DE2126206C3

DE2126206C3 - Datenverarbeitungseinrichtung mit Speicherschutzanordnung

Info

Publication number: DE2126206C3
Application number: DE2126206A
Authority: DE
Inventors: Alun John Broadstone Dorset Cole; David Cockburn London Cosserat; John Michael Windsor Berkshire Cotton
Original assignee: PLESSEY HANDEL und INVESTMENTS AG ZUG (SCHWEIZ)
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1970-05-26
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1980-09-11
Also published as: US3787813A; NL7107280A; CA926018A; DE2126206A1; GB1329721A; ZA713254B; SE449668B; DE2126206B2; JPS5232213B1

Description

(a) eine erste Adressierungseinrichtung (IR, G14, SELB, (MCR), GZ, MILL, OPREG, G4, MILL, GS, SDIREG, G 9, SIH) in der Datenverarbeitungseinheit, die einen Speicherplatz it> einer für einen von der Datenverarbeitungseinheit auszuführenden Prozeß reservierten Segmenthinweistabelle durch Bildung der Adresse dieses Speicherplatzes aus einer in dem ersten der vorhandenen Fähigkeitsregister gespeicherten Basis-Speicheradresse und aus einem im Befehlsregister enthaltenen Indexwert adressiert,

(b) eine zweite Adressierungseinrichtung {\iPROG, G14, SELB, (WCR 6), G 3, MILL, OPREG, G 4, MILL, GS, SDIREG, G 9, SIH) in der Datenverarbeitungseinheit, die eine Hauptfähigkeitstabelle (MCT) mit Eintragungen zur Festlegung der Segmentgrenzen für jedes Informationssegment im Speicher durch Bildung der Adresse einer Eintragung aus der Basisspeicheradresse in einem Hauptfähigkeitsregister und einem von der ersten Adressierungseinrichtung aus der Segmenthinweistabelle gelesenen Indexwert adressiert, wobei das Hauptfähigkeitsregister die Basis- und Endspeicheradresse der Hauptfähigkeitstabelle enthält und

(c) eine Fähigkeitsregister-Ladeeirrichtung (IR, G17, SELB, SDH, GlO, G19, G16) in der Datenverarbeitungseinheit, die beim Auftreten eines Fähigkeitsregister-Ladebefehls die von der zweiten Adressierungseinrichtung adressierte Information in das von einer im Fähigkeitsregister-Ladebefehl enthaltenen Identitätsinformation angegebene Fähigkeilsregister (WCR 2) lädt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenverarbeitungseinrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs.

In »Electrical Communication«, Vol.42, Nr. 2, 1967, Seiten 193 bis 203 ist eine Datenverarbeitungseinrichtung beschrieben, in der eine Speicherschutzanordnung verwendet wird, die von Registern Gebrauch macht, die obere und untere Grenzen von Speicherbereichen festlegen, die jeweils einem Programm zugeordnet sind. Wenn bei der Ausführung eines Befehls ein Speicherzugriff ausgeführt werden muß, wird die Adresse automatisch mit dem Inhalt der die Speicherbereichsgrenzen festlegenden Register verglichen. Die Speicherschutzanordnung ist dabei so aufgebaut, daß bei der Verschiebung von Programmsegmenten zahlreiche Referenzadressen geändert werden müssen, um einen ungehinderten weiteren Betrieb wie vor der Verschiebung zu gewährleisten.

In »Spring joint Computer Conference« 1968, Seiten

245 bis 251 ist ein Datenverarbeitungseinrichtung

5. beschrieben, in der jedem durchzuführenden Job ein Stapel zugeordnet ist; diese Stapel sind nach Art einer Baumstruktur organisiert

Für eine solche Struktur ist es typisch, daß bei einer Verschiebung von Informationen und von Informations-ίο stapeln eine Nachdatierung aller an der Baumstruktur beteiligten Adressen notwendig ist, damit die verschobene Information innerhalb der Baumstruktur nach der Verschiebung wieder aufgefunden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Datenverarbeitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß eine Umspeicherung von jeweils einem bestimmten Prozeß zugeordneten Informationssegmenten ermöglicht wird, ohne daß ein Änderung zahlreicher Referenzadressen erforderlich ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
In der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungseinrichtung enthält eines der Fähigkeitsregister eine Information, die die Basis- und Endadresse eines Informationssegments angibt, das eine Segmenthinweistabelle enthält, die sich speziell auf den von der Datenverarbeitungseinrichtung durchzuführenden Prozeß bezieht. Ein zweites Fähigkeitsregister enthält eine Information, die die Basis- und Endadressen eines Informationssegements angibt, das eine Hauptfähigkeitstabelle enthält Diese Hauptfähigkeitstabelle enthält die Definitionen für die Informationssegemente im Speicher, was im Gegensatz zur Segmenthinweistabelle steht, die eine Liste von Datenwörtern enthält, die als Hinweise zur Angabe verschiedener Eintragungen in der Hauptfähigkeitstabelle benutzt werden. Die Verwendung einer einzigen Hauptfähigkeitstabelle, auf die mit Hilfe von Hinweiscodegruppen aus den einzelnen Segmenthinweistabellen Bezug genommen wird, verringert die Schwierigkeiten, die durch Informationssegmentverschiebungen hervorgerufen. Durch eine Änderung einer entsprechenden Eintragung in der Hauptfähigkeitstabelle kann die Verschiebung eines Informationssegments in vollem Umfang berücksichtigt werden. Die neue Eintragung in der Hauptfähigkeitstabelle legt dann die Segmentgrenzen für das verschobene Informationssegment fest. Weitere Adressenänderungen sind nicht erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Zentraleinheit einer Datenverarbeitungseinrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 die Anordnung der Fähigkeitsregister der Datenverarbeitungseinrichtung,

F i g. 3 eine typische Zuordnungsanordnung für den Zugriffsartcode einer Speichersegment-Bezeichnungsinformation,

F i g. 4 den Aufbau eines Befehlsworts,
Fig.5 ein Diagramm der Operationen, die beim Laden eines Fähigkeitsregisters im Arbeitsspeicher unter Verwendung der Segmenthinweistabelle für reservierte Speichersegmente und der Hauptfähigkeitstabelle ausgeführt werden, und

Fig.6 ein Flußdiagramm des Befehls zum Laden eines Fähigkeitsregisters im Arbeitsspeicher.

In der nachfolgenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die folgendermaßen definiert sind:

Der Begriff »Speichersegment-Bezeichnungsinformation« wird für eine Informationsgröße benutzt, die die Grenzadressen, also die Basisadresse und Endadresse eines Speichersegments sowie eine Zugriffsart-Codegruppe angibt, die anzeigt, welche Zugriffsart (beispielsweise nur Lesen, Lesen und Schreiben) bei dem von begleitenden Adressen angegebenen Segment zulässig ist

Der Begriff »Fähigkeitsregister« bezeichnet ein für Speicherschutzzwecke benutztes Register in der Datenverarbeitungseinrichtung, das eine Speichersegment-Bezeichnungsinformation speichert und zur Steuerung der Datenverarbeitungseinrichtung beim Zugriff auf das Speichersegment benutzt wird.

Eine »Hauptfähigkeitstabelle« ist eine Liste, die für Jedes Informationssegment im Speicher eine Eintragung enthält; jede dieser Eintragungen enthält ihrerseits Basis- und Endadressen des entsprechenden Informationssegments. Ferner enthält jede Eintragung eine Prüfcodegruppe mit einer charakteristischen Beziehung zu den Basis- und Endadressen der Eintragung.

