DE2002165B2 - Datenverarbeitungsanlage, bei der programmunterbrechungen vorgesehen sind - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, bei programmgesteuerten Datenverarbeitungsanlagen Unterbrechungen des gerade abgewickelten Programms vorzusehen. Solche Programmunterbrechungen empfehlen sich aus verschiedenen Gründen. Sie können z. B. dazu dienen, di; Simultanverarbeitung mehrerer Programme zu ermöglichen (s. »Elektronische Rechenanlagen«. 1961, S. 54 bis 60). Die Programmunterbrechungen finden dabei nach einem vorgegebenen Schema statt. Handelt es sich um eine Datenverarbeitungsanlage mit Real-Zeit-Betrieb, so werden solche Programmunter'urechungen auch durch die Dringlichkeit bestimmt, die jeweils Anforderungen haben, die auf eine Inanspruchnahme der Datenverarbeitungsanlage gerichtet sind und die unter anderem auch von peripheren Einrichtungen geliefert werden (s. Prozeßrechner 303, Beschreibung, S. 31 bis 33). Die Berücksichtigung von Anforderungen unterschiedlicher Dringlichkeit zur Unterbrechung des jeweils laufenden Programms kann in verschiedener Weise stattfinden, z. B. mit Hilfe von Einrichtungen, die die Priorität dieser Anforderungen berücksichtigen (s. deutsche Oftenlegungsschrift 1 449 568) oder mit Auswahlsehnltungen, die den Vorrang solcher Anforderungen berücksichtigen (s, deutsche Offenlegungsschrift 1449 537, deutsche Auslegeschrift

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1 292 890). Es kann auch vorgesehen werden, dasjenige Programm, welches ein anderes Programm unterbrochen hat, seinerseits abermals durch ein anderes Programm auf Grund einer Anforderung von noch höherer Dringlichkeit zu unterbrechen usf. (s. deutsche Auslegeschrift 1 200 581). Hierbei wird jeweils ein Vergleich der Dringlichkeit der beteiligten Programme durchgeführt. So ist es bekannt (s. deutsche Auslegeschrift 1202 034), bei einer Datenverarbeitungsanlage, die mindestens ein Verarbeitungswerk und einen Speicher aufweist, mit verschiedener Dringlichkeit versehene Programme abschnittsweise mit Hilfe einer Dringlichkeitssteuereinrichtung abzuwickeln. Diese Dringlichkeitssteuereinrichtung weist Eingänge für Anforderungen unterschiedlicher Dringlichkeit auf und einen Vergleicher, der zur Lieferung von Programmunterbrechsignalen euf Grund des Vergleichs der Dringlichkeit anstehender Anforderungen mit der Dringlichkeit des gerade laufenden Programmabschnitts dient. Hierzu wird bei Eingang einer Anforderung für eine Programmunterbrechung, die höhere Dringlichkeit als das laufende Programm hat, mittels eines Programmunterbrechsignals ein Wartelistenregister abgefragt und mittels einer in einem Speicher enthaltenen Vorrangliste das höchstwertige Programm bestimmt. Zur Lieferung dieses Programmunterbrechsignals wird dabei ein Vergleicher benötigt, der den einzelnen Dringlichkeitsstufen individuell zugeordnete Einrichtungen, wie Speicherstellen, aufweist.

Die Erfindung weist nun einen Weg, wie in anderer Weise die Aufgabe gelöst werden kann, Programme gemäß der Dringlichkeit von Anforderungen zu unterbrechen und dabei die Dringlichkeit des gerade laufenden Programmabschnittes zu berücksichtigen. Die hierzu dienende Dringlichkeitssteuereinrichtung weist einen neuartigen Aufbau auf, der vorteilhafterweise die Benutzung eines besonders einfach aufgebauten Vergleichers ermöglicht. Hierfür gemeierte Codezeichen können auch direkt vom Verarbeitungswerk ausgenutzt werden. Die Dringlichkeitssteuereinrichtung nimmt dabei die Anrorderunl'cri in einer derartigen Weise auf, daß eine besondere Vorrangliste nicht benötigt wird.

