Das Register 605 enthalt daher Signale« die eine
Alles-Null-Anzeige darstellen« Für die folgende Beschreibung
kann es zweckmäßig sein, auf die verfügbare Blickfläche 850 in
Fig« 8 und die verschiedenen, ihr überlagerten Koordinaten Bezug
zu nehmen. Das in Fig, 8 gezeigte Gitter stellt eine Vielzahl
von Blickfensterndar, die durch Verlagerung eines ursprungsbezogenen Fensters um ganzz&hlige Vielfache der Wiedergabefläche
der Kathodenstrahlröhre 142 entstanden sind. Zur Erläuterung sei angenommen, daß die Kathodenstrahlröhre
eine Wiedergabefläche mit 1024x1024 Punkten darstellt. Das x- und y-Register 377 und 378 müssen daher nur sehn binäre
Ziffern speichern. Für die Erläuterung sei angenommen, daß
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das Puiferregister 3 50 nur zwölf Ziffern hat,^ öbwönl «öii
solche Beschränkung für die Erfindung nicht wesentlich ist. '
■-j.
Wenn zwei identische, den x- und y-Koordinaten entsprechende"
Wiedergabeworte 001010101010 nacheinander in das lE^ifferregiater
350 eingegeben werden, wird ein Punkt wiedergegeben, der in Fig. 8 mit X., Y1 bezeichnet ist. Hier werden diö f
niedrigstelligen zehn Ziffern jedes Wortes direkt ssain entsprechenden x- und y-Register übertragen. Beide Wörter können
gleichzeitig geladen und übertragen werden, wenn dies die Kapazität des Registers 350 gestattet.
Wenn das Wort mit Bezug auf ai® x-Koordinate eines Wiedergabepunktes
den Wert 011010101010 annimmt (wobei das y-Kbordinatenwort
den W@rt 001010101010 behält), tritt das Randverk
letzungssystem in Tätigkeit. Das x- undy-Registe© 37^ bzw.
378 werden wie vorher geladen. Außerdem wird ein Signal über
die Leitung 604 sum Links-Rechtsregister 640 gegeben, wodurch
eine Verletzung erster Ordnung in horizontaler (x) Eicl'luiig
angezeigt wird. Das I$/j£/ Register 004 kann sweekmlSig eis
reversibler BinärstMer, ein Ringzähler oder ein© ähnliche
Einrichtung sein« die das Auftreten von Randverleisungen aufaummiert.
Das Register 640 ist zweckmäßig so angeordnet.
817/168^
daS es sich im Alles-Null-Zustand befindet, wenn keine Rand-Verletzungen festgestellt worden sind. Die Angabe der dem
Punkt X' Y1 in Fig. 8 entsprechenden χ-Koordinate 011010101010
bewirkt dann, dafi der Zahlwert des Register 640 um eins weitergeschaltet wird. Das Vorhandensein eines oder mehrerer
von Null abweichender Bits im Register 640 führt zur Einstellung der Überdeckungesteuerung 650. Diese enthält in typischerweise eine Einrichtung mit zwei Zuständen« beispielsweise ein
Flipflop.
Das ODER-Gatter 601 ermöglicht das gleiche Ergebnis, wenn eine Äquivalente Bedingung im Register 610 besteht, die einer
vertikalen Randverletzung entspricht, d. h., einem übergroßen y-Köordinatenwort.
Wenn die abgegebene x-Koordinate 101010101010 entsprechend
dem Punkt (Xi1, Y1) in Fig. 8 gewesen wäre, wurde eine Links-Rechts-Randverletzung zweiter Ordnung angezeigt worden sein,
und das Register 640 wäre um zwei weitergeschaltet worden, Beide bis hierher beschriebenen x-Koordinatenverletzungen
haben in positiver Koordinatenrichtung stattgefunden. Wenn ein Punkt entsprechend (X„, YJ in Fig. 8 angegeben worden wäre,
so würde der Inhalt des Registers 640 um eins zurückgeschaltet
109817/1689
ίθ - 1808518
worden sein. Entsprechend bewirken linke Randverletzungen
höherer Ordnung ein Zurückschalten höherer Ordnung für den Inhalt des Registers 640.
Jede von Null abweichende Anzeige in einem der Register 630
oder 640 gibt eine Randverletzung an und führt zur Einstellung der Überdeckungssteuerung 050, Immer dann, wenn «ich beide
Register 630 und 640 im Allee-Null-Zustand befinde», liefert
das UND-Gatter 602 ein Signal, das die jDberdeckungieteuerung
€50 zurückstellt. Im zurückgestellten Zustand hat die Steuerung
650 keinen Einfluß auf die Wiedergabe des durch dux· und y-Reglster
377 bzw. 378 angegebenen Punktes. Wenn die Überdeckungssteuerung
650 jedoch eingestellt ist, wird die Intensltätssteuerschaltung
550 in Fig. 9 gesperrt. Der Schirm wird
dann während des augenblicklichen Wiedergabeintervallß nicht
aufgehellt.
)
)
Die Vorteile dieses Verfahrens zur Intensitätssign&l-Sperrtüig
lassen sich erkennen, wenn man sich daran erinnert, daß die
Wiedergabe nach der Erfindung nach einer Inkremeiit-Arbeitsweise
betrieben werden kann. Aufeinanderfolgende Punkte werden
dabei durch inkrementell© Ausdehnung vorhergehender Punkte
angegeben. Wenn beispielsweise die x-Koordinate des Punktee
1 0981 7/1689
18 O 8 51Ö
% %
9 «I« Wimmnnß ftfefe**» «i?»f und
|2C|, Y1) de* nlchete Punkt ff|n «#$f wH fcei der Inkrement-Art>git8weiee par ein x-]nkremen$ vpn 0111000000000
werden. Ein weiteres identiiehee Inkrement dient
4fr ^#Wes letztgenannten Inkrcmente zeigt natürlich eine
Randverletzung »n, die bewirkt, daß das Register 040
aus einem &nj?*npniinenen AUee-NuE-Anfsrngszuitand um Einheitßwerte weiterechaltet. Die Überdeekungeeteuerung 650
&,8o Kf hrend 4«r φρ Föpktf» $%\, H^) w«i (X!1, Yj) entsprechenden WiedergabelnieaTralle eingestellt sein. Wenn dann
ein nejfliytf, durch 1OÖOÜÖO00DOO angezeigte« x-Intorement
(naif entepre^hender Anzeige eines negativen Vorzeichen») angegeben ^rir4 wi?4 «Iff %ti£3miw% de» Rtgiitea?» «940 um »w«Jt sm-
r^||ff«IWllMr *Brt «Si ^R«^ i^«PM Wl?d witd«?«B? bei (X^ Y^)
frecheinen.
der oben be«chriebentn Zthlverfahren werden
R^ndverletzungen aufgrund auieinanderfolgender großer hütrt-Soiiwier4fktit«e in den Ilt|iet»rn 840 und ISf aui*
tung. Auch wenn ein j»f ebene« JnkP«na#nt i tlb«i nicht gro t
1808518
let, um einen Abstand darzustellen, der einer oder mehreren
Fensterbreiten entspricht, kann es nach Addition zu der Koordinate des vorhergehenden Punktes eine Position außerhalb
der Grenze des augenblicklichen Fensters vorschreiben. Diese
s cheinbare Schwierigkeit läßt sich leicht unter Verwendung von
IGombtoationsnetiswerken vermeiden, die in Fig. 10 mit XSUN
und YSUJI 612 bezeichnet sind. **:.