Eine »Segmenthinweistabelle für reservierte Segmente« ist eine Tabelle mit einer Anzahl von Einwort-Eintragungen, von denen jede aus einer Hinweis-Codegruppe und einer Zugriffsart-Codegruppe besteht Die Hinweis-Codegruppe definiert einen Indexwert der auf die Basisadresse des Speichersegments bezogen ist, in dem die Hauptfähigkeitstabelle gespeichert ist Für jedes Programm ist wenigstens eine Hinweistabelle auf reservierte Segmente vorhanden; jede Hinweistabelle stellt praktisch eine Liste aller Segmente dar, auf die ein bestimmtes Programm einen Zugriff ausüben darf.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1, die aus zwei Seite an Seite nebeneinander zu liegenden Fig. la und Ib besteht wobei Fig. Ib rechts liegen soll, erfolgt nun eine kurze allgemeine Beschreibung der Zentraleinheit (CPU) der zu beschreibenden Datenverarbeitungseinrichtung.

Allgemeine Beschreibung

Die Zentraleinheit CPU besteht aus einem Befehlsregister IR, einer Registergruppe aus Akkumulator/Arbeitsregister ACCSTK, einem Ergebnisregister RESREG, einem Operandenregister OPREG, einem Mikroprogramm-Leitwerk \i.PROG, einem Rechenwerk MILL, einer Datenvergleichsschaltung COMP, einem Speicherdaten-Eingangsregister SDIREG sowie aus zwei Speicherschutzregistergruppen BASESTK und TC/LMTSTK. Typischerweise können die drei Registergruppen (ACCSTK, BASESTKund TCLMTSTK) unter Verwendung sogenannter Zwischenspeichereinheiten aufgebaut sein, und diese Zwischenspeichereinheiten sind mit Zeilenauswahlschaltungen (SELA, SELB und SELL) ausgestattet, die die Verbindung des geforderten Registers mit den Eingangs- und Ausgangsleitungen der Gruppe steuern.

Zur leichteren Darstellung ^ind die verschiedenen Datenwege in Fig. la und Fig. Ib als einzelne Leiter dargestellt, doch ist die Zentraleinheit CPU für eine Parallelverarbeitung organisiert. Die Zentraleinheit CPU besitzt eine sogenannte Hauptvielfachleitung MHW, eine Speichereingangs-Vielfachleitung SIH und eine Speicherausgangsvielfachleitung SOH. Jede dieser Vielfachleitungen umfaßt typischerweise 24 Bits entsprechend der Größe eines gespeicherten Worts. Beide Speichervielfachleitungen enthalten zusätzlich Steuersignal-Vielfachleitungen SIHCS bzw. SOHCS. Die Speichereinheit ist in F i g. 1 nicht dargestellt; es soll angenommen werden, daß die Zentraleinheit CPU über die Speicherausgangs-Vielfachleitung SOH und die Speichereingangs-Vielfachleitung SlH mit beispielsweise einem Feld von Speichermoduln verbunden ist Auch ist in den Fig. la und Ib nur eine Zentraleinheit CPU dargestellt doch kann die hier beschriebene Lehre auch

ίο bei einem sogenannten Multiprogrammverarbeitungssystem angewendet werden, wobei jede Zentraleinheit CPU mit ihrem eigenen Sammelschienensystem ausgestattet ist und der Zugriff auf jeden Speichermodul über eine Zyklusverteilungseinheit erfolgt damit gleichzeitige Zugriffe auf den Speicher der Zentraleinheit CPU aufgelöst werden.

Den verschiedenen Vielfachleitungen sind mehrere Und-Schaltungen wie G10 (das sind jene Schaltungen, die mit der Zahl 2 bezeichnet sind) zugeordnet, die von Mikroprogrammsignalen gesteuert werden. Es sei bemerkt daß jede Schaltung in der Praxis aus 24 Schaltungen besteht, wobei für jede Leitung der für 24 Bits ausgelegten Vielfachleitung eine Schaltung vorgesehen ist. Diese Schaltungen werden dabei unter der Steuerung durch das Mikroprogramm so aktiviert, daß sie das Einschreiben von Daten auf den verschiedenen Vielfachleitungen in die ausgewählten Register nach Bedarf erlauben. Die Und-Verknüpfung, beispielsweise in der Und-Schaltung G 6, ist auch am Ausgang der Register und Registergruppen vorgesehen, damit ein wahlweises Verbinden der verschiedenen Register mit dem Rechenwerk MILL ermöglicht wird. In den F i g. 1 a und Ib sind auch mehrere Oder-Schaltungen (das sind jene Schaltungen, die mit der Zahl 1 bezeichnet sind) dargestellt, die nur zu Trennzwecken verwendet werden, damit zwei oder mehrere Signalwege über eine ODER-Verknüpfung zu einem Eingangsweg zusammengeführt werden können.

Akkumulatorgruppe A CC STK

Diese Zwischenspeichereinheit wird zur Bildung mehrerer Akkumulatorregister, Maskenregister und Modifizierungsregister verwendet, und das geforderte dieser Register kann entweder unter Steuerung durch das Mikroprogramm oder die Steuerfeldbits eines Befehlsworts ausgewählt werden. In der Akkumulatorgruppe ACCSTK sind auch ein Befehlszählregister SCR sowie zusätzliche Register wie ein Zeitplat-Taktregister und ein Programm-Taktregister enthalten. Diese zuletzt genannte Registergruppe ist nur unter der Steuerung durch das Mikroprogramm oder über einen besonderen Befehl auswählbar. Das geforderte Register wird dadurch ausgewählt, daß ein Auswahlcode zur Zwischenspeicher-Auswahlschaltung SELA geleitet wird, der das geforderte Register mit den Eingangs- und Ausgangspfaden der Zwischenspeichereinheit verbindet.

Basisregistergruppp BASESTK

Diese Zwischenspeichereinheit wird dazu verwendet eine Anzahl von »halben« Fähigkeitsregistern für die Zentraleinheit CPU zu bilden. Als Speicherschutzanordnung sind mehrere Fähigkeitsregister vorgesehen, von denen jedes eine Segmentbezeichnung festhält die aus einer Basisadresse, einer Endadresse und einer die erlaubte Zugriffsart angebenden Codegruppe besteht Die Basisregistergruppe enthält die Basisadressen aller in einer Verarbeitungseinheit vorgesehenen Fähigkeits-

register. Auf der linken Seite von F i g. 2 sind die in dieser Gruppe enthaltenen halben Fähigkeitsregister dargestellt; sie bestehen aus sogenannten Arbeitsspeicherfähigkeitsregistern WCR 0 bis WCR 7 und aus einer Anzahl von Registern mit verdeckter Fähigkeit. Es sind nur zwei dieser Register mit verdeckter Fähigkeit, nämlich die Register DCR und MCR, dargestellt, da nur diese zwei für das Verständnis der hier beschriebenen Anordnung von Bedeutung sind. Die Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister können von Auswahlcodes im Befehlswort ausgwählt werden, während die Register mit verdeckter Fähigkeit nur über besondere Befehlswortsteuercodes und über vom Mikroprogramm erzeugte Auswahlcodes ausgewählt werden können.

Die Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister werden dazu verwendet, Speichersegment-Bezeichnungsinformationen zu speichern, die die Arbeitsbereiche des Speichers definieren, auf die der Zugriff des derzeitigen Zentraleinheitsprogramms erfolgen muß. Eines oder mehrere der Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister wird zum Speichern einer Bezeichnungsinformation verwendet, die als eine Segmenthinweistabelle RSPT für reservierte Segmente definiert ist, deren Bedeutung später noch beschrieben wird. Auch kann das Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister SCR7 beispielsweise zum Festlegen des laufenden Programmsegments verwendet werden.