Es ist zwar l/ereits eine Einrichtung zur Berücksichtigung von Anforderungen bekannt (s. »Proceediiigs of the E'.astern Computer Conference«, 1957, S. 128 bis 132). bei der zwar mit Hilfe eines besonderen Registers und mit Hilfe einer Auswahlschaltung unterschiedliche Dringlichkeiten dieser Anforderungen zur Programmunterbrechung berücksichtigt werden können, bei der aber keine Einrichtung vorgesehen ist, um die Dringlichkeitsstufe des gerade laufenden Programms festzuhalten und dadurch zu ermöglichen, das laufende Programm nur dann zu unterbrechen, wenn eine Anforderung vorliegt, die eine höhere Dringlichkeit als das laufende Programm hat.

Bei der Erfindung wird im Unterschied dazu im Zusammenhang mit einer Pragrammunterbrechung auch jeweils dh Dringlichkeit des jeweils laufenden Programmabschnittes berücksichtigt. Die Erfindung betrifft demgemäß eine Datenverarbeitungsanlage, in der mit verschiedener Dringlichkeit versehene Programme abschnittsweise abgewickelt werden, die mindestens ein Verarbeitungswerk und einen Speicher sowie eine Dringlichkeitssteuereinrichtung aufweist, die Eingänge für Anforderungen unterschiedlicher Dringlichkeit aufweist und einen Vergleicher zur Lieferung von Programmunterbrechsignalen auf Grund des Vergleichs der Dringlichkeit anstehender Anforderungen mit der Dringlichkeit des gerade laufenden Pragrammabschnittes hat. Diese Datenverarbeitungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Dringlichkeitssteuereinrichtung zu einem Eingangsregister führen, das die Dringlichkeitsstufe eine 1-Bit-Speicherstelle zur Aufnahme

xo einer Anforderung hat, daß an das Eingangsregister eine Auswahlschaltung angeschlossen ist, die fallweise die Anforderung jeweils höchster Dringlichkeit zu ihrer Berücksichtigung mit Hilfe eines Codierers in Form eines Codezeichens weitergibt, das weniger Zeichenelemente hat, als Dringlichkeitsstufen vorgesehen sind, daß solche Codezeichen im Vergleicher mit dem in einem /· .,sgangsregister enthaltenen Codezeichen verglichen werden, das die Dringlichkeit des gerade laufenden Programmabschnitts an-

gibt, daß beim Übertreffen dieser Dringlichkeit durch die fallweise weitergegebene Dringlichkeit das diese Dringlichkeit angebende Codezeichen in das Ausgangsregister eingeschrieben wird und der Vergleicher ein Programmunterbrechsignal an das Ver-

arbeitungswerk liefert. Dadurch, daß das erwähnte Empfangsregister vorgesehen ist, können aufgenommene Anforderungen durch die Dringlichkeitssteuereinrichtung selber gemäß ihrer Dringlichkeit berücksichtigt werden. Die Benutzung der erwähnten Code-

zeichen hat zur Folge, daß der Vergleicher mit geringem Aufwand z. B. als Vergleicher binär codierter Zahlen aufgebaut werden kann.

In der Figur ist ein Beispiel für eine Datenverarbeitungsanlage gezeigt, die mit einer Dringlichkeits-

steuereinrichtung ausgerüstet ist, wie sie durch die Erfindung angegeben ist. Zu der in der Figur gezeigten Datenverarbeitungsanlage gehören unter anderem das Verarbeitungswerk Q und der daran angeschlossene Speicher S. Die übrigen an das Verarbei-