Wenn beispielsweise der dem vorhergehenden Punkt entsprechende Inhalt des x-Registers 377 als 1010101010 angenommen
und das x-Inkrement für den augenblicklichen Punkt durch ■ -"
1000000000 angegeben wird, bildet das XSUM-Netzwerk βΐΐ ί
die Summe dieser Werte· Diese Summe fahrt zu Signalen, die
das Register 640 weiterschalten und die richtige Poeitionsinformation
in das Register 377 eingeben. Entsprechende Operationen
werden durch das YSUM-Netzwerk 612 durchgeführt, wenn ein
y-Inkrement nach: Addition zm dem, vorhergehenden Inhalt des
y- Registers 37$ eine Randverletzung to ^»Richtung anzeigt« M:
geeigneten Fällen können das XSUM-Netzwerk SIl und das
YSUM-Netzwerk 612 feil de» Inkrementgenerators sein. Da
wlhrend der Einstellung der Überdeckungssteuerung 650 Wiedergab
·ζ e it vtr^ejadÄfe wfede* erweii* mt »feit
1808518
op erationen zu beschleunigen. Das ist deswegen möglich, weil die zur Wiedergabe eines aufgehellten Punktes erforderliche
Zeit nicht benötigt wird, wenn die Intensitätssteuerung gesperrt ist. Beim Rückstellen der Überdeckungssteuerung
650 wird jedoch die normale Geschwindigkeit wieder eingeführt. Dieses Merkmal einer Geschwindigkeitsänderung ist in Fig·
anhand des Wiedergabe-Taktgebers 613 dargestellt, der auf Signale der Überdeckungssteuerung anspricht.
In der folgenden Tabelle II ist eine alternative Form für eine Randverletzungseteuerung nach der Erfindung dargestellt· Die
Tabelle II ist ein Flußdiagramm, dessen beschriftete Blöcke Verfahrensechritten des Algorithmus entsprechen, die dem
Operationsvefahren für Datensignale zur Erzielung der gewünschten Dunkel- und Helltastung zugeordnet sind. Die Entsprechung
zwischen einigen der in der Tabelle II gezeigten Schritte und einigen der in Verbindung mit Fig. 10 im vorhergehenden
beschriebenen Bauteil-Operationen dürften für den Fachmann klar sein.
109817/1689
if
lieseu
X-U/oH-
Subii-cilnet-eM
Bezug
Laden X
Überfluß
Uuietflua-
Addieteu wtn
K-MSB-
fe
lsi X-MiB-ReqhktNulü
nein
nein
Ubetqekeua.UberdecHa uq.Wiederauftt.
FiqufeMffzeuqauq m.
requeti?
i/ y-Miß-Reqister Null*
nein.
RHd(SkHeH. ÜberdecKurtq .Wicdefaujn.
flqweuet-zeuquuq tu.
koket Ffequem
1098
89. ORIGINAL SNSPICTED
■ι1' !'!"!ιϋ'ϋΐ;»«!!1::""!!1-:1111- i* ,Γ : ■<' F
1808518
Der erste Schritt fordert, daß ein x-Wort yus dem Speicher
gelesen wird. Wie vorher soll ein 12-Bit-Wort angenommen werden, obwohl jede beliebige Zahl von Bits benutzt werden
kann. Beim Schritt wird eine dem augenblicklichen Fenster
entsprechende Bezugsposition mit Hilfe üblicher Programm-Mittel von dem gelesenen x-Wort subtrahiert. Die Bezugsposition
wird getrennt durch Einleitungssignale zur Verfügung gestellt, die vom Benutzer oder unter Programmsteuerung geliefert
werden. Das Differenzsignal wird dann in das x-Register geladen. Da das x-Register so gewählt worden ist, daß es für
das vorliegende Beispiel nur 10 Bits lang ist, treten Fälle auf, bei denen ein Überfluß oder Unterfluß vorhanden sein wird.
D.h., die gelesenen Differenzsignale werden in einigen Fällen eine negative oder eine zugroße positive Zahl darstellen. Diese
Bedingungen sind im Schritt 4 dargestellt.
Wenn ein Überfluß oder Unterfluß festgestellt wird, muß ein die angetroffenen Randverletzungen darstellender ZXhlwert entsprechend
weiter- oder zurückgeschaltet werden. Dieser Zählwert wird zweckmäßig als Inhalt dee MSB-(most significant
bit) » (Bit der höchsten Stellenzahl)- Programmier(eoftware|-
Registers gespeichert. Diese Änderung wird unter Verwendung von Standard-Programmierverfahren durchgeführt, die dem
benutzten örtlichen Computer zugeordnet lind.
1Ö9817/16U9 BAD original
180851B
Nach der Änderung im Schritt 5 (falls erforderlich) wird der
Inhalt des MSB-Registers im Schritt 6 auf einen Alles-NuIl-Zustand
geprüft. Ein Nichtnull-Zustand bewirkt die Einschaltung des Überdeckungs-Indikators und veranlaßt, daß nachfolgende
Operationen mit höherer Geschwindigkeit fortschreiten, die dann möglich ist, wenn keine Verstärkung (Helltastung) erforderlich
ist.
Im Schritt 8 wird unter der Annahme, daß ein Alles-NuIl-Zustand
im Schritt 6 festgestellt worden ist, der Inhalt des
y-MSB-Registers (entsprechend dem Überfluß/ Unterfiuß
für die y-Koordinate) auf ähnliche Weise bezüglich des
Alles-Null-Zustandes überprüft. Wenn für beide MSB-Register
Alles-Null festgestellt worden ist, wird die Überdeckung·-
steuerung zurückgestellt und die normale Helltaetung findet
mit der normalen Frequenz statt.
Fig. 4 zeigt, daß die Steuerlogik 303 über die arithmetische Einheit
304 mit dem Speicher 132 in Wechselwirkung steht. Diese Wechselwirkung unter Einschluß gespeicherter Programme im
Speicher 132 kann unter Führung von AusfÜhrungssystem-Ver-
fahren gruppiert werden. Diese Kombination von Ausrüstungen
(hardware) und Programmen führt die erforderliche Steuerung der verschiedenen wichtigen Aufzeichnungs- (bookkeeping)
Funktionen durch, die für eine wirksame Manipulation grafischer Datensignale nötig sind. Diese Verfahren betreffen wenigstens die folgenden getrennten Vorgänge:
Unterbrechungsbehandlung, Datenübertragen, Speicherorganisation und Wiedergabeorganisation. Jeder dieser
Vorgänge beinhaltet getrennte Operationen für die grafischen Datensignale und Programmsignale und soll getrennt
besprochen werden.
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#8
Wie bereits erwähnt, werden "Vv ieder gabeinf ormatiorien sowie Eingangs-
und Ausgangsdaten auf der Grundlage einer Unterbrechung bearbeitet. Nach einem Verfahren zur Erzielung erfolgreicher,, unterbrechungsbezogener
Operationen bewirken alle Unterbrechungszuetände (beispielsweise eine Dateneingabe von einem Lichtschreiber, eine CRT-Eandverletzung
oder ein Kommando mit eingestelltem Unterbrechungsbit)
ein Aufhören der normalen Wiedergabe-Arbeitsweise. Gleichzeitig
w erfolgt ein Sprung von dem abgetasteten Punkt einer Gruppe von graphischen
Daten auf eine bestimmte Unterfolge, die dieser Art von Unterbrechungssignal zugeordnet ist. Die spezielle Zuordnung einer Unter folge
zu einem bestimmten Unterbrechungssignal lässt eich mit Hilfe
bekannter Programmier verfahr en abändern, wenn das Ansprechen auf
dieses Signal entsprechend veränderten Umständen im Wiedergabe-Bedienungsplatz
verändert werden soll. Wenn beispielsweise eine Lichtschreiber-Eingabe
ab gefühlt wird, hört die normale Wiedergabe -Zirkulation kurzzeitig auf, während der örtliche Komputer 130 die Eingangssignale
oder durch diese angegebene Befehle deutet. Dazu gehören in typischer Weise Operationen, die Steuerpro gramme veranlassen, ein
bestimmtes Objekt, das gerade wiedergegeben wird, durch Änderung der im Speicher 132 gespeicherten Daten zu bewegen. Es sei daran
erinnert, dass eine Bewegungsoperation eine einfache Zweigblock-Änderung nötig machen kann. Wenn diese Änderung durchgeführt ist.