Die Register mit verdeckter Fähigkeit werden dazu verwendet, die Segment-Bezeichnungsinformationen zu speichein, die Verwaltungsbereiche festlegen. Typischerweise speichert das Fähigkeitsregister DCR die Bezeichnungsinformation, die einen Programmauszugs-Bereich festlegt. Das andere Register mit verdeckter Fähigkeit, das für die hier beschriebene Anordnung von Bedeutung ist, ist das Hauptfähigkeitstabellenregister MCR, dessen Verwendung später ersichtlich wird.

Jede Basisadresse eines Fähigkeitsregisters bezeichnet mit 8 Bits den Speichermodul, in dem sich das Segment befindet, und mit 16 Bits die Basis- oder Anfangsadresse diesen Segments.

Zugriffsart-Code/Endadressen-Gruppe TC/LMTSTK

Diese Gruppe bildet die andere Hälfte der Fähigkeitsregister, und sie ist auf der rechten Seite von F i g. 2 dargestellt. Jedes Fähigkeitsregister wird von einer entsprechenden Zeile sowohl in der Basisgruppe als auch in der Zugriffsart-Code/Endadressen-Gruppe gebildet. Jeder Zugriffsart-Code/Endadressen- Abschnitt eines Fähigkeitsregisters gibt folgendes an: (a) Die Art des zulässigen Zugriffs zu dem Segment (mit 8 Bits) und (b) die Endadresse (mit 16 Bits) des Segments in den von der Basisadresse festgelegten Speichermodaln.

Fig.3 zeigt typische Codegruppen für erlaubte Zugriffarten. Die 8 Bits umfassende Zugriffsart-Codegruppe ist in drei Abschnitte unterteilt, nämlich (I) in den Abschnitt PS, der den zulässigen Speicherbetrieb angibt, (II) in den Abschnitt DT, der die Datenart angibt, und (III), den Abschnitt RTE, der eine Leitinformation enthält.

Der Abschnitt PS, der den zulässigen Speicherbetrieb angibt bestimmt typischerweise den reinen Speicherlesebetrieb (STRJl den reinen Speicherschreibbetrieb (STW) oder den Speicherlese- und Speicherschreibbetrieb (STRAV).

Der Datenartabschnitt DT bestimmt typischerweise, daß das Segment aus Daten (D) besteht, daß das Segment aus einem Programm (P, d. h. aus Befehlswörtern) besteht, oder das das Segment eine für ein Programm reservierte Segmenthinweistabelle PRSP'isl. Der letzte Abschnitt der Zugriffsart-Codegruppe der Leitabschnitt RTE, bestimmt die Verwaltungsart des Segments, wobei typischerweise angezeigt wird, daß das Segment (a) ein normales Speicherbetriebssegment NSO (beispielsweise eine Datei), (b) ein Warteschlangensegment Q, das Datenpaktet nach dem Prinzip »zuletzt herein — zuletzt hinaus« speichert, (c) ein Programmauszugsbereich DUMP, der im Falle einer

ίο Unterprogrammverschachtelung nach dem Warteschlangenprinzip betrieben werden kann oder (d) ein internes Registersegment IR ist

Zur Festlegung der verschiedenen Segmentarten werden gewisse Kombinationen von Segmenten PS der zulässigen Speicherart) von Datenartsegmenten D7und Leitsegmenten RTE verwendet; offensichtlich sind dabei gewisse Kombinationen ungültig. Die Zugriffsart-Codegruppen werden in der Mikroprogrammeinheit \iiPROG dazu verwendet die Art der Operation zu prüfen, die bei jedem Speicherzugriff erforderlich ist, um zu verhindern, daß nicht autorisierte Zugriffe erfolgen. Die Bedeutung gewisser Zugriffsart-Codegruppen wird später ersichtlich, wenn der Vorgang bei einem Befehl zum Laden eines Fähigkeitsregisters beschrieben wird.

Ergebnisregister RES REG

Dieses Register wird über Und-Gatter G 15 von der Vielfachleitung MHw der Zentraleinheit CPU gespeist, und es kann zur vorübergehenden Speicherung des Ergebnisses einer Rechenoperation verwendet werden.

Operandenregister OPREG

Dieses Register kann entweder über Und-Schaltungen G 2 von der Hauptvielfachleitung MHW der Zentraleinheit CPU oder über Und-Schaltungen G12 von der Speicherausgangs-Vielfachleitung SOH gespeist werden, und es kann als Zwischenregister bei der Bildung einer Speicherzugriffsadresse verwendet werden. Das Befehlswort wird in dieses Register eingegeben, wenn es aus dem Speicher ausgelesen wird

Befehlsregister IR

Dieses Register wird zum Speichern der Steuerbitfelder eines Befehlsworts verwendet Jedes Befehlswort besteht aus einer Anzahl von Steuerfeldern und einem Indexwert. F i g. 4 zeigt ein typisches Befehlswort Die 24 Bits eines Befehlsworts sind in acht Indexbits (OS) und in 16 Steuerbits (CF) unterteilt Die Steuerbits CF sind wiederum in fünf Steuerfeldabschnitte unterteilt

Die Bits 9 bis 11 bilden ein Arbeitsspeicherauswahlfeld WCRA für ein Fähigkeitsregister, wobei dieses Auswahlfeld das Fähigkeitsregister festlegt das die Segment-Bezeichnungsinformation enthält auf die sich der Indexwert des Befehlsworts bezieht Dieses Auswahlfeld ist sowohl in der Basisgruppe BASESTK als auch in der Zugriffsart-Code/Endadressen-Gruppe der Zentraleinheit CPU von Fig. la und Ib aktiv. Die tatsächliche Speicheradresse, die bei einem Speicherzugriffsbefehl verwendet wird, ist ein Speicherplatz, dessen Adresse von dem Indexwert festgelegt wird, der der der Basisadresse in die von den Bits des Auswahlfeldes WCRA spezifizierten Fähigkeitsregister entnommen ist

Die Bits 18 bis 20 bilden ein zweites Registerauswahlfeld SR, und sie können dazu verwendet werden, eines der Register der Akkumulatorgruppe ACCSTK von Fig. la oder ein zweites Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister in der Basisgruppe BASE STK und der Zugriffs-

art-Code/Endadressen-Gruppe TC/LMTSTK von Fig. la und Ib festzulegen. Die Bedeutung der zuletzt genannten Verwendung dieser Bits wird später noch ersichtlich.

Die Bits 21 bis 23 bilden ein Modifizierungsauswahlfeld M, und sie werden dazu verwendet, eines der Register der Akkumulatorgruppe ACCSTK festzulegen, dessen inhalt als Adressenmodifizierung verwendet werden soll. Der Wert Af=O wird zur Anzeige verwendet, daß keine Modifizierung erforderlich ist.

Das Bit 24 wird als Diskriminatorbit verwendet, das beispielsweise dazu verwendet wird, dem Indexwert als Adresse oder als Buchstabenwert auszuweisen. Dieses Bit hat keine echte Bedeutung für den Betrieb der Zentraleinheit beim Funktionieren der hier beschriebenen Anordnung, da es sich im »O«-Zustand befindet, wenn sich der Indexwert auf eine Speicheradressierung bezieht; es wird daher nicht weiter erörtert.

Die Bits 12 bis 17 bilden den Funktionscode FC des Befehlsworts, und sie werden zum Adressieren der Mikroprogrammeinheit \iPROG (Fig. Ib) vewendet, damit die Zentraleinheit CPU bei der Ausführung des geforderten Befehls gesteuert wird.