tungswerk Q angeschlossenen Einrichtungen sind mit »Z« bezeichnet. Die Anforderungen werden zunächst der Dringlichkeitssteuereinrichtung D zugeführt, welche zu deren Berücksichtigung mit dem Verarbeitungswerk Q zusammenarbeitet. Zur Dringlichkeitssteuereinrichtung D gehören das Eingangsregister ER, die Auswahlschaltung W, der Codierer K, das Ausgangsregister AR und der Vergleicher V. Das Eingangsregister ER hat je Dringlichkeitsstufe eine 1-Bit-Speicherstelle. Es kann daher je Diinglichkeitsstufe gerade eine Anforderung einspeichern. Die an das Eingangsregister ER angeschlossene Auswahlschaltung W wählt dann unter mit solchen Einspeicherungen versehenen Speicherstellen diejenige aus, die der höchsten Dringlichkeitsstufe zugeordnet ist. Zweckmäßigerweise wird hierfür eine Auswahlschaltung benutzt, die genauso viel Eingänge hat, wie 1-Bit-Speicherstellen vorhanden sind. Jeder Eingang ist individuell an eine solche Speicherstelle angeschlosse ι. Entspricht dabei die Reihenfolge dieser

Eingänge der Reihenfolge der Dringlichkeitsstufen für abnehmende Dringlichkeit, so hat die Auswahlschaltung gegebenenfalls durch einen Auswahlvorgang diejenige ihrer Wahlstufen auszuwählen, die mit einer Speicherstelle verbunden ist, die eine Anforde-

rung aufgenommen hat und die in der Reihenfolge an vorderster Stelle liegt. Sie kann dann dadurch, daß sie diese Wahlstufe dem an sie angeschlossenen Codierer K angibt, die Anforderung der jeweils

höchsten Dringlichkeit berücksichtigen. Der Codierer K bildet dann aus dieser Angabe ein Codezeichen, das er zum Vergleicher V liefert. Dieses Codezeichen hat weniger Zeichenelemente, als Dringlichkeitsstufen vorgesehen sind. Sind z. B. ν Dringlichkeitsstufen vorgesehen, so weist das Ein gangsregister χ Speicherstellen auf und die Auswahlschaltung weist ebenfalls χ Wahhtufen auf. Vom Eingangsregister ER führen dementsprechend χ Leitungen zur Auswahlschaltung W und von dort führen χ Leitungen zum Codierer K. Vom Codierer K führen dagegen weniger Leitungen zum Vergleicher V und auch zum Ausgangsregister A R, nämlich k Leitungen. Im Ausgangsregister AR ist ein entsprechendes Codezeichen enthalten, das die Dringlichkeit des gerade laufenden Programmabschnitts angibt. Zum Vergleich wird auch dieses Codezeichen dem Vergleicher V zugeführt. Wird die zugehörige Dringlichkeit durch die faltweise mittels eines Codezeichens weitergegebene Dringlichkeit übertroffen, so wird das vom Codierer K gelieferte Codezeichen in das Ausgangsregister A R eingeschrieben. Hierzu liefert der Vergleicher V ein Signal an die Schaltstelle ar, die in die k Leitungen eingefügt sind, die vom Codierer K zum Ausgangsregister A R führen. Außerdem liefert der Vergleicher V zugleich auch ein Programmunterbrechsignal an das Verarbeitungswerk Q. das die Programmunterbrechung auslöst. Das in das Anforderungsregister A R eingeschriebene Codezeichen kann auch dem Verarbeitungswerk Q zugeführt werden und dort von einem zugehörigen Register A aufgenommen werden, damit es noch weiter ausgenutzt werden kann, z. B. für spätere Programmunterbrechungen. Mit der Programmunterbrechung sind in der Regel vom Verarbeitungswerk einerseits Daten über den bis dahin erreichten Programmschritt des unterbrochenen Programms in ein nicht gezeigtes Zwischenregister abzuspeichern, damit dieses Programm später weitergeführt werden k?nn. Hierbei wirkt gegebenenfalls noch das ursprünglich im Anforderungsregister AR stehende Codezeichen mit. und zwar bevor es durch ein neues Codezeichen ersetzt wird. Andererseits sind auch Daten über den ersten abzuwickelnden Programmschritt des unterbrechenden Programms von der anfordernden Stelle aufzunehmen. Welche Stellen hier bei in Frage kommen, wird noch angegeben werden. Die bei einer Programmunterbrechung berücksichtigte Anforderung wird jeweils gelöscht, und zwar wenn das zugehörige Programm abgearbeitet ist.