109817/1689
wird die Steuerung wieder auf die normale Wiedergabe-Arbeitsweise
zurückgegeben, wobei sich die wiedergegebenen Daten nun in der neu
angegebenen Position befinden.
Die in Fig. 4 gezeigte automatische Prioritätsunterbrechung 380 stellt
ein Mittel dar, um die Quelle eines bestimmten Unterbrechungseignais zu identifizieren. Entsprechend bekannten Verfahren nimmt die automatische Prioritätsunter brechung 380 ein Signal vom Wiedergabe-Verarbeiter 140 oder von individuellen Eingabegeräten auf und setzt
in typischer Weise eine Flagge in Form eines Flipflops oder einer ähnlichen Einrichtung, die der jeweiligen Quelle des Unterbrechung« signals entspricht. Die Steuer logik 303 fragt dann die Folge von Flaggen
ab und identifiziert diejenige, die eingestellt worden ist.
Eine äquivalente Operation lässt sich im örtlichen Komputer 130 erreichen ohne auf eine Bauteil-Verwirklichung der Prioritätsunterbrechung zurückzugreifen. Wenn ein Unterbrechungssignal irgendeiner
Form durch die Steuer logik 303 festgestellt wird* kann ein Sprung auf
eine Liste von Befehlen erfolgen, die eine Gruppe von Flaggen prüfen,
um die Ursache der Unterbrechung festzustellen.
Mehrere Programmbefehle der Liste werden üblicherweise tür Prüfung jeder Flagg· benutzt. Der erste Befefal jeder Gruppe prüft typischer-
108817/1680
weise eine rückstellbare Flagge, die auf das Eingangssignal anspricht.
Die Steuerlogik 303 bewirkt In Verbindung aalt der Kippsteaereinheit
S65 die wiederholte Ausführung dieses ersten Befehls jeder Befehls-"
gruppe, um festzustellen, ob die entsprechende Flagge eingestellt
worden ist. Wenn für einen gegebenen erstes Befehl eines* Gruppe die
Ansteige "keine Flagge" erscheint, erfolgt als Sprang auf «lea ersten
Befehl einer anderen Gruppe new.« bis.©tea Flagg© festgestellt ist.
Der erst© Befehl ist also ein Sprungbefeiil für aieM ¥©rliaadeae Flagge
(transfer on no fl&g/feype), Wenn @iae Flagge festgestellt wird, wird
die. Steuerung an die Steuer logik SÖ3 zurüekge,gebea« di® daan so fortschreitet
wie aufgrund einsa Sigaale von dear aetoisiatisdiiea Frioritäts»
unterbrechung 380.
Die ÜtoertragungwerfoindüBg zwischen de® ©raid»© Komputer 130 end
dem- ssentralen Komputer 101 liegt tjpisskerweise la Form einer
) Sprachfreqttenz-Ferasprechleitesig vqt, Modems an»1 Waasetaang der
¥om Komputer abgeleiteten Isformatioaea iB-«t äea Kanal aagepaiste
Signale sind typischerweise Dateneinheit®§& ffer Slasee 2SIB DATA-PHONE.
Bei V@rweodttag dieser Geräte findet dio MaehxlcÜitQnöbertragung
über den Datenkanal mit einer GeseiiwiBiÜgteii » etwa 2000 Bits
je Sekunde statt.
Ein Teil des AutfOhriingseystems des grapMipctem
beschäftigt sich auch mit der Steuerung der Nachrichtenübertragungen
über diesen Datenkaaal. Dieser Teil des Ausführungsbeispiels, der auf der Grundlage von Unterbrechungen arbeitet, betätigt die Datengeräte,
ermöglicht eine Pufferung für Eingangs- und Ausgangsdatenströme und stellt Fehler fest und korrigiert sie.
Die Wechselwirkung zwischen dem örtlichen Komputer 130 und dem
Benutzer des Bedienungsplatzes führt häufig zu Änderungen der im Speicher 132 gespeicherten Programme und graphischen Daten. Da
identische Programme und Daten im Speicher 103 des zentralen Komputers 101 gespeichert sind,, müssen diese Änderungen vom örtlichen
Komputer zum. zentralen Komputer 101 unter Benutzung der genannten
Übertragungseinrichtung©!! übermittelt werden. Es erweist sich jedoch
als zweckmfiseig, diese Änderungen nicht bei ihrem Auftreten im
örtlichen Bedienungsplatz 120 %u übertragen. Stattdessen wird eine
Aufzeichnung von Eingangssignalen im Speicher 132 vorgenommen,
die zu Änderungen der Im Speicher 103 gespeicherten Informationen
führen. Wenn die Menge dieser Informationen einen vorbestimmten Betrag erreicht, oder wenn eine Nachrichtenübertragung zwischen dem
örtlichen und dem zentralen Komputer aus anderen Gründen stattfinden
soll, wird eine sequentielle Folge der Eingangeinformationen mit geeigneten Identifizier-Informationen zum zentralen Komputer 101
übertragen. Die Identifizier-lBformation wird im zentralen Komputer
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durch den zentralen Verarbeiter 102 gedeutet, neue Informationen
werden in den Speicher 103 eingegeben und das Programm wird im zentralen Komputer soweit ausgeführt, wie das äquivalente Programm
im örtlichen Komputer ausgeführt worden ist. Dieser Vorgang soll noch genauer in dem Abschnitt beschrieben werden, der sich mit der
Synchronisation des örtlichen und zentralen Komputers befasst.
Ein weiteres wichtiges Merkmal des Ausführungssystems betrifft die
Organisation oder Zuordnung (menagement oder allocation) des örtlichen
Komputerspeichere 132. Fig. 11 zeigt eine typische Organisation. Gezeigt sind ein Blocktabellenteil 801, ein Datenblockteil 802, ein
Ausführungsprogrammteil 80S und ein unbenutzter Teil 804. Bei der typischen Arbeitsweise eines Bedienungsplatzes ist für einen Speicher
mit 8192 Worten von je 18 Bits das jeder dieser Funktionen zugeordnete Verhältnis 800 Wörter für den Teil 801, 4892 Wörter für die Kombination
des Teiles 802 mit dem Teil 804 und 2500 Wörter für den * Teil 803.
Der Zweck dieser Speicherorganisation besteht darin, am örtlichen
Komputer-Bedienungsplatz einen sehr groesen virtuellen Speicher
(theoretisch nur durch die Grosse der Speicher 103 und 107 des zentralen
Komputers begrenzt) zur Verfügung zu stellen. Unter virtuellem Speicher wird dabei eine Speicheranordnung mit einer Vielzahl ge-
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trennter Speicher verstanden, die jeweils eine charakteristische Zugriffszeit haben, sowie geeignete Grenzflächen- und Puffereinriehtungen. Durch eine ausgeklügelte gegenseitige Verbindung und einen Zu*
griff zu den getrennten Speichern unter automatischer Steuerung kann
ein Benutzer die Gesamtheit der Speicher so behandeln, als ob sie
einen einzigen grossen Speicher mit einer einzigen Zugriffszeit darstellen, wobei die Zugriffezeit üblicherweise der des schnellsten getrennten Speichers nahekommt.