Mikroprogrammeinheit YlPROG

Diese Einheit steuert die Ablauffolge, die Registerauswahl und die Rechenwerkfunktionen, die bei der Ausführung eines Befehls erforderlich sind. Sie liefert zeitlich abgestimmte und geordnete Steuersignale an die verschiedenen Eingangs- und Ausgangsschaitungen der Register und des Rechenwerks (Leitungen AU\iS) zur Steuerung der Datenübertragung. Die Segment-Bezeichnungsinformationen werden auch dazu verwendet, die Mikroprogrammeinheit \iPROG über Leitungen CRTCzu adressieren, damit die Mikroprogrammeinheit die Speicherzugriffsoperationen überprüfen kann. Die Mikroprogrammeinheit kann auch Register aus der Akkumulatorgruppe und der Gruppe der Fähigkeitsregister auswählen; die Bedeutung dieser Operationen wird später noch ersichtlich. Schließlich werden dem Rechenwerk MILL (über Leitungen AUIS) gewisse Bedingungssignale entnommen und der Vergleichsschaltung COMP(über Leitungen CIS) zugeführt, die in der Mikroprogrammeinheit zur Ausführung der Mikroprogramme jedes Befehlszyklus verwendet werden. Die Mikroprogramm-Steuersignale sind in Fig. Ib durch die Leitungen \iPGCS zusammengefaßt dargestellt. Typischerweise kann die Mikroprogrammeinheit einen Festwertspeicher enthalten, in dem die für jede Befehls-Mikroprogrammoperation erforderlichen

Steuersignale gespeichert sind.

Rechenwerk MILL

Dieses Werk ist ein herkömmliches Rechenwerk, das parallel Rechenoperationen und logische Operationen mit Datenwörtern durchführen kann, die ihm an seinen zwei Eingängen zugeführt werden. Sein Ergebnis wird einem vom Mikroprogramm festgelegten Bestimmungsort über die Hauptvielfachleitung MHW zugeführt Die eigentlichen Operationen, die vom Rechenwerk MILL durchgeführt werden, werden von den Rechenwerk-Mikroprogrammsteuersignalen A U\iS festgelegt, die von der Mikroprogrammeinheit ^PROG erzeugt werden.

Vergleichseinheit COMP

Diese Einheit vergleicht die in das Speicherdateneingangsregister SDIREG eingegebene Adresse mit den Basis- und Endadressen der Segment-Bezeichnungsinformationen bezüglich des Speicherzugriffs, und sie vergleicht die Zugriffsart-Codegruppe mit den Speichersteuersignalen. Die Bedingungsanzeige-Ausgangssignale CIS, die von der Vergleichseinheit COMP erzeugt werden, werden als Teil der Rechenwerk-Bedingungssignale AUCS in die Mikroprogrammeinheit \lPROG eingegeben. Die Bedeutung der Funktion der Vergleichseinheit wird unten noch erkennbar.

Speicherdateneingangsregister SDI REG

Dieses Register wirkt als Ausgangsregister für die von der Zentraleinheit zum Speicher zu gebenden Daten, und die zur Übertragung zum Speicherwerk bestimmten Daten werden in diesem Register vor ihrer Übertragung zum Speicher über die Speichereingangsvielfachleitung SIH gesammelt.

Es erfolgt nun ein Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Anordnung bei der Durchführung eines Ladebefehls für ein Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister.

Befehl »Lade Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister«

Die zur Durchführung dieser Befehlsoperation erforderlichen Prozeduren werden im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben; die von der Zentraleinheit CPi/ausgeführten tatsächlichen Vorgänge werden im Zusammenhang mit den Fig. la und Ib beschrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig.5 erfolgt zunächst eine Übersicht über die wesentlichen Operationen des Befehls »Lade Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister« (LD WCR). Das Format des Befehlsworts IW für den Befehl LD WCR ist in F i g. 5 oben dargestellt. Das Befehlswort /IVenthält folgende Informationen:

Bits 1 bis 8 bezeichnen die Indexwerte (X), die sich auf die Hinweistabelle RSPT für reservierte Segemente beziehen, Bits 9 bis 11 bezeichnen das Fähigkeitsregister (WCRA), das die Segment-Bezeichnungsinformation für die Hinweistabelle für reservierte Segmente enthält,

Bits 12 bis 17 bezeichnen die Funktionscodegruppe des Befehls »Lade Arbeitsspeicher-Fähig

keitsregister,

Bits 18 bis 20 bezeichnen das zu ladende Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister (WCRB),

Bits 21 bis 23 bezeichnen das Modifizierungsregister, dessen Inhalt zur Modifizierung des Indexwertes X verwendet wird, wenn es erforderlich ist und

Bit 24 bezeichnet die Speicher- oder Direkt

adressierung, und es sei angenommen, daß das Bit 24 den Wert »0« hat, der anzeigt, daß der Wert von »X« als der Indexwert der Basisadresse angesehen werden soll, die in dem bezeichneten Fähigkeitsregister enthalten ist.

Die Ablauffolge des Befehls LD WCR beginnt mit einer Modifizierung des Indexwerts A"und der Bildung der Adresse der Hinweistabelle für reservierte Segmente durch Addition des Basiswerts aus dem Arbeits-Speicherfähigkeitsregister WCRB (das beispielsweise das Fähigkeitsregister WCR 6 sein kann). Die Hinweistabelle RSPT für reservierte Segmente enthält eine Liste von einzelnen Worteintragungen, die für das

laufende Programm reservierten Segmentbezeichnungen bestimmen. Jeder Eintrag besteht aus zwei Teilen, nämlich (1) der Zugriffsart-Codegruppe TC und (II) einem Wert Y, der als Hinweis auf ein reserviertes Segment bezeichnet wird. Die Zugriffsart-Codegruppe TC wird in das zu ladende Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister (beispielsweise WCR 2) eingegeben, und der Wert Y wird als Indexwert für eine nach unten erfolgende Versetzung der Hauptfähigkeitstabelle verwendet. Die Segmentbezeichnungsinformalion für die Hauptfähigkeitstabelle ist im Register MCR mit der verdeckten Fähigkeit enthalten, das unter Steuerung durch das Mikroprogramm ausgewählt wird. Der Indexwert Y wird daher zur Basisadresse der Hauptfähigkeitstabelle addiert, und der Zugriff auf die erforderliche Eintragung ist erfolgt. Jede Eintragung in der Hauptfähigkeitstabelle MCT besteht aus drei Wörtern, nämlich (I) der Adresse BASE der Segment-Bezeichnungsinformation, (II) der Endadresse LIMIT der Segmentbezeichnung und (III) dem Prüfcode CHECK für die Segmentbezeichnung. Diese drei Wörter werden nacheinander aus der MCT-Eintragung herausgelesen, und die Basisadresse BASE und die Endadresse LIMIT werden in das zu ladende Arbeitsspeicherfähigkeitsregister WCR 2 eingegeben.

Mit Bezugnahme auf Fig.6, wo ein Flußdiagramm der unter der Steuerung durch die Mikroprogrammeinheit erfolgenden Befehls-Ablauffolge und der eigentlichen Ablauffolge der von der Zentraleinheit von F i g. la und Ib ausgeführten Operationen dargestellt ist, erfolgt nun eine Beschreibung des Befehls »Lade Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister«. Alle in Fig. 6 dargestellten Schritte werden von verschiedenen Anordnungen einer Verarbeitungseinheit unter Steuerung durch Steuersignale durchgeführt, die von der Mikroprogrammeinheit \iPROG durch Aktivieren von Und-Schaltungen zu geforderten Zeitpunkten und durch Zuführen von Mikroprogrammsteuersignalen zu den verschiedenen Anordnungen erzeugt werden.

Schritt 50-Wähle nächsten Befehl

Dieser Schritt würde eigentlich als organisatorische Operation am Ende des Befehls unmittelbar vor dem Befehl LD WCR ausgeführt, jedoch ist er in F i g. 6 aufgenommen worden, um die Operation der Zentraleinheit CPU und der Speicherschutzanordnung vollständiger zu zeigen.