Die Auswahlschaltung W und der Vergleicher V werden zweckmäßigerweise jeweils durch ein Betriebstaktsignal in Tätigkeit gesetzt, das jeweils derart gerade vor Beginn des nächsten Programmabschnitts des laufenden Programms geliefert wird, daß gegebenenfalls das Programm rechtzeitig unterbrochen werden kann. Derartige Betriebstaktsignale fallen in Datenverarbeitungsanlagen bei der Steuerung der Datenverarbeitung an und können für den angegebenen Zweck mit ausgenutzt werden. Sie können z. B. den in die zum Empfangsregister ER führenden Leitungen eingefügten Schaltstellen el. el und e~i gegebenenfalls zugeführt werden und bewirken dann eine zeitgerechte Eingabe von Anforderungen in dieses Eingangsregister."bie Schaltstelle el ist in die Leitungen r eingefügt, über die dieses Eingangsregister ER mit dem Register A des Verarbeitunsswerkes Q verbunden ist. Über die Leitungen t können daher im Verarbeitungswerk Q anstehende Anforderungen zur Programmunterbrechung dem Eingangsregister ER zugeführt werden. Anforderungen, die von den peripheren Einrichtungen P der Datenverarbeitungsanlage kommen, werden z. B. zunächst dem Anforderungsregister FR zugeführt, das dem Eingangsregister ER vorgeschaltet ist. Das Anforderungsregister FR dient zu deren vorübergehenden Aufnahme. Durch Steuerung der in die χ Leitun-

gen eingefügten Schaltstelle ρ 2 durch Betriebstaktsignale können solche Anforderungen ebenfalls zeitgerecht dem Eingangsregister ER zugeführt werden. Die Arbeitsweise der peripheren Einrichtungen kann dadurch vor. besonderen Zeitbedingungen freigehalten werden, die im Zusammenhang mit vorgesehenen Programmunterbrechungen sonst unter Umständen erforderlich wären. Es kann auch auf andere Weise erzielt werden, daß Anforderungen von peripheren Einrichtungen zu beliebigen Zeilpunkten dem Ein-

«o gangsregister ER zugeführt werden können, wobei das Anforderungsregister FR nicht benötigt wird. Hierzu wird z. B. jeweils der Vergleicher V dazu ausgenutzt, eine zeitgerechte Abfrage zu erzielen. Es ist nocA die Schaltstelle <?3 vorgesehen, die

»5 ebenfalls in t Leitungen eingefügt ist, nämlich in die Leitungen ρ 1. Diese Leitungen führen vom Anforderungsregister einer parallel arbeitenden anderen Datenverarbeitungsanlage her. Es ist also die gezeigte Datenverarbeitungsanlage durch eine parallel arbeitende Datenverarbeitungsanlage ergänzt, die insbesondere zur Sicherung der Datenverarbeitung benutzt werden kann. In diesem Falle ist auch eine zusätzliche Sicherheit vorhanden, daß anstehende Anforderungen zur Programmunterbrechung tatsäch-

Hch richtig berücksichtigt werden. Hierzu werden über die Leitungen ρ 2 außerdem auch in entsprechender Weise vom Anforderungsregister FR Anforderungen zum Empfangsregister der parallel arbeitenden anderen Datenverarbeitungsanlage weiterge-

leitet. Dabei sorgen die Anforderungsregister dafür, daß in beiden Datenverarbeitungsanlagen Taktzeit von den Eingangsregistern ER die gleiche Anforderung aufgenommen wird. Dadurch wird vermieden, daß die eine Datenverarbeitungsanlage eine andere Anforderung berücksichtigt als die andere und dadurch gleichzeitig unterschiedliche Programmabschnitte abwickeln.