Entsprechend dem Verfahren der Speicherorganisation nach einem
Aueführungsbeispiel der Erfindung sind all· Programme in Blöcke variabler GrOsse aufgeteilt. Diese Blöcke haben keine Verbindung
zu den Datenstrukturblöcken, d. h., Knotenblöcken, Blattblöcken usw.
Jedem Block wird eine eindeutig· Identifiziernummer fester Ling·
(typischerweis· 17 Bits) zugeordnet, b«vor er vom zentralen Komputer zum örtlichen Bedienungeplatz übertragen wird. Alle Bezugnahmen zwischen Blöcken erfolgen anhand dieser Identifiziernummern
und einer Versetzung innerhalb d·· Block··. Die Identifiziernummer
wird ausserdsm zur Anforderung ein·· Blockes vom zentralen Komputer benutzt.
Zur Vereinfachung einer Block-Bezugnahm· im'örtlichen Komputer
ist jedem Block im Datenblockabschnitt 802 des örtlichen Komputer-
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speichere 132 eine Eintragung in der Blocktabelle 801 zugeordnet.
Diese Tabelle befindet sich ebenfalls im Speicher 132.. Die Eintragung
stellt die Korrespondenz zwischen der Block-Identifiziernummer und
seiner Stelle im Datenblockteil 802 des Speichers 132 her. Bine solche Korrespondenz gibt die Möglichkeit« leicht Blöcke im Speicher
132 an einen neuen Ort zu bringen. Es masa anr die Speicheradresse
in der einem bestimmten Block entsprechenden Blockiabelleneintragung auf den neuesten Stand gebracht werden, wenn dieser Block an
einen neuen Ort im Speicher gebracht wird.
Wenn beim sequentiellen Überprüfen eines Teiles des Speichers 132
eine Zwischenblock-Bezugnahme angetroffen wird» erfolgt eine Suche
in der Blocktabelle 801 bezüglich der angegebenen Identifizier nummer.
Wenn diese Nummer festgestellt ist, wird derjenige Teil des Bezugs*
Wortes, der die Identifiziernummer des Bezugs enthält* durch die Blocktabellen-Eintragungsadresse ersetzt. Bei nachfolgenden Ausführungsvorgängen dieses Befehls, der den Bezug enthält, ist dann keine
Suche in der Blocktabelle erforderlich, sondern es wird direkt der
geeignete Datenblock angesprochen.
Wenn der Block, der einer Bezugs-Identifizier nummer entspricht,
sich im Augenblick nicht im Speicher 132 befindet, enthält die Block-»
tabelle die entsprechende Identifiziernummer nicht. Dann wird über
t 7/16 Ö9
den Nachrichtenabschnitt des Ausführungssystems ein Kommando an den zentralen Komputer 101 gegeben, das den Block, auf den Bezug
genommen wird, anfordert. Beim Empfang des Blocks vom zentralen Komputer 101 wird dem Block eine Position im Datenblockabechnitt
des Speichers 132 zugeordnet und eine entsprechende Eintragung in der Blocktabelle 801 vorgenommen.
Wenn ein Block aus dem örtlichen Speicher 132 herausgenommen
wird, wird auch die entsprechende Eintragung in der Blocktabelle entfernt. Gleichzeitig wird eine Überprüfung jedes Blockes im Datenblockabschnitt
802 des Speichers 132 vorgenommen, um jede, dem entfernten Block entsprechende Bezugnahme auf Blocktabellen-Eintragungsadressen
zu finden. Diese Bezugnahmen werden dann wieder in die ursprünglichen Identifiziernummer-Bezugnahmen geändert. Jede
zukünftige Bezugnahme auf den zugeordneten Block führt also zu einer Anforderung an den zentralen Komputer 101 statt an den örtlichen
Speicher 132. Wenn ein Block aus dem Speicher 132 entfernt wird,
braucht er natürlich nicht zum zentralen Komputer 132 zurückgegeben zu werden. Derjenige Teil des Speichers 132, der durch die Entfernung
eines gegebenen Blockes leer geworden ist, wird dem unbenutzten Abschnitt 804 des Speichers 132 zugeschlagen.
Ein weiterer Teil des Ausführungs syst ems ist das Anzeigeorganisa-
1 Ö9817/1689
tions-Untersystem'. Wie bei vielen der anderen Abschnitte des Ausführungssystems
kann das Anzeigeorganisations-Untersystem durch
Bauteile oder durch eine Kombination von Bauteilen und Programmwechselwirkungen verwirklicht werden.
Der Anzeigeorganisationsabschnitt des Ausführungesysteme führt eine
Semi-Interpretations-Funktion bei der Umsetzung der im Speicher
enthaltenen Programm» und Dateninformation in eine sichtbare Wiedergabe
auf der Kathodenstrahlröhre 142 aus. Das bedeutet« dass die Wiedergabeorganisation zu grösserer Einfachheit als beispielsweise
bei einem System führt, das nur eine Folge von Wiedergabeinformationen
abtastet. Bei einem System« das dieses letztgenannte Verfahren anwendet, muss jeder Punkt vollständig und getrennt angegeben werden.
Bei der Interpretations- oder Semi-Interpretationsarbeitsweise nach der Erfindung sind eine verringerte Menge graphischer Wiedergabedaten
und eine erhöhte Menge von Programmdaten erforderlich. Gerade diese erhöhte Programmier-Anforderung gibt die Möglichkeit,
dass die hochstrukturierten graphischen Daten durch eine Verfolgungsoperation
im Speicher 132 zu einem vollständigen Bild verhoben werden können.
Die Interpretationsprogramme der Wiedergabeorganisation oder eine äquivalente Bauteil-Verwirklichung tragen laufend dem Punkt innerhalb
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der augenblicklich verarbeiteten Strukturinformation Rechnung, sowie
dem nächsten Auftreten eines Wiedergabestücks (eines Blattes). Die Wiedergabeorganisation zeichnet geeignete Eingabelisten auf« die
jeder Bezugnahme auf eine niedrigere Stufe der Rangordnungsstruktur hinzugefügt werden.
Wenn beispielsweise Daten gemäss Fig. 3C strukturiert sind und ein
Kommando zur Wiedergabe des durch den Knoten 370 identifizierten Bildteiles musgeführt wird, sind mehrere Schritte vorgesehen. Zunächst
wird der Identifiziername oder die Identifiziernummer des Knotens 370 in einer Knoteneingabeliste gespeichert und der von diesem
Knoten ausgehende erste Zweig verfolgt. Da der Knoten, auf
den dieser Zweig hinweist (Knoten SSO) kein Blattknoten ist, wird
seine Identifizierangenummer ausserdem der Knoten-Eingabeliste
hinzugefügt. Es wird dann der erste, dem Knoten 350 zugeordnete
abgehende Zweig verfolgt. De dieser auf einen direkt wiedergebbaren (Blatt-) Knoten 310 hinweist, wird dem Wiedergabeverarbeiter 140
Zugriff zu der geeigneten Folge graphischer Wiedergabewörter im Speicher 132 su gewinnen.