Bei der Steuerung der Durchführung dieses Schritts gibt die Mikroprogrammeinheit [lPROG von Fig. Ib Steuersignale ab, damit zunächst das Befehlszählregister in der Akkumulatorgruppe ACCSTK über Leitungen RSEL ausgewählt wird imH IJnd-Schahungen G1 geöffnet werden, wodurch der Befehlszählregisrerstand, der zur Zeit gerade das Befehlswort des im laufenden Programm soeben ausgeführten Befehls bildet, zum Rechenwerk MILL hingeführt wird. Dem Rechenwerk MILL wird cer Befehl erteilt, den Wert »1« zum Befehlszählregisterstand zu addieren, und durch öffnen der Und-Schaltungen G 2 wird der erhöhte Befehlszählregisterstand über die Hauptvielfachleitung MHW der Zentraleinheit CPU zum Operandenregister OPREG übertragen. Die Mikrogrogrammeinheit \iPROG wählt nun über die Leitungen CRSEL die Basisadressenhälfte des Programmfähigkeitsregisters WCR 7 (F i g. 2) aus, dais die Basisadresse der Segment-Bezeichnungsinformation für das laufende Progammsegment enthält. In diesem Zeitpunkt werden die Und-Schaltungen GZ zusammen mit den Und-Schaltungen G 4 ebenfalls geöffnet, wodurch die Basisadresse des Programmsegments und der· erhöhte Befehlszählregisterstand zu den Eingängen des Rechenwerks MILL geführt werden. Das Rechenwerk MILL erhält den Befehl, die zwei Datenwörter zu addieren, und das Ergebnis (d. h. die Summe der Basisadresse des Programmsegments und des erhöhten Befehlszählregisterstandes) wird durch öffnen der Und-Schaltungen G 5 für die Eingabe in den Speicher bereit, in das

ίο Speicherdateneingangsregister SD//?FGeingegeben.

Im Zeitpunkt der Auswahl der Basisadressenhälfte des Fähigkeitsregisters WCR 7 wird auch die andere Adressenhälfte in der Zugriffsartcode/Endadressen-Gruppe TC/LMTSTK ebenfalls ausgewählt. Nachdem die nächste Befehlsadresse in das Speicherdateneingangsregister SDIREG eingegeben worden ist, werden die Und-Schaltungen G 3 und G 6 geöffnet, so daß die Vergleichseinheit COMB die nächste Befehlsadresse mit den Endadressen des Programmsegments und den von den Eingangsleitungen SIHCS der Speichereingangsvielfachleitting spezifizierten geforderten Speicherzugriff mit der Zugriffsart-Codegruppe für das Programm vergleichen kann. In diesem Zeitpunkt sind auch die Und-Schaltungen G 7 geöffnet, wodurch die Zugriffsart-Codegruppe des Programmsegments über Leitungen CRTC der Mikroprogrammeinheit \iPROG zur Verwendung als zusätzliche Adresseninformation für die weitere Ablauffolge der Operationen zugeführt wird.

Unter der Annahme, daß die nächste Befehlsadresse gültig ist, (d. h. innerhalb der Programmsegmentgrenzen liegt), öffnet die Mikroprogrammeinheit \iFROG dia Und-Schaltungen G 9 und veranlaßt den Speicher, eine Leseoperation durchzuführen. Die Leseoperation wird von Steuersignalen an den Leitungen SlHCS bestimmt, und eine dieser Leitungen wird als Zeitgeberleitung verwendet, die in aktiviertem Zustand dem Speicher anzeigt, daß an der Speichereingangsvielfachleitung Adressierungsdaten anliegen. Der Speicher liest daher

■»ο die nächste Befehlswortadresse. Gleichzeitig mit dieser Operation öffnet die Mikroprogrammeinheit \yPROG nach Auswahl des Bcfchlszählrcgistcrs SCR in der Akkumulatorgruppe ACCSTK über die Leitungen RSEL die Und-Schaltungen G 4 und G 8, und sie ermöglicht die Zuführung des erhöhten Inhalts des Befehlszählregisters SCR über das Rechenwerk MILL und die Hauptvielfachleitung MHW in das Befehlszählregister SCR.

Das Flußdiagramm von F i g. 6 wird nun angehalten, bis der Speicher das nächste Befehlswort an der Speicherausgangsvielfachleitung SOH erzeugt. Das Anlegen des Befehlsworts an der Vielfachleitung SOH wird von Steuersignalen auf der mitgeführten Steuersignalvielfachleitung SOWCSangezeigt.

Schritt Si — Befehlsworteingabe

Wenn der Speicher das nächste Befehlswort gelesen und der Sammelschiene, an die die Zentraleinheit CPU angeschlossen ist, zugeführt hat, bewirkt die Mikropro-

grammeinheit [iPROG von Fig. Ib das öffnen der Und-Schaltungen GlO und GIl zusammen mit den Und-Schaltungen G12. Das nächste Befehlswort wird in das Befehlsregister IR (nur Bits 9 bis 24) und in das Operandenregister (Bits 1 bis 24) eingelesen. Man kann auf diese Weise erkennen, daß das Steuerfeld (Bits 9 bis 24) in das Befehlsregister IR eingegeben wird, während das gesamte Befehlswort in das Operandenregister OPREG eingegeben wird. Die Funktions-Codegruppe

FC, die diesem Fall natürlich eine Operation LD WCR (»Lade Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister«) bezeichnet, wird zur Adressierung der Mikroprogammeinheit \iPROG über die Leitungen FCI verwendet, damit die Befehlsfolge gesteuert wird.

Schritt 52-M=O?

Bei diesem Schritt wird der Zustand der Bits des Modifizierungsfeldes von der Mikroprogrammeinheit μPROG über die Leitungen ML abgefragt, damit ic erkannt wird, ob eine Modifizierung des Indexwerts X des Befehlsworts erforderlich ist. Wenn eine Modifizierung erforderlich ist, wird der Schritt 53 durchgeführt.

Schritt 53 — Modifizierung des Indexwerts ,

Bei diesem Schritt sind die Und-Schaltungen G 13, Gl und G 4 geöffnet, damit (1) das erforderliche Modifizierungsregister in die Akkumulatorgruppe ACCSTK, wie es durch die Modifizierungssteuerfeldbits M festgelegt ist, ausgewählt wird, (II) der so definierte Modifizierungswert einem Eingang des Rechenwerks MILL eingegeben wird (III) der Indexwert A^-in den anderen Eingang des Rechenwerks MILL eingegeben wird.

Das Rechenwerk MILL erhält dann den Befehl, einen Addiervorgang auszuführen, und durch Öffnen der Und-Schaltungen G 2 gelangt der modifizierte Indexwert (X+M) vom Rechenwerk MILL über die Hauptvielfachleitung MHW zum Opeandenregister OPREG und überschreibt den vorherigen Inhalt dieses Registers.

Nach Vollendung des Schritts 53 oder wenn im Schritt 52Λί=0 ist, geht das Mikroprogramm zum Schritt 54 von F i g. 6.