Es ist bereits bekannt, dall programmgesteuerte Datenverarbeitungsanlagen zur Steuerung von Fern-Sprechvermittlungen benutzt werden können. Es kann daher auch eine Datenverarbeitungsanlage, die mit der vorstehend beschriebenen Dringlichkeitssteuereinrichtung ausgerüstet ist. für diesen ZwecV herangezogen werden. In einer Fernsprechvermitt· lung treten .Anforderungen für die Abwicklung voi Programmen verschiedenster Art auf. wobei dies< Anforderungen ebenfalls unterschiedliche Dringlich keit aufweisen. So können z. B. Anforderungen fü die interne Abwicklung von Vermittlungsaufträgen Anforderungen für Venvaltungsprogramme und fü Verkehrsmessungen und Anforderungen für Routine Prüfungen und Routineumschaltungen redundante Einrichtungen die niedrigste Dringlichkeit haber Anforderungen für Programme zum Datenausiäusc mit peripheren Einrichtungen und Anforderunge zum Prüfen peripherer Einrichtungen können ό'. gegen demgegenüber höhere Dringlichkeit haben.
Anforderungen für Programme zur Zusammei

arbeit mit einer Ersatzschalteeinrichtung zur Ersatzschaltung peripherer Einrichtungen und Anforderungen für Programme zur Bearbeitung von Fehlern, die zsvar zentral gemeldet wurden, aber periphere Einrichtungen br'reffen, können noch höhere Dringlichkeit haben. Anforderungen für Programme zur Zusammenarbeit für eine Ersatzschalteeinrichtung für die Zentrale und Anforderungen für Prograrrme geBearbeitung von Fehlern, die für die Zentrale gemeldet wurden, können höchste Dringlichkeit haben. Anforderungen für noch andere Programme können sinngemäß in die vorstehend angegebenen Dringlichkeitsstufen eingestuft werden oder auch in besondere Zwischenstufen eingestuft werden. Auch die bereits angegebenen einzelnen Dringlichkeitsstufen können jeweils in sich noch in weitere Dringlichkeitsstufen

aufgeteilt werden. Je mehr Dringlichkeitsstufen sich dabei ergeben, um so vorteilhafter ist die Anwendung der Erfindung, da wegen der Benutzung eines Eingangsregisters und der Benutzung von bestimmten Codezeichen sich Einsparungen an Aufwand ergeben. Wenn z. B. die Codezeichen wie binär codierte Zahlen gebildet sind, deren Wert jeweils eine Dringlichkeitsstufe angibt, so ist die Einsparung an Zeichenelementen relativ um so größer, je größer die Anzahl der vorgesehenen Dringlichkeitsstufen ist. Dem entspricht die Einsparung an Schaltelementen, die die Zeichenelemente auszuwerten haben. Der Vefgleicher V kann wie ein Vergleicher arbeiten, der jeweils zwei binär codierte Zahlen zu vergleichen hat und der in an sich bekannter Technik aufgebaut werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 520'351

Claims (7)