Während das spezielle Auftreten des Blattes 310 wiedergegeben wird,
setzt der zentrale Verarbeiter ISl unter Steuerung von Wiedergabeorganisations-UnUrfolg«n
seine Verarbeitung fort. Es sei daran
10ÖÖ17/16Ö3
erinnert« date der Zugriff des Wie dergabever arbeiter β 140 zum
Speicher 132 auf der Grundlage eines "Zyklus-Diebstahl" erfolgt,
d. h., Wiedergabewörter werden zwischen der Ausführung von Befehlen
durch den zentralen Verarbeiter 131 entnommen, wahrend also
das Blatt 310 wiedergegeben wird» identifizieren der Verarbeiten 131
und Wiedergabtorganieationeprogrammii unter Btsiigise&pa« auf die
Eingabellete den nächsten, vom Knoten 3SÖ »»legthenden Zweig und
den Blattknoten (320), bei dem dieser Zweig endet. Biese Parallel»
verarbeitung von graphischen Daten und Ausführungs-Üiiterfolgen ermöglicht
ein« höhere Geschwindigkeit und «ine wirksame Operation
des graphischen Bedienungeplatzes. In viel«» Fällen tritt keine oder
nur eine klein« Verzögerung beim Übergang von einem Blattblock auf
«insu anderen auf. Die® ist selbst dann mHglSeiii, wmm& der Wieder«
gab«v«rarb«it«.r 140 mit maximaler Geschwindigkeit arbeitet» die
bezüglich der Beaefertafeingen verfügbarer itölentaangrayeteine für
die Kathodenstrahlröhre möglieh ist.
Wenn der letzt«, dem Knoten 350 zugeordiwte abgehende Zweig; verarbeittt
ist, bestimmt da» WiedergabeorgBalsatlioaief stem unter- Bessugnahm·'
auf die Kn^ten-£ingali«liet® d®a Knoten d»r niciist höheren
Ordnung, hier S "3. Es erfolgt dann c-iaa Sitiehe w.eli clem nächsten,,
nicht awsgefüliFtan, dam- Knote» 370 mgior#wt®a E&geiieiMto Zweig,
und der Endkoottn dies«« 2w«iges wird £i«iilillsiefi. In <di®sem
ist der neue Endknoten wiederum der Knoten 350, so dass bei Beendigung
der Wiedergabe dee letzten Blattes, das dem letzten abgehenden
Zweig des Knotens 350 zugeordnet ist, die Steuerung wiederum auf den ersten« dem Knoten 350 zugeordneten abgehenden Zweig
gerichtet wird.
Wenn der neue Endknoten nicht der Knoten 350 gewesen wäre, wftre
die Identifizierungsnummer des Knotens 350 aus der Knoten-Eingabe liste gestrichen und diejenige für den neuen (abweichenden) Endknoten
an seine Stelle eingegeben worden. Wenn alle dem letzten abgehenden
Zweig eines Knotens zugeordneten Daten niedrigerer Ordnung ausgeführt worden sind, werden die diesem Knoten entsprechenden Identifizierungsdaten
aus der Eingabeliste entfernt. Falls der fragliche Knoten einem vollständigen Bild zugeordnet ist (wie beispielsweise
der Knoten 370 bei der vorliegenden Erläuterung), wird die Steuerung auf die Unterfolge zurückgegeben, die das Bild angefordert hat.
Natürlich sind Abänderungen des oben beschriebenen Verfahrens möglich.
So ist es manchmal zweckmässig, eine Eingabeliste aufzuzeichnen, die der Folge von Zweigen entspricht, welche zu dem im Augenblick
wieder gegebenen Blatt oder einem anderen Knoten führt.
Die Aufzeichnung einer Knoten-Eingabeliete ist insbesondere für
109817/1689
identifizierende Lichts ehr eiber-Striche wertvoll; Das heißt, wenn
eine Lichtschreiber-Eingangseingabe auftritt dient die Bezugnahme
auf die Folge von Eingabelisten-Eintragungen der schnellen Identifizierung der wieder gegebenen Einheit, auf die gezeigt wird. Der Vorteil
bei der Speicherung einer Aufzeichnung einer Folge von Rangordnungszweigen durch eine Eingabeliste oder in anderer Weise ergibt
eich daraus, dass eine additive Gesamtheit der den Zweigen zugeord-
W neten relativen Positionsvektoren leicht gespeichert werden kann.
Dann kann die Positionierung eines Wiedergabeblattes erreicht werden,
indem ein einziges Poeitionierungekommando angegeben wird,
statt dass die Summierung dann erfolgen muss, wenn das Blatt endgültig identifiziert wird.
Da äquivalente Programme im zentralen Komputer 101 und im örtlichen
Komputer 120 durchgeführt werden und da nur der örtliche Komputer 120 sofort auf Eingabekommandos des Benutzers im Echtzeitbetrieb
anspricht, muss dafür gesorgt werden, dass die Informationen im zentralen Komputer 101 gelegentlich auf den neuesten Stand
gebracht werden. Wenn Änderungen bezüglich der Programme oder Daten im örtlichen Bedienungsplatz 120 erfolgen, muss eine äquivalente Änderung im zentralen Komputer 101 durchgeführt werden.
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JtU
Andernfalls kann der zentrale Komputer, wenn er befragt wird,
fehlerhaft antworten, da er die Anfrage nicht richtig deutet.
Entsprechend einem AusführungabeUpiel der Erfindung werden all·
Echtzeit-Eingaben am örtlichen Bedienungsplats 120 von einem Licht*
•chreiber, Tastenfeld oder auf andere Weil· zweckmässig im örtlichen Speicher 132 gespeichert. Diese Eingaben, die zu gewünschten
Änderungen, Hinzufügungen und Weglassungen der im Speicher 1S2 (und entsprechend im zentralen Komputer speicher 103) gespeicherten Programme und graphischen Daten führen, werden in einen zugeordneten Abschnitt des Speicherg 132 in der Reihenfolge ihres Auftretens eingegeben, d.h., sie bilden eine Folge, (queue).
Anforderungen an den zentralen Komputer 101 durch den Örtlichen
Bedienungeplatz 120 erfolgen in wenigstens drei Fällen. Der erste Fall betrifft die Anforderung eines Programmblockes oder Blockes
von graphischen Daten, der sich im Augenblick nicht im örtlichen
Speicher 132 befindet, durch den örtlichen Komputer 130 oder den Wiedergabeverarbeiter 140. Andere Unterstützungeanforderungen an
den zentralen Komputer 101 durch den Bedienungsplatz 120 treten auf, wenn ein Programm, auf das bei der Verarbeitung im örtlichen
Komputer Bezug genommen wird, zu gross oder* auf andere Weise ungeeignet für eine wirksame örtliche Ausführung ist. Zu solchen
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Programmen zählen in typischer Weise komplizierte Unterfolgen für Schaltungsanalysen, die am besten im zentralen Komputer 101 ausgeführt
werden. Andere Fälle, die eine Wechselwirkung zwischen dem zentralen und dem örtlichen Komputer erfordern, treten dann auf,
wenn die Zahl der die Programmierung und den Dateninhalt beeinflussenden
Echtzeit-Eingaben so grogs wird» dass die Folge solcher
Änderungen usw. droht, den zugeordneten Abschnitt des örtlichen " Speichers 132 zu überfüllen.
Wenn aus den oben genannten oder anderen Gründen eine Anforderung nach einem Zusammenwirken des zentralen und örtlichen Komputers
erfolgt, werden Signale, die den in der örtlich gespeicherten Folge
enthaltenen Informationen entsprechen, über die Modems 191 und 190
und den zugeordneten Datenkanal 106 übertragen. Diese Signale werden von weiteren Signalen begleitet, die zur Aufrechterhaltung der
κ Synchronisation zwischen dem örtlichen und dem zentralen Komputer
benutzt werden. Ausserdem werden natürlich Signale ausgesendet,
die den Hauptgrund für di© Komputer-Kompiiterwechselwirlaing bezeichnen,
beispielsweise dass ein ndcht im Örtlichen Speicher befindlicher Block gewonnen werden soll usw.