Schritt 54 - Bilde die RSPT-Adresse;
speichere die /?5P-Adresse

Bei diesem Schritt wird der Indexwert (oder der im Schritt 53 erhaltene Wert), der drezeit im Operandenregister OPREG von F i g. Ib enthalten ist, zur Bildung der Eintragungsadresse für die Hinweistabelle /?5/Tfür reservierte Segmente verwendet, indem die Und-Schaitungen G 14, G 3 und G 4 geöffnet werden (Bits 1 bis 8, wenn der Schritt 53 nicht duichgeführt worden ist, oder Bits 1 bis 24, wnn er durchgeführt worden ist). Das öffnen der Und-Schaltungen G 14 bewirkt die Auswahl der Basisadressenhälfte des von den Steuerfeldbits WA bestimmten Fähigkeitsregisters. Die Bezugnahme auf F i g. 5 zeigt, daß dieses Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister als das Register WCR 6 angenommen wird und daß der Auswählcode als WCRA gewählt ist. Folglich bewirkt das öffnen der Und-Schaltungen GS und C 4 von F i g. 1 a und F i g. 1 b die Zuführung der Basisadresse der Hinweisliste RSP zu einem Eingang des Rechenwerks MILL und die Zuführung des Indexwerts X+(M) im Operandenregister OPREG zum anderen Eingang des Rechenwerks MILL· Das Rechenwerk MILL erhält nun den Befehl, eine Addieroperation durchzuführen, und die Und-Schaltungen G 5 werden dann geöffnet, damit die gebildete Eintragungsadresse der Hinweistabelle RSP in das Speicherdateneingangsregister SDI- REG eingegeben wird

Schritt 55 — Zugriff erlaubt?

Bei diesem Schritt werden die Und-Schaltungen G14, G6 und G7 von Fig. la und Ib geöffnet, damit die Zugriffsart-Codegruppe für die Segment-Bezeichnungsinformation der Hinweistabelle RSPüber die Leitungen CRTC geführt wird, so daß der im Schritt S7 durchzuführende geforderte Zugriff auf das Speicherwerk gegen die Codegruppe für die zulässige Zugriffsart für das Segment durch die Vergleichseinheit COMP geprüft werden kann. Die tatsächliche Zugriffsart-Codegruppe ist natürlich diejenige einer Hinweistabelle für reservierte Segmente, und F i g. 3 zeigt, daß (1) der Speicher nur gelesen werden kann (d.h. PS= 10), (II) daß die Datenart eine Hinweistabelle RSP ist (d. h. DT^-=Ol) und (III) daß die Leitanweisung eine normale Speicheroperation ist (d. h. RTE= 1000). Nachdem die geforderten Zugriffsarten überprüft worden sind, wird der Schritt 56 von Fig.6 ausgeführt, wenn der geforderte Zugriff erlaubt ist.

Schritt 56 — Grenzen überschritten?

Bei diesem Schritt öffnet die Mikroprogrammeinheit SiPROG von Fig. Ib die Und-Schaltungen G 14, C3 und G 6. Sie gibt der Vergleichseinheit den Befehl, die Eintragungsadresse der Hinweistabelle für die reservierten Segmente im Speicherdateneingangsregister SDIREG bezüglich der Basis- und Endadressen der Segment-Bezeichnungsinformationen der Hinweistabelle RSP \m Fähigkeitsregister WCR 6 zu überprüfen. Wenn die Grenzen nicht überschritten worden sind, wird der Schritt 57 von F i g. 6 ausgeführt.

Schritt 5 7 -

Zugriff auf die Hinweistabelle RSP;

Einlesen des Hinweisworts der Hinweistabelle RSP;

Hinweistabellenauszug

Dieser Schritt besteht aus drei bestimmten Teilen (nämlich I, dem Speicherzugriff, damit die geforderte Eintragung in der Hinweistabelle für reservierte Segemente gelesen wird (II) der Eingabe des gelesenen Hinweisworts und (III) dem Auszug der Hinweistabelle für reservierte Segmente.

(I) Speicherzugriff: Dieser Teil des Schritts 57 wird durch Anlegen eines Zeitsteuersignals an die Steuersignalvielfachleitung SIHCS und durch öffnen der Und-Schaltungen G 9 in F i g. Ib durchgeführt, wodurch die irn Schritt SA gebildete Eintragungsadresse der Hinweistabelle für die reservierten Segmente von einem Lesesteuersignal begleitet über die Speichereingangsvielfachleitung SIH auf die Stuersignalvielfachleitung 5/WC5gegeben wird.

(II) Eingabe des Hinweislistenworts: Dieser Teil des Schritts 57 erfolgt, wenn das im Teil (I) gelesene Hinweiswort über die Speicherausgangsvielfachleitung SOH der Zentraleinheit CPU zugeführt ist. Die Mikroprogrammeinheit \iPROP bewirkt das öffnen der Und-Schaltungen G10, G12. G 16 und G17. Das Hinweiswort, das nach Fig.5 aus zwei Abschnitten, nämlich einer Zugriffsart-Codegruppe (TC) und einem Indexwert (Y) besteht, wird vollständig in das Operandenregister OPREG eingegeben, und die Zugriffsart-Codegruppe wird in das ausgewählte Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister in der Gruppe TC/ LMTSTK eingegeben, (d.h. in das durch WB im Befehlswort gezeichnete Register, das in Fig.5 als Register WCR 2 angenommen ist).

(III) Hinweistabellenauszug

In diesem Teil des Schritts 57 wird der im Teil (II) gefundene Hinweis, der in das Operandenregister OPREG eingeschrieben worden ist, in einen bestimmten Speicherplatz im Auszugsbereich des laufenden Programms eingeschrieben. Der im Auszugsbereich tat-

sächlich verwendete Speicherplatz ist einer, der dem Arbeitsspeicher-Fähjglceitsr^gister. das geladen wird (d. h. WCR 2), zugeordnet ist Die tatsächliche Adresse dieses Speicherplatzes wird dadurch gebildet, daß unter der Steuerung durch das Mikroprogramm aus der Basisgruppe BASESTK die Basisadresse der Auszugssegmentbezeichnung (d. h. des Registers DCR mit verdeckter Fähigkeit von F i g. 2) entnommen wird und daß dazu ein Indexwert addiert wird, der entsprechend dem zu ladenden Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister vom Mikroprogamm erzeugt wird. Der vom Mikroprogramm erzeugte Indexwert wird über die Leitungen GOS zu einem Eingang des Rechenwerks MILL geleitet, während die Basisadresse des Auszugsbereichssegments mittels der geforderten Codegruppe an den Leitungen CRSEL und der Öffnung der Und-Schaltungen G 3 aus dem Register DCR entnommen wird. Das Ausgangssignal des Rechenwerks MILL wird dann zum Speicherdateneingangsregister SDl REG (durch öffnen der Und-Schaltungen G 5) geleitet, und nachdem der Zugriff und die Grenzprüfungen (in derselben Weise wie bei den Schritten 55 und 56) durchgeführt worden sind, erfolgt ein Speicherzugriff für eine Schreiboperation.

Das Speicherwerk zeigt schließlich über die Steuersignalvielfachleitung SOHCS an, daß es für die Schreiboperation bereit ist und die Mikroprogrammeinheit ]iPROG reagiert darauf durch öffnen der Und-Schaltungen G 4, G 5 und G 9, wodurch die im Schritt S 7 aufgezeichnete Eintragung in der Hinweistabelle für die reservierten Segmente über das Rechenwerk MILL und die Hauptvielfachleitung MHW zum Speicherdateneingangsregister SDlREG und von da aus über die Speichereingangsvielfachleitung zum Speicher gelangen kann. Nach Vollendung dieser Operation schaltet das Mikroprogramm von F i g. 6 zum Schritt 58 weiter.

Schritt 58 —

Bilde die erste Adresse der Eintragung in der Hauptfähigkeitstabelle MCT

Bei diesem Schritt wird der im vorhergehenden Schritt empfangene und nun im Operandenregister OPREG gespeicherte Indexwert V zur Bildung der Adresse des ersten Worts der geforderten Eintragung in die Hauptfähigkeitstabelle MCTverwendet. Die Mikroprogrammeinheit [lPROG von Fig. Ib veranlaßt die Leitungen CRSEL, ein Steuerfeld zu übertragen, das die Zeilenwähler SELB und SELL veranlaßt, das Hauptfähigkeitsregister MCR auszuwählen, das die Segmentbezeichnung für die Hauptfähigkeitstabelle des Systems enthält. Gleichzeitig werden die Und-Schaltungen G 3 und G 4 geöffnet, und das Rechenwerk MILL erhält den Befehl, die Datenwörter an seinen Eingängen zu addieren. Das Rechenwerk MILL erzeugt daher ein Datenwort (Basisadressse von MCT+ Y), das dann durch öffnen der Und-Schaltungen G 5 in das Speicherdateneingangsregister SDIREG eingegeben wird. Gleichzeitig werden die Und-Schaltungen G 15 geöffnet, damit die erste Adresse der Hauptfähigkeitstabelle MCT im Ergebnisregister RESREG festgehalten wird.

