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Verfahren zum Schutz gegen Informationsverluste Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Schutz gegen Informationsverluste bei zufälligem Netzausfall in
mikroprogrammgesteuerten elektronisehen Kleinrechnern.
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Für größere elektronische Rechner ist es bekanne, bei Ausfall der
Betriebsspannung die Spannungsversorgung durch zusätzliche Mittel, wie beiapielsweise
Salmnler odet Kondensatorbatterien, für eine gewisse Zeit weiter auS-rechtzuerhalten.
Um den Aufwand in diesem Falle klein zu halten, ist bekamt, den Rechner nach Abschluß
einer begonnenen Operation abzuschalten.
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Es ist ferner bekannt, den Speiclrr eines elektronischen Rechners
bei Netzausfall gegen Informationsverluste zu schützen, indem der Speicher rechtzeitig
am Ende eines Speicherzyklus stillgesetzt wird. Gleichzeitig wird der Rechner angehalten
und im Programmzähler eine Rückkeradresse gebildet, die dem Speieher nach RUc}ckehr
der Betriebsspannung zugeführt wird.
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Die Nachteile der bekkanten Lösungen bestehen einmal in dem hohen
Aufwand zur Pufferung der Betriebsspannung und zum anderen darin, daß nicht festgestellt
werden kann, an weicher Stelle des Programms die Unterbrechung erfolgte und nach
L>eseitigung der Störung ein längeres Wiederholungsprogramm durchlaufen werden
muß, Diese Nachteile sind für kleine Rechner besonders schwerwiegend. Aufwendungen
für die Pufferung der Betriebsspannung müssen hier aus ökonomischen Gruriden klein
gehalten bzw, ganz vermieden werden, Ein Wiederholungsprogramm erfordert die Abspeicherung
einer relativ großen Informationsmenge, die zusätzlichen Speicherraum beansprucht.
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Zusätzlicher Speicherraumbedarf wirkt sich negativ auf Preis und Leistungsfähigkeit
aus Der Zweck der Erfindung ist deshalb, zusätzlichen Aufwand für die Pufferung
der Betriebsspannungen zu vermeiden sowie mit minimalem zusätzlichen Speicherplatzbedarf
auszukommen .
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz
gegen Informationsverluste für einen mikroprogrammgesteuerten elektronischen
Kleinreichner
anzugeben, bei dem nach Ausfall der Betriebsspanung ein begonnener JJese-Speiziklus
des Uauptspeichers beendet wird und bei dem nach einer Störung feststellbar ist,
in welchem Bereich einer Operation die Unterbrechung eingetreten ist.
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findungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pufferung der
Betriebsspannung so lange erfolgt, bis ein begonnener l.ese-Schreibzyklus des Hauptspeichers
abgeschlossen ist, daß flüchtige Informationen vor ihrer Veränderung auf bestimmten
ersten Speicherplätzen abgespeichert werden, daß nach vollständigem Verarbeiten
dieser jeweils gespeicherten Informationen eine definierte Marke in einem zweiten
Speicherplatz abgespeichert wird, die den Bortschritt der Operationsdurchführung
kennzeichnet.
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zur Abspeicherung derflüchtigen Informationen werden jeweils immer
die gleichen Speicher plätze belegt. Gleichfalls wird zur Abspeicherung der.Marken
jeweils immer der gleiche Speicherplatz belegt.
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Nach Zuschalten der Betriebs spannung wird ein Steuerzyklus zur Auswertung
der Marken durchlaufen, der den Startpunkt für die weitere Informationsverarbeitung
bestimmt.
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Die Vorteile der erfindungsgemäiSen Lösung bestehen darin, daß der
zusätzliche Aufwand die die Pufferung der Betriebspannung vermieden wird, da die
für die Betriebs spannungserzeugung notwendigen Kapazitäten hierfür ausreichend
sind und die ordnungsgemäße Beendigung eines begonnenen Lese-Schreibzyklus des Speichers
gewährleisten. Es ist ferner vorteilhaft, daß die Unterbrechungsbereiche markiert
werden, damit nach Behebung der Störung an einer definierten Stelle im Unterbrechungs
bereich weitergearbeitet werden kann.
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Hervorzuheben ist hier, daß nur ein minimaler zusätzlicher Speicherplatzbedarf
notwendig ist und zur Absicherung von Informationen, die mehrere Speicherplätze
umfassen, die ordnungsgemäße Beendigung eines Lese-Schreibzyklus ausreicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll an hand eines Ausführungsbeispiels
neuer erläutert werden
In der zugehörigen Zeichnung stellen der:
Fig. 1: ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren, Fig. 2: ein Ablaufdiagramm
für die Steuerschleife zum Auffinden der unter brechungsstelle.
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Für die Beschreibung des Beispiels wird ein Rechner zugrunde gelegt,
der mit einandreßbefehlen arbeitet. Dies it Jedoch keine Voraussetzung für die Anwendung
des Verfahrens.
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D<s Ablaufdiagramm nech Fig. 1 soll an Hand des beispielhaften
Falles einer Additionsoperation <AC> + <a>=>a erläurtet werden.