Eine Art von SynchronisierungsSignalen, die vom örtlichen Komputer
130 zum zentralen Komputer 101 übertragen werden, betrifft die
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Anzahl von Operationen, die vom zentralen Komputer 101 ausgeführt
werden müssen, bevor er wieder in Synchronismus mit dem Örtlichen Komputer 130 ist. Die Interpretationsmöglichkeiten eines der oder
beider programmgesteuerter Verarbeiter, die dem örtlichen bzw. dem
zentralen Komputer zugeordnet sind, werden benutzt, um die Zahl von Befehlen zu bestimmen, die beim zentralen Komputer 101 ausgeführt
werden müssen, bevor er wieder im Gleichschritt mit dem örtlichen Komputer 130 läuft.
Die Synchronisationssignale gehen zweckmässig den Folgen-(queue) Informationssignalen voraus, die wiederum gegebenenfalls und vorteilhafterweise
der Hilfsanforderung vorausgehen. Dadurch kann der zentrale Komputer 101 den Umfang der gegebenenfalls erforderlichen
Änderungen usw. im Voraus feststellen und ausserdem geeignete Index-ICinrichtungen
vorbereiten, um der Folgen-Information Rechnung zu tragen. Es kann dann die Folgen-Information bei ihrem Eintreffen
durch den zentralen Komputer 101 ausgeführt werden, oder eine vollständige
Folge lässt sich zur späteren Verarbeitung speichern. Natürlich wird zur Erzielung der gewünschten Betriebsgeschwindigkeit einschliesslich
einer indirekten Wechselwirkung des Benutzers mit dem zentralen Komputer 101 die Folgen-Information üblicherweise sehr
bald nach ihrem Empfang verarbeitet. Die Ausführung der Folgenliiformation
vor einem Ansprechen auf Anforderungen des örtlichen
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Komputers stellt sicher, dass die Antwort in Kenntnis der letzten Echtzeit-Eingaben erfolgt. In geeigneten Fällen, beispielsweise wenn
die Echtzeit-Eingaben die Antwort auf eine Anforderung des örtlichen
Komputers nicht beeinflussen können oder wenn die Schnelligkeit der Antwort von höchster Wichtigkeit ist, kann die Reihenfolge der zwischen
den Komputern ausgetauschten Signale abgeändert werden.
Fig. 12 zeigt ein Bauteil-Ausführungsbeispiel des Synchronisations merkmale
nach einem Ausftthrungsbeiepiel der Erfindung. Der örtliche
Bedienungsplatz 120 enthält ausser dem örtlichen Speicher 132, dem
Örtlichen zentralen Verarbeiter 131 und dem Örtlichen Steuergerät einen Örtlichen Schrittsteuer zähler 901. Dieser Zähler wird an geeigneten
Punkten bei der Ausführung der Programme im Speicher 132 weitergeschaltet. Wenn eine Nachrichtenübertragung zwischen dem
örtlichen und dem zentralen Komputer erfolgt, gehen Signale, die den
Zustand des Zählers 901 darstellen, zweckmässig der Folgen-Information voraus. Diese Zähleignale werden über die Modems 190 und
1Θ1 und den zugeordneten Kanal 106 zum zentralen Komputer 101
übertragen. Dort stellen die Zähleignale einen Schrittsteuer-Begreneungszähler
903 auf einen Zustand ein, der dem des örtlichen Schrittsteuerzählers
001 vergleichbar ist. Dann werden die Folgen-Signale vom örtlichen Speicher 132 zum zentralen Speicher 103 übertragen.
In geeigneten Fällen kann die Information bezüglich der Zählerein*
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#85
An geeigneten Stellen bei der Ausführung des Programms im Speicher 103 wird der Schrittsteueriähler 902 wie sein örtliches Gegenstück 901 weiter geschaltet. Wenn der Zihlwert im Zähler 902 denjenigen im Zähler 903 um 1 Überschreitet (festgestellt durch den
zentralen Verarbeiter 101), sind die Komputer wieder in Synchronismus, und alle geeigneten Anfragen vom örtlichen Bedienungeplatz
werden durch den zentralen Komputer 101 beantwortet. Zweckmässig
wird ein geeignetes Signal, das die Wiedererlangung des Synchronismus anzeigt, über den Kanal 106 und die zugeordneten Modems zurück zum Ortlichen Bedienungsplatz 120 übertragen. Dieses Signal
kann in Form einer vorweggenommenen Antwort auf eine Anfrage erfolgen, die der Ortliche Bedienungeplatz 120 beim zentralen Komputer
101 stellt.
Sin weiteres Merkmal des beschriebenen Ausführungsbeispiels der
Erfindung, das sich auf die Wechselwirkung zwischen dem örtlichen und dem zentralen Komputer besieht, betrifft das Ansprechen des
zentralen Komputers 101 auf eine Anforderung nach einem Programm· oder Dattnblock, der sich nicht im örtlichen Speicher 132 befindet.
Wenn aufgrund einer solchen Anforderung ein Block zum örtlichen Komputer jl30 übertragen wird, werden ajlt gegebenenfalls vorhan-
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denen Bezugnahmen in dem angeforderten Block auf solche Blöcke, die augenblicklich nicht im örtlichen Speicher 132 sind, identifiziert,
und die entsprechenden Blöcke können zusammen mit dem angeforderten Block übertragen werden. Ausserdem werden, falls zweckmässig,
Blöcke, auf die in Blöcken Bezug genommen wird, die wiederum
als Bezug in den angeforderten Blöcken genannt sind fund zu-.
lammen mit dem angeforderten Block übertragen wurden), wobei
alle Blöcke sich nicht im örtlichen Speicher 132 befinden, auf ähnliche
Weise identifiziert und übertragen. Dieses "Ketten"-Merkmal
kann im gewünschten Fall Ma zu einem beliebigen Grad ausgedehnt werden. Der Grad lässt sich durch den Benutzer des Bedienungsplatzes
mit Hilfe eines Signals angeben, das zum zentralen Komputer gegeben
wird, bevor irgendwelche Anforderungen nach Blöcken erfolgen, die
im Augenblick nicht im Speicher 132 sind. Zweekmäseig kann dieses
Signal, das den gewünschten Grad der Kettenbildung angibt, unter Programmsteuerung in Abhängigkeit von einem Register erfolgen,
das zu Anfang im Steuergerät 133 eingestellt worden ist.
Das Ausführungsbtiepiel des Synchronisationsmerkmal« der Erfindung
gemäss Fig. 12 lässt sich leicht für den Fall abändern, wo eine
vorbestimmte (aber keine Elns~zu-Eins-Beziehung)zwi8chen der Darstellung
eines äquivalenten Programms im Örtlichen Speicher 132 und im sentralen Speicher 103 besteht. Bei dieser abgeänderten Version
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steuert der unter Programmüberwachung stehende zentrale Verarbeiter 131 die Weiterschaltung des Zählers 901 wie vorher. Die Programmüberwachung beinhaltet jedoch die elementare Interpretation
örtlich erzeugter Kommandos und bestimmt die Zahl der zentralen Komputerkommandos« die jeder solchen Örtlichen Operation im zentralen Komputer 101 zugeordnet wurden. Der örtliche Zähler wird
dann um diese Zahl weiter geschaltet. Genau dieser Zählwert wird dann zum Schrittsteuer-Begrenzungszähler 903 übertragen.
Wie oben angegeben, benötigt der örtliche Komputer 130 ausserdem
Hilfe vom zentralen Komputer 101, wenn er einen Teil des Benutzer-Programms antrifft, dessen örtliche Ausführung nicht praktisch oder
nicht möglich ist. Diese Entscheidung erfolgt durch den Benutzer, wenn das Programm geschrieben oder während eines Mensch-Maschinen-Zwiegespräches geändert wird. Es steht eine Gruppe von Angaben
zur Verfügung, die dem Benutzer die Möglichkeit geben, einen Teil eines Programms einzuklammern. Dadurch wird ein Abschnitt bezeichnet, der nur im zentralen Komputer 101 ausgeführt werden soll.