Schritt 9 — Zugriff erlaubt?

Die Zugriffsart-Codegruppe der Segment-Bezeichnungsinformation für die Hauptfähigkeitstabelle wird bezüglich der in diesem Schritt geforderten Speicheroperation überprüft, und der Schritt 510 wird aufgenommen, wenn der Zugriff erlaubt ist. Die Und-Sclhaltung G 6 wird aktiviert, und die Leitungen CRSEL werden in einen solchen Zustand versetzt, daß das Hauptfähigkeitsregister MCR bei diesem Schritt zur Festlegung der Zugriffsart-Codegruppe ausgewählt wird.

Schritt 10 — Grenzen überschritten

Dieser Schritt gleicht dem oben erwähnten Schritt

56, jedoch sind die Basis- und Endwerte in diesem Fall jene der Segment-Bezeichnungsinformation der Haupt-

fähigkeitstabelle aus dem Register AfCR mit verdeckter Fähigkeit.

Unter der Annahme, daß in den Schritten 59 und 510 kein Fehlerzustand festgestellt worden ist, erfolgt nun ein Eintritt in den Schritt 511.

Schritt 511-

Zugriff auf die Hauptfähigkeitstabelle MCT;
Einlesen des ersten AfCT-Worts

Dieser Schritt erfolgt in zwei Teilen, nämlich (I) dem Zugriff auf den Speicher zum Durchführen einer l.eseoperatim an der ersten Adresse der geforderten Eintragung der Hauptfähigkeitstabelle und (II) dem Einlesen des ersten Worts der Hauptfähigkeitstabelleneintragung in die Zentraleinheit CPU (d.h. der Summenprüf-Codegruppe CHECK der Segment-Bezeichnungsinformation von F i g. 5).

(I) Lesen des ersten MCT-Eintragungsworts: Dieser Teil des Schritts 511 wird ausgeführt, indem die Mikroprogrammeinheit \iPROG von F i g. 1 die Und-Schaltungen G 9 öffnet und die »Lese«-Codegruppe an die Steuersignalvielfachleitung SlHCS legt. Nach Empfang der Adresse des ersten Worts der MCT-Eintragung liest der Speicher die Summenprüf-Codegruppe und schickt sie mit der begleitenden Codegruppe auf der Speicherausgangs-Steuersignalvielfachleitung SOHCS über die Leitungen SOH zur Zentraleinheit CPU.

(II) Eingabe des ersten MCT-Worts: Die Mikroprogrammeinheit \iPROG spricht auf den Empfang des ersten Worts der AfCT-Eintragung derart an, daß die Und-Schaltungen G 10 und G12 geöffnet werden, wodurch die Summenprüf-Codegruppe CHECK in das Operandenregister OPREG eingegeben wird und dessen Inhalt überschreibt.

Schritt 512-Bilde die zweite Adresse der MCT-Eintragung

Bei diesem Schritt wird die Adresse des ersten Worts der MCT-Eintragung, die im Schritt 58 in das Ergebnisregister RES REG eingeschrieben worden ist, um den Wert I erhöht, damit die Adresse des zweiten Worts der MCT-Eintragung gebildet wird. Dieser Vorgang erfolgt durch Öffnung der Und-Schaltungen G 18 (Fig. la) und durch Aktivieren des Rechenwerks MILL zur Durchführung einer »+!«-Operation unter der Steuerung durch das Mikroprogramm. Wenn das Rechenwerk MILL diese Operation beendet hat, werden die Und-Schaltungen G 5 geöffnet, damit die erhöhte Adresse in das Speicherdateneingangsregister SDIREG eingelesen wird. Gleichzeitig mit der öffnung der Und-Schaltungen G 5 werden auch die Und-Schaltungen geöffnet, die es der erhöhten MCT-Eintragungsadresse ermöglichen, in das Ergebnisregister RES REG eingegeben zu werden.

Schritt 13 - Zugriff erlaubt?
Dieser Schritt ist der gleiche wie Schritt 59.
Schritt S14 — Grenzen überschritten?

Dieser Schritt gleicht dem Schritt 510, wobei geprüft wird, ob die Adresse des zweiten Worts der MCT-Eintragung innerhalb der Grenzen liegt

Schritt 515 —

Zugriff auf die Hauptfähigkeitstabelle MCT;
Einlesen des zweiten MCT-Worts

Dieser Schritt, der dem Schritt 511 sehr ähnlich ist, wird in zwei Teilen durchgeführt, nämlich (I) dem Adressieren des Speichers zum Auslesen des zweiten Worts der MCT-Eintragung und (II) dem Einlesen des zweiten Worts in die Zentraleinheit CfLi

(I) Lesen des zweiten Worts der MCT-Eintragung: Dieser Teil des Schritts 15 wird durchgeführt, indem die Mikroprogrammeinheit μΡ/tOG von Fig. Ib die Und-Schaltungen G 9 öffnet und die »Lese«-Codegruppe an die Steuersignalvielfachleitung SlHCS anlegt. Nach Empfang der zweiten Adresse der MCT-Eintragung liest der Speicher die Basisadresse BASE (F i g. 5) der ausgewählten Segmentbezeichnung, die in das Arbeitsspeicherfähigkeitsregister WCR 2 eingegeben werden soll, und überträgt sie mit der begleitenden Codegruppe auf der Steuersignalvielfachleitung SOHCS über die Speicherausgangsvielfachleitung SOH zur Zentraleinheit CPU.

(II) Eingabe des zweiten Worts der MCT-Eintragung: Die Mikroprogrammeinheit \iPROG von Fig. Ib spricht auf den Empfang des zweiten Worts der MCT-Eintragung derart an, daß sie die Und-Schaltungen G 10 und G 19 nach dem öffnen der Und-Schaltungen C17 öffnet, wodurch die Basisadresse der ausgewählten Segment-Bezeichnungsinformation in die Basishälfte des Fähigkeitsregisters eingegeben werden kann, das von dem Wß-Sieuerfeld des Befehlsworts (d.h. in das Fähigkeitsregister WCR2) eingegeben werden kann.

Schritt 516-Bilde die dritte Adresse der MC7"-Eintragung

Die Mikroprogrammeinheit \iPROG öffnet die Und-Schaltungen G 17 und aktiviert das Rechenwerk MILL zur Durchführung einer » + !«-Operation vor der Aktivierung der Und-Schaltungen G 5 in diesem Schritt. Dadurch wird die Adresse des zweiten Worts der MCT-Eintragung, die im Schritt 512 in das Ergebnisregister RES REG eingegeben worden ist, um den Wert 1 erhöht, damit die Adresse des dritten Worts der MCT-Eintragung gebildet wird. Durch das öffnen der Und-Schaltungen G 5 kann die so erzeugte Adresse des dritten Worts in das Speicherdateneingangsregister SDIREG eingeschrieben werden.

Schritt 517 - Zugriff erlaubt?

Dieser Schritt ist der gleiche wie die Schritte 513 und 59.

Schritt 518 - Grenzen überschritten?

Dieser Schritt gleicht den Schritten 514 und 510, wobei die im Schritt 5 16 erzeugte Adresse des dritten Worts auf Grenzüberschreitung überprüft wird.