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Diese Operation hat folgende Bedeutung:-Der Inhalt des Akkumulators
AC und der Inhalt einer Operandenadresse a sollen addiert werden, und das Ergebnis
soll wieder in die Operandenadresse a eingeschrieben werden.
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Die Operation kann sich beispielweise auf 15stellige Operanden, die
pro Stelle eine Dezimalziffer enthalten, beziehen.
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Eine Operation zerfällt in der Regel in zwei wesentliche Abschnitte,
den Befehlsaufruf und die Operstionsauführung.
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In beiden Abschnitten treten jeweils einmal flüchtige Informationen
auf. Beim Befehlsaufruf ist dies der Befehlzählerstand, bei der Operationsausführung
der in der Operanden adresse a stehende veränderliche Operand.
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Für den Befehlazähler BZ sei angenommen, daß er irrimer im Speicher
enthalten ist und zum Zwecke des Weiterzählens <BZ>+1 während der Phase des
Befehlsaufrufes ausgespeichert wird.
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Unter Berücksichtigung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der alte
Befehlzählerstand zunächst zusätzlich in einen reservierten ersten Speicherplatz
gebracht. Wenn dieser Vorgang vollständig abgeschlossen ist, wird in einem weiteren
reservierten zweiten Speicherplatz eine Marke 1 eingetragen. Danach wird der Inhalt
des eigentlichen Defehlszählers um eins erhöht.
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Nach vollständiger Einstellung des neuen Befehlzählerständes wird
in den zweiten Speicherplatz eine Marke 2 eingetragen, die besagt, daß der Defehlsaufruf
bis zur Veränderung des Befehlzählerständes fortgeschritten ist.
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Da nach Eintragen der Marke 2 der neue Befehlszählerstand volistLindig
im Speicher steht, kann der für die Zwischenspeicherung des unsprünglicher standes
verwendete erste Speicherplatz wieder belegt werden.
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Im weiteren Verlauf der Operation erfolgt die Operationsentschluselung,
und gemäß dem gewählten Beispiel wird der Inhalt der Operandenadresse a zusätzlich
in den ersten, vorher für das Abspeichern des Befehlszählerstandes benutzten Speicherplatz
eingetragen. Am Ende dieses Umspeichervorganges wird an die Stbelle der Marke 2
eine Marke 3 in den zweiten Speicherplat eingetragen.
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Danach beginnt die eigentliche Operationsaus führung, im gewählten
Beispiel eine Addition.
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Nach vollständiger Ausführung der Operation, d. h. am Beginn des nächsten
Befehlsaufrufes, wird an Stelle der Marke 3 eine Marke 4 eizEespeichert. Die Marke
4 gibt also an daß die Operation beendet ißt.
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Unter der yoraussetzung vollständig abgeschlossener Lese-Schreibzyklen
des Speichers kann die Netzspannung nun zu beliebigen Zeiten ausfallen.
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Angenommen sei zunächst, ein Ausfall erfolgt nach Einspeichern der
Marke 2. Beim erneuten Zuschalten der Netzspannung wird eine spezielle Steuerschleife
durchlaufen. Das Ablaufdiagramm der Steuerschleife zum Auffinden der Unterbrechungsstelle
ist in Fig. 2 dargestellt.
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Diese Steuerschleife prüft u. a. das Vorhandensein der Marke 2. Da
im angenommenen Fall die Marke 2 eingetragen wurde, beginnt der Rechner mit dem
Steuerschritt innerhalb der Befeblsaufruiphase, der nach dem Eintragen der Marke
2 erfolgt, d. h. es erfolgt ein Übergang vom Punkt 2 der Steuerschleife in Fig.
2 auf den Punkt 2 des Befehlsaufrufes in Fig. 1.
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Ein Verändern des Befehlszählerstandes erfolgt in diesem Falle nicht,
da dies schon vor dem Netzspannungsausfall durchgefuhrt worden ist.
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Die Punkte 1 2, 3 und 4 in.Fig. 2 stellen die Übergangsstellen zu
den gleichen Punkten in Fig. 1 dar. Analog dazu beginnt der Rechner nach Zuschalten
der. Netzspannung am Anfang der Befehlsaufrufphase, wenn Marke 4 und mit dem Regenerieren
des veränderlichen Operanden in der Operandenadresse a, d. h. dem Umspeichern aus
dem ersten Speicherplatz in die Operandenadresse a, wenn die Marke 3 in dem zweiten
Speicherplatz vorgefunden wurde. Nach dem Uinspeichern wird die unterbrochene Addition
vollständig wiederholt. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt, daß, wie beschrieben, nach
Netzausfall geprüft wird, welche Marke im zweiten Speicherplatz eingetragen ist,
und in Abhängigkeit davon wird das Programm an einer definierten Stelle im Unterbrechungsbereich
fortgesetzt.
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voraussetzung für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren ist,
daß die Ausführung eines begonnenen Lese-Schreibzyklus des Speichers unabhängig
vom Zeitpunkt des Netzausfalles gesichert ist. Der mit dem Verfahren verbundene
Operationszeitverlust infolge zusätzlicher Abopeicherungen ist bei kleinen Rechnern
unkritisch.