Der eingeklammerte Abschnitt des Programms wird dann durch eine spezielle "Hilfsanforderungs" -Angabe in der Programmversion des
örtlichen Komputers ersetzt. Wenn das Programm läuft und der örtliche Verarbeiter 131 eine "Hilfsanforderungs"-Angabe antrifft, wird
die Folgen-Information zusammen mit dem Synchronisationszählwert
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1808b. 16
(örtliche Schritt steuerung) zum zentralen Komputer 101 übertragen.
Bevor jedoch die Version des zentralen Komputers in Synchronismus kommt, trifft sie auf eine der eingeklammerten Angaben. Dadurch
wird der Synchronisationszwang aufgehoben, und der zentrale Komputer 101 kann durch denjenigen Programmteil fortschreiten, zu
dessen Ausführung er allein bestimmt ist. Wenn eine Klammerende-Angabe angetroffen wird, hält die Version des zentralen Komputers
für das Benutzer-Programm an. Zu diesem Zeitpunkt sendet der zentrale
Komputer 101 in typischer Weise nicht angeforderte Blöcke zum örtlichen Komputer 130, die die Ergebnisse der "Nur-Zentralkomputer1
Teils des Benutzer-Programms enthalten. Bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung lässt, wenn der örtliche Bedienungsplatz 120 nicht angeforderte Blöcke vom zentralen Komputer 101 empfängt, von denen
der örtliche Komputer 130 bereits Kopien besitzt, dieser die alten
Kopien fallen und zeichnet die neuen auf.
Die Unterfolgen des graphischen Programmiersystems lassen sich in zwei bestimmte Gruppen unterteilen: Diejenigen, die einem Benutzer
auf Anforderung zugänglich sind und diejenigen, die für den Benutzer unsichtbar sind, aber erforderliche Dienste bereitstellen. Zu der ersten
Gruppe gehören Unterfolgen zum Aufbau und zur Herausgabe der
ORiGINAL !MSPICTED 109817/1689
graphischen Datenstruktur des Benutzers sowie zur Erzeugung und Verkettung von nichtwiederzugebenden Informationen für die Struktur.
Zu der zweiten Gruppe gehören Programme, die die Nachrichtenübertragung zwischen dem zentralen Komputer 101 und dem Örtlichen Bedienungsplatz
120 behandeln, sowie die Übersetzer pro gramme, die die interne Bilddarstellung des zentralen Komputers in eine Form
umwandeln, die für den örtlichen Bedienungsplatz 120 erforderlich ist.
Es wird ein dynamischer Speicher-Zuordner (allocator) benutzt, um Blöcke, die in der graphischen Datenstruktur verwendet werden, zuzuordnen
und freizugeben.
Eine Aufzeichnung (library) der Unter folgen-Blöcke des örtlichen Bedienungsplatzes
wird im Hilfespeicher 107 des zentralen Komputers aufrechterhalten. Dies geschieht in zuordnungsfäbigem, verkettungsfähigem
Format, da das Ausführungssystem einen verkettenden Lader
enthält, der auf dem örtlichen Komputer 130 läuft. Die äquivalenten Unterfolgen in der Version des zentralen Komputers werden ebenfalls
in einer Aufzeichnung (library file) festgehalten. Ein wesentliches Merkmal des Programm-(software)-Systems ist der "Aufzeichner für
die eindeutigen Identifizierungsnummern". In dem vorangegangenen Abschnitt bezüglich des Ausführungs systeme ist darauf hingewiesen
worden, dass allen Programm- und Datenblöcken in dem örtlichen
Bedienungsplatz 120 eine Identifizierungsnummer (ID) zugeordnet ist.
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Ί8085Ί6 /HO
Ein vollständiges Verzeichnis aller Blöcke mit zugeordneten Identifizierungsnummern
wird im zentralen Komputer 101 festgehalten. Dieses Verzeichnis stellt eine eindeutige Korrespondenz zwischen
Blöcken im Örtlichen Bedienungsplatz oder Blöcken, auf die dort Bezug
genommen wird, und den entsprechenden Blöcken im zentralen Komputer speicher 103 her. Immer dann, wenn der örtliche Bedienungsplatz
einen Block irgendeiner Art benötigt, fragt er nach dessen Identifizierungsnummer. Zur Auffindung des gewünschten Blockes im
zentralen Komputer 101 muss die ID-Tabelle benutzt werden. Der Block wird dann in das Format des örtlichen Bedienungsplatzes umgewandelt
oder aus der Programmaufzeichnung wiedergewonnen und über die Nachrichtenverbindung zum entfernten Anschluss übertragen.
Die eindeutige, einem Block zugeordnete Identifizeirungsnummer stellt eine dynamische Operation dar, die während der Programmaus-
führung auftritt und für den Programmierer völlig unsichtbar ist.
Ein "Echtzeit-Eingaben"-Simulator im zentralen Komputer 101 tritt
immer dann in Tätigkeit, wenn eine der Echtzeitangaben im zentralen Komputer programm angetroffen wird. Diese Simulation liefert
einfach nur das nächste Argument (oder Argumente), das sich in der vom örtlichen Bedienungsplatz 120 übertragenen Eingangefolge findet.
Dies gibt dem zentralen Komputer die Möglichkeit* a©ine Version der
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J**
Hfl
graphischen Catenstruktur so auf den neuesten Stand zu bringen, dass
sie Vorgängen entspricht, die am entfernten Anschluss stallfinden.
Viele der erfindungsgemässen Merkmale lassen sich voll durch Bauteil-
oder Programm-Konfigurationen realisieren, und gelegentlich auch durch eine Kombination beider. Solche Entsprechungen sind dem
Fachmann klar, der die Erfindung unter Verwendung bestimmter Maschinen, Sprachen usw. verwirklichen will. Vorstehend ist ein
vollständiges graphisches Komputersystem einschliesslich der zugehörigen
Bauteileinheiten und der Verfahren (Algorithmen) für deren Operation sowie der von ihnen erzeugten Signale beschrieben worden.
Viele Variationen der vorliegenden Erfindung dürften für den Fachmann
klar sein. Insbesondere lassen sich viele der erfindungsgemässen Merkmale in einem System verwirklichen, bei dem keine Wechselwirkung
stattfindet (nur Wiedergabe). Ausserdem sind Abänderungen des beschriebenen Systems zur Anpassung an weitere oder andere Zeichenerzeugungs-
oder Darstellungsverfahren möglich. Die Beispiele für die Bit-Konfigurationen, Wortgrössen und ähnliches sind nicht von
grundlegender Wichtigkeit für die Erfindung. Äquivalente Anwendungen sind demjenigen sofort klar, der unter im einzelnen anderen Bauteil-Bedingungen
arbeitet. Weiterhin sind viele der Merkmale hinsichtlich des zeitanteiligen Zugriffs zum zentralen Komputer unter Verwendung
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β
des örtlichen Komputers allein verfügbar, und zwar in geeigneten
Fällen insbesondere durch einen vergrösserten Speicher.