Der Eintritt in den Schritt 519 erfolgt, wenn in den Schritten 517 und 518 kein Fehlerzustand festgestellt worden ist.

Schritt 519-

Zugriff auf die Hauptfähigkeitstabelle MCT;
Einlesen des dritten MCT-Worts

Dieser Schritt, der auch wieder den Schritten 515 und 511 sehr ähnlich ist wird in zwei Teilen ausgeführt, nämlich (I) dem Lesen des dritten Worts der MCT-Eintragung und (II) dem Einlesen des dritten Worts in die Zentraleinheit CPU.

ίο (I) Lesen des dritten Worts: Dieser Teil des Schritts 519 wird durch öffnen der Und-Schaltungen G 9 und durch Senden der »Lese«-Codegruppe auf der Sieuersignalvielfachleitung SlHCS durchgeführt Der Speicher liest daher die Endadresse LIMIT der ausgewählten

Segment-Bezeichnungsinformation.

(II) Einlesen des dritten Worts: Dieser Teil des Schritts 519 bewirkt, daß das dritte Wort der MCT-Eintragung in die Zugriffsart/Endcode-Gruppe TC/LIM STK eingegeben wird, damit die Endadresse in den erforderlichen Bereich der zweiten Hälfte des Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregisters WCR 2 gelangt. Unter der Steuerung durch das Mikroprogramm werden die Und-Schaltungen G17, GlO und G16 geöffnet.

In diesem Stadium der Ablauffolge ist das Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister WCR 2 durch die geforderte Segmentbezeichnung aufgefüllt worden, die vom Befehlswort-Indexwert bestimmt ist Der Schritt 57 führte die Zugriffsart-Codegruppe TC ein, der Schritt

515 führte die Basisadresse BASE ein, während der Schritt 519 die Endadresse LIMIT einführte. Nun muß lediglich noch geprüft werden, daß das Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregister WCR 2 korrekt mit den Segmentbezeichnungs-Grenzwerten (d. h. mit BASE und LIMIT) geladen worden ist Dieser Vorgang wird in den Schritten 520 und 521 von F i g. 6 durchgeführt, und er umfaßt die Verwendung der Summenprüf-Codegruppe CHECK, die aus dem ersten Wort der ausgewählten MCT- Eintragung in das Operandenregister OPREG im Schritt 511 eingelesen worden ist.

Schritt 520-Bilde eine selbständige Prüfgröße

In diesem Schritt bewirkt die Mikroprogrammeinheit \iPROG von Fig. Ib, daß die Basisadresse und die Endadresse des geladenen Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregisters (d.h. des Registers WCR2) über getrennte Eingänge zum Rechenwerk MILL übertragen und zur Bildung einer selbständigen Summenprüfgröße addiert

so werden. In diesem Schritt sind die Und-Schaltungen G17 und G 3 und G 6 geöffnet und das Rechenwerk MILL wird in den Zustand versetzt, in dem es eine Addieroperation durchführt. Nun werden die Und-Schaltungen G 15 geöffnet, damit das Ergebnis aus dem Rechenwerk MILL über die Vielfachleitung MHW in das Ergebnisregister RES REG eingelesen wird.

Mit der obigen Operation wurde ein selbständiges Summenprüfwort im Ergebnisregister berechnet, und nun muß dieses Wort nur noch mit den Daten im Operandenregister verglichen werden. Dies wird im Schritt 521 von F i g. 6 durchgeführt.

Schritt 521 Selbständiges Prüfwort = erstes MCT-Wort?

Die Und-Schaltungen G 4 und G18 werden bei diesem Schritt geöffnet, damit das Rechenwerk MILL die zwei Datenwörter vergleichen kann. Typischerweise kann das Rechenwerk MILL so ausgebildet sein, daß es

ein Wort vom anderen subtrahiert und feststellt, ob das Ergebnis; Null ist. Wenn das Ergebnis Null ist, wird der Befehlszyklus verlassen und in eine ausgewählte nächste organisatorische Befehlsphase eingetreten, während in ein Fehlermikroprogramm eingetreten wird, wenn das Ergebnis nicht gleich Null ist

Aus der obigen Beschreibung kann man erkennen, daß jede Segment-Bezeichnungsinformation in einer Hauptfähigkeitstabelle enthalten ist, und daß eine Hinweistabelle für reservierte Segmente dazu verwendet wird, den Zugriff auf eine erforderliche Segment-Bezeichnungsinformation zu erhalten. Beim Laden eines Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregisters wird der verwendete Hinweis in einem Auszugsbereichssegment an einem bestimmten Speicherplatz gespeichert Wenn also das Programm nach dem Laden des Arbeitsspeicher-Fähigkeitsregisters unterbrochen wird, und das Segment auf das es sich bezieht während der Programmunterbrechung umgespeichert wird, kann die Segment-Bezeichnungsinformation für dieses Fähigkeitsregister daher aber trotzdem wiedergewonnen werden, wenn das Programm wieder ausgeführt wird, da die neuen Speicherplätze des umgespeicherten Segments in die Hauptfähigkeitstabelle im Zeitpunkt seiner Umspeicherung eingegeben werden.

Dadurch, daß die Zugriffsart-Codegruppe der Segment-Bezeichnungsinformation in die Eintragung der Hinweistabelle für die reservierten Segmente eingefügt wird, kann zwei oder mehr Programmen die Fähigkeit verliehen werden, mit unterschiedlichen Zugriffsarten einen Zugriff auf das gleiche Segment auszuführen. Es sei bemerkt daß nicht die gesamte Zugriffsart-Codeinformation in die Hinweistabelle für die reservierten Segmente eingefügt werden muß, da ein Teil dieser Information, beispielsweise die Datenartinformation (DT) oder die Leitinformation (RTE), allen Bezugnahmen gemeinsam wäre, so daß dieser Teil beispielsweise in der Hauptfähigkeitstabelle enthalten sein kann. Es ist dann notwendig, die Zugriffsart-Codegruppe der

ίο Hinweistabelle für die reservierten Segmente und die

Zugriffsart-Codegruppe der Hauptfähigkeitstabelle zu

vereinigen, wenn der Zugriffsartcodeabschnitt des

Fähigkeitsregisters geladen wird. Schließlich hat die Anwendung der Addition einer

Summenprüf-Codegruppe in den Eintragungen der Hauptfähigkeitstabelle den wichtigen Vorteil, daß die Zentraleinheit die Genauigkeit der Ladung der Fähigkeitsregister und dadurch der Genauigkeit der gespeicherten Daten in der Hauptfähigkeitstabelle und ebenso einige seiner eigenen Hardware-Funktionen überprüfen kann. Man kann erkennen, daß jede Eintragung in der Hauptfähigkeitstabelle drei getrennte Eintragungen enthält dies bringt einen zusätzlichen Vorteil mit sich, da von rieh aus ein Schutz gegen einzelne Bitfehler bei der Speicherplatzadressierung gebildet wird. Die obige Beschreibung hat zwar auf die Verwendung einer »Summenprüf«-Codegruppe Bezug genommen, doch ist zu erkennen, daß auch andere Prüfcodegruppen beispielsweise eine »Exklusiv-Oderw-Prüfcodegruppe mit zwei Wörtern verwendet werden könnte.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims

1
Patentanspruch:

Datenverarbeitungseinrichtung mit einem Speicher, der Informationen in Form von Informationssegementen enthält, mit wenigstens einer Datenverarbeitungseinheit, die mit dem Speicher zusammenarbeitet und ein Befehlsregister sowie eine Speicherschutzanordnung mit mehreren Fähigkeitsregistern enthält, die jeweils eine Speichersegment-Bezeichnungsinfonnation speichern, die Basis- und End-Speicheradressen eines Informationssegments angibt, gekennzeichnet durch