2 002 Γ65 Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanlage, in der mit verschiedener Dringlichkeit versehene Programme abschnittsweise abgewickelt werden, die mindestens ein Verarbeitungswerk und einen Speicher sowie eine Dringlichkeitssteuereimichtung aufweist, die Eingänge für Anforderungen unterschiedlicher Dringlichkeit aufweist und einen Vergleicher zur Lieferung von Programmunterbrechsignalen auf Grund des Vergleichs der Dringlichkeit anstehender Anforderungen mit der Dringlichkeit des gerade laufenden Programmabschnitts hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Dringlichkeitssteuereinrichtung (D) zu einem Eingangsregister (ER) führen, das je Dringlichkeitsstufe eine I-Bit-Speiclierstelle zur Aufnahme einer Anforderung hat, daß an das Eingangsregister (ER) eine Auswahlschaltung (W) angeschlossen ist, die fallweise die Anforderung jeweils höchster Dringlichkeit zu ihrer Berücksichtigung mit Hilfe eine^ Codierers (K) in Form eines Codezeichens weitergibt, das weniger Zeichenelemente hat, als Dringlichkeitsstufen vorgesehen sind, daß solche Codezeichen im Vergleicher (V} mit dem in einem Ausgangsregister (AR) enthaltenen Codezeichen verglichen werden, das die Dringlichkeit ues gerade laufenden Programmabschnittes angibt, das beim Übertreffen dieser Dringlichkeit dutvh die fallweise weitergegebene Dringlichkeit das diese Dringlichkeit angebende Codezeichen in das Ausgangsregister (A R) eingeschrieben wird und der Vergleicher (V) ein Programmunterbrechsignal an das Verarbeitungswerk (Q) liefert.

2. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Programmunterbrechung vom Verarbeitungswerk (Q) einerseits Daten über den bis dahin erreichten Programmschritt des unterbrochenen Programms in ein Zwischenregister abgespeichert werden und andererseits Daten über "den ersten abzuwickelnden Programmschritt des unterbrechenden Programms von der anfordernden Stelle aufgenommen werden.

3. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung (W) und der Vergleicher (V) jeweils durch ein Betriebstaktsignal in Tätigkeit ge- so setzi werden, das jeweils derart gerade vor Beginn des nächsten Programmabschnitts des laufenden Programms geliefert wird, daß gegebenenfalls das Programm rechtzeitig unterbrochen werden kann.

4. Datenverarbeitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingangsregister (ER) der Dringlichkeitssteuereinrichtung (D) im Verarbeitungswerk (Q) anfallende Anforderungen zur Programmunterbrechung zugeführt werden.

5. Datenverarbeitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingangsregister (ER) ein Anforderungsregister (FR) vorgeschaltet ist, das zur vorübergehenden Aufnahme von Anforderungen dient, die von peripheren Einrichtungen (P) körnigen und daß vom Anforderungsregister (FR) Anforderungen mittels Betriebstaktsignalen zeitgerecht an das Eingangsregister (ER) weitergegeben werden.

6. Datenverarbeitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zur Steuerung einer Fernsprechvermittlung dient, dadurch gekennzeichnet, daß Anforderungen für die interne Abwicklung von Vermittlungsaufträgen, Anforderungen für Verwaltungsprogramme und für Verkehrsmessungen und Anforderungen für Routineprüfungen und Routineumschaltungen redundanter Einrichtungen niedrigste Dringlichkeit haben, daß Anforderungen für Programme zum Datenaustausch mit peripheren Einrichtungen und Anforderungen zum Prüfen periphcrer Einrichtungen höhere Dringlichkeit haben, daß Anforderungen für Programme zur Zusammenarbeit mil einer Ersatzschalteeinrichtung zur Ersatzschaltung peripherer Einrichtungen und Anforderungen für Programme zur Bearbeitung von Fehlern, die zwar zentral gemeldet wurden, aber periphere Einrichtungen betreffen, noch höhere Dringlichkeit haben, und daß Anforderungen für Programme zur Zusammenarbeit für eine Ersatzschalteeinrichtung für die Zentrale und Anforderungen für Programme zur Bearbeitung von Fehlern, die für die Zentrale gemeldet wurden, höchste Dringlichkeit haben.

7. Datenverarbeitungsanlage nach einem eier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine parallel arbeitende Datenverarbeitungsanlage ergänzt ist, daß die dort von peripheren Einrichtungen eintreffenden Anforderungen dem Eingangsregister (ER) zugeleitet werden und daß in ent prechender Weise auch dorthin Anforderungen weitergeleitet werden.