ORIQiNAL IMSPSCTED
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Claims (12)
1. Komputeranlage für graphische Darstellungen mit wenigstens einem Örtlichen Bedienungsplatz, der einen örtlichen Komputer mit
einem Speicher zur Speicherung von Gruppen graphischer und Pr ο gramm-Datenaignalen
aufweist, sowie mit einer Wiedergabeeinrichtung, die auf angelegte Datensignale anspricht und eine graphische
Wiedergabe erzeugt, und mit einem zentralen Komputer, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Komputer so angeordnet
ist, dass er in einer zeitanteiligen Arbeitsweise mit jedem einer Vielzahl von die örtlichen Bedienungsplätze enthaltenden Benutzeranschlüssen
betrieben wird.
2. Komputer anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Komputer speicher (Fig. 1, 103 und 107) so angeordnet
ist, dass er Verzeichnisse von Datensignalen speichert, die den in jedem örtlichen Bedienungeplatz gespeicherten äquivalent sind, dass
diese äquivalenten Verzeichnisse sich entsprechend im örtlichen Bedienungsplatz
durch den örtlichen Komputer (Fig. 1, 130) und im zentralen
Komputer durch einen zentralen Verarbeiter (Fig. 1, 102) verarbeitet werden, und dass Anzeigen von Änderungen in einem Verzeichnis
über einen Nachrichtenkanal (Fig. 1, 106) zum anderen Verzeichnis
übertragen werden.
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3. Komputeranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
ein auf ein Steuergerät (Fig. 1, 133) ansprechender zentraler Verarbeiter
(Fig. 1, 131) des örtlichen Bedienungsplatzes selektiv aufgrund der in dem örtlichen Bedienungepiatzspeicher (Fig. 1, 132) gespeicherten
Daten arbeitet und eine Folge von Wiedergabe-Identifizierungssignalen zur Steuerung eines Wiedergabe-Verarbeiters (Fig. 1, 140)
erzeugt, und dass der Wiedergabe-Verarbeiter eine entsprechende Folge von Wiedergabe-Kommandosignalen zur Steuerung des Wiedergabegerätes
(Fig. 1, 142) erzeugt.
4. Komputer anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuergerät (Fig. 1, 133) und der zentrale Verarbeiter (Fig. 1, 131))
des örtlichen Bedienungsplatzes durch Programm-Datensignale gesteuert werden, die im örtlichen Bedienungsplatzspeicher (Fig. 1, 132)
gespeichert sind.
5. Komputer anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der zentrale Verarbeiter (Fig. 1, 131) des örtlichen Bedienungsplatzes
selektiv die Programmsteuerung auf eine Untergruppe der im örtlichen
Bedienungsplatz speicher (Fig. 1, 132) gespeicherten Signale überträgt, dass diese Gruppe eindeutig einem von einem örtlichen
Eingabegerät (Fig. 1, 141) ausgehenden Unterbrechungs-Eingangssignal
entspricht und dass dieses Eingangssignal durch den zentralen
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Verarbeiter (Fig. 1, 131) des örtlichen Bedienungeplatzes identifiziert
worden ist.
6. Komputer anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Verarbeiter (Fig. 1, 131) des örtlichen Bedienungsplatzes
wahlweise die Programmsteuerung auf eine erste Untergruppe der in dem örtlichen Bedienungsplatz speicher (Fig. 1, 132) gespeicherten
Signale überträgt, dass diese Untergruppe eindeutig einem von einer zweiten Untergruppe der in dem örtlichen Bedienungsplatzspeicher
(Fig. 1, 132) gespeicherten Signale ausgehenden Unterbrechungesignal
entspricht und dass dieses Unterbrechungssignal durch das Steuergerät (Fig. 1, 133) identifiziert worden ist.
7. Komputeranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Subtrahierschaltung (Fig. 10, 620) Differenzsignale bildet, die die Differenz zwischen von dem Wiedergabe-Verarbeiter (Fig. 1, 140)
erzeugten Positionsanzeige-Wiedergabekommandosignalen und vorgewählten Bezugs Signalen darstellen, dass das Differenz signal zur Weiterschaltung
und Rückschaltung des Inhaltes von Akkumulations-Speichergeräten (Fig. 10, 630 und 640) benutzt wird, und dass der von Null
abweichende Inhalt dieser Akkumulations-Speicher geräte eine Überdeckungs-Steuerschaltung
(Fig. 10, 650) veranlasst, die weitere Erzeugung sichtbarer Wiedergabe-Informationen durch das Wiedergabe-
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Ί b O B b" 1 6
Uk
gerät (Fig. 1, 142) zu verhindern.
8, Komputer anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wiederholungsfrequenz für die Erzeugung der Wiedergabekommandosignale
durch eine Wiedergabe-Taktschaltung (Fig. 10, 613) mit
wenigstens zwei Grund-Taktfrequenzen gesteuert wird, deren höchste
durch die Überdeckungs-Steuerschaltung (Fig. 10, 650) aufgrund eines
von Null abweichenden Inhaltes der Akkumulations-Speichergeräte
(Fig. 10, 630 und 640) gewählt wird.
9, Komputer anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
im zentralen Komputerspeicher (Fig. 1, 103 und 107) gespeicherte Informationen zum örtlichen Bedienungsplatz speicher (Fig. 1, 132)
über den Übertragungskanal (Fig. 1, 106) aufgrund von Anforderungen
übertragen werden, die von gewählten Untergruppen der im örtlichen
Bedienungsplatzspeicher (Fig. 1, 132) gespeicherten Programm signale
ausgehen.
10, Komputer anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
Anzeigen für Änderungen oder Hinzufügungen bezüglich von in dem örtlichen Bedienungepiatzspeicher (Fig. 1, 132) gespeicherten Daten
in einer Folge in diesem Speicher gespeichert und zum zentralen Komputer (Fig. 1, 101) vor irgendwelchen Informationsanforderungen
ORIGINAL INSPECTED 10 9 8 17/1689
Ί 8CtHb 16
vom zentralen Komputer übertragen werden.
11. Komputer anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Örtlichen Bedienungsplatz speicher (Fig. 1, 132) und dem
zentralen Komputer speicher (Fig. 1, 103 und 107) gespeicherten graphischen
Daten in Untergruppen mit gegenseitiger Rangordnungsbeziehung angeordnet sind, nämlich Blattknotenuntergruppen (z.B.Fig. 3C;
310, 320,330), die grundlegenden Bildelementen entsprechen und denen
die niedrigste Stufe zugeordnet ist, Knotenuntergruppen höherer Ordnung (z, B. Fig. 3C, 350 und 370) die Kombinationen von Knotenuntergruppen
der niedrigeren Ordnung entsprechen, und Zweiguntergruppen (z.B. Fig. 3C, 380-383), die die strukturellen Beziehungen
zwischen zugeordneten Knoten angeben.
12. Komputeranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Synchronismus mit Bezug auf das Fortschreiten der Verarbeitung von Daten, die in dem Verzeichnis in einem örtlichen Bedienungsplatzspeicher
(Fig. 1, 132) gespeichert sind, und der äquivalenten Verarbeitung von Daten, die in dem Verzeichnis im zentralen Komputerspeicher
(Fig. 1, 103 und 107) gespeichert sind, hergestellt wird durch
Übertragen über den Übertragungskanal (Fig. 1, 106) einer ersten Gruppe von Signalen, die Informationen darstellen, welche die Verarbeitung
am örtlichen Bedienungsplatz beeinflussen und nur am ort-
10 9 8 17/1689 ORIGINAL INSPECTED
lichen Bedieiiungsplatz verfügbar. sind, sowie durch Übertragen über
den Übertragungskanal einer zweiten Gruppe von Signalen, die die Zahl der Operationen darstellen, die nacheinander durch den zentralen
Verarbeiter (Fig. 1, 102) des zentralen Komputers ausgeführt werden müssen, um die sich in jedem Verzeichnis gespeicherten
Datensignal zur Entsprechung zu bringen.
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |