DE2250080A1 - Vorrichtung zur elektronischen datenverarbeitung - Google Patents

Description

Vorrichtung zur elektronischen Datenverarbeitung

Priorität: Italien vom 12. Oktober 1971

Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Datenverarbeitungsvorrichtungen, durch die es möglich werden soll, die Dauer der Datenverarbeitung oder die "Maschinenzeiten" zu reduzieren, während gleichzeitig die Programmierung der Vorrichtung vereinfacht wird.

Die Vorrichtung ist dazu bestimmt, mit besonderem Vorteil für besondere Arbeiten verwendet zu werden wie zum Beispiel tabellarische Untersuchungsarten an Archiven oder Tabellen und Operationen, welche Eingang, Ausgang oder Übertragung einer großen Menge von Daten nach sich ziehen. Bei solchen Anwendungsfällen kann es oft passieren, daß die Datenverarbeitungsvorrichtung wiederholt die gleiche Polge von Operationen auf aufeinanderfolgenden in Speicherzellen gespeicherten Stellen mit zunehmend nummerierten Richtungen oder Befehlen folgen muß, wobei typischerweise bis zu tausend oder mehr Speicherzellen vorgesehen sind. In solchen Fällen ist es notwendig,

309817/0769

ι in die bei den üblichen Datenverarbeitungsmaschinen verwendeten Programmen einen Befehl zum Vergleich zwischen einem Befehl oder einer Richtung in einer Zelle und einem Bezugsbefehl beim Behandeln von Daten einzuführen, wodurch eine Verminderung der Rechnerzeiten in Situationen der oben genannten Art und eine Vereinfachung der Programme sowie deren Einstellung möglich wird.

Nach der Erfindung ist eine digitale elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung mit wenigstens einer zentralen Speichereinheit vorgesehen, die von einem Befehlsregister und einer Steuereinheit ausgesteuert werden. Sie zeichnet sich aus, daß sie auch einen Überwachungsspeicher (sentinel memory) umfaßt, der so ausgelegt ist, daß er einen gegebenen programmierten Befehl oder eine gegebene programmierte Instruktion aufnimmt; und mit einem Identitätskomperator, der so ausgelegt ist, daß er kontinuierlich den Inhalt des Befehlsregisters der zentralen Speichereinheit mit dem Inhalt des ÜberwachungsSpeichers vergleicht und ein Steuersignal für die Steuereinheit liefert, wenn der Inhalt des Befehlsregisters und des Überwachungsspeichers identisch sind.

Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden,¹³' in denen

Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer digitalen elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung nach der Erfindung ist;

Figur 2 zeigt schematisch einen typischen Datenverarbeitungevorgang, wie er in einem üblichen Datenverarbeitungsgerät durchgeführt wird;

Figur 3 zeigt einen äquivalenten Datenverarbeitungsvorgang wie in Figur 2, der in einer Verarbeitungseinheit nach der Erfindung durchgeführt wird;

Figur 4 ist ein Schaltbild einer Vorrichtung, die Teil der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung nach Figur 1 bildet;

ι 309817/0769

•und Figur 5 zeigt schematisch eine zweite Au'sführungsform eines elektronischen Datenverarbeitungsgeräts nach der Erfindung.

Nach Pigur 1 umfaßt ein elektronische Digitaldatenverarbeiter eine Regeleinheit 10, die die Arbeitsweise der Datenverarbeitungseinheit 12 über einen Kanal H, einer zentralen Speichereinheit 16 über einen Kanal 18 und" von Eingangs- und Ausgangseinrichtungen 20 durch einen Kanal 22 regelt. Die Datenverarbeitungseinheit 12 und die Eingangs- und Ausgangseinrichtungen 20 sind mit der Speichereinheit 16 über jeweilige Kanäle 24, verbunden.

Die Datenverarbeitungseinrichtung nach der Erfindung umfaßt auch einen zusätzlichen ^Speicher 28, der im folgenden "Überwachungsspeieher" (sentinel memory) bezeichnet wird und durch ein oder mehrere Register vom Paralleltyp gebildet ist, die dazu bestimmt sind, jeweils Bezugsbefehle zu enthalten. Ein Id-entitätskomparator 30, der weiter unten beschrieben werden wird, vergleicht kontinuierlich den Inhalt des Überwachungsspeichers 28 mit dem augenblicklichen Inhalt eines Befehlsregisters 17, welches Teil der zentralen Speichereinheit 16 der Verarbeitungseinrichtung bildet. Der Identitätskomperator 30 sendet über einen Kanal 32 ein "Unterbrechnungs"-Signal aus, welches an die Regeleinheit 10 geht, wenn der Inhalt des Befehlsregisters 17 und der eines der Register des Überwachungsspeichers 28 gleich oder identisch werden.

Um die Arbeitsweise nach der Erfindung besser zu erläutern, soll nun ein Beispiel eines einfachen Vorganges beschrieben werden, der von einem Datenverarbeiter gefordert werden kann, wobei die einzelnen Schritte, die ein üblicher Computer, d.h. ohne Überwachungsspeicher 28 und Identitätskomperator 30 ausführen muß, um eine solche Operation durchzuführen/untersucht werden.

i,s soll angenommen werden, daß der Verarbeiter die Aufgabe hat, an eine Ausgangseinrichtung, beispielsweise für das Drucken auf einem Fernschreiber, einen Befehl zu übertragen, der eine

309817/0769 MD o_R1S1NAL

Reihe mit 70 Zeichen umfaßt, die im Speicher des Computers in den Zellen 1001'bis 1070 enthalten sind.

Figur 2 zeigt ein Fließschema entsprechend dem Programmieren einer üblichen Datenverarbeitungseinrichtung zum Durchführen einer solchen Arbeit. Figur 2 zeigt schematisch jeweils Datenverarbeitungsoperationen einer Verarbeitungseinrichtung, je nachdem ob der Operationszyklus aufhören soll oder ob es notwendig wird, die Datenverarbeitung in einem kontinuierlich verzögerten Zustand zu halten, in dem der Datenverarbeiter die Anzahl der gemachten Zyklen speichert und diese mit der Anzahl der vorgesehenen Zyklen vergleicht. Solch ein Vergleich muß vom Datenverarbeiter im Verlauf jedes Operationszyklus durchgeführt werden und kann eine Zeit benötigen, die sehr groß vergleichen mit der gesamten Rechnerzeit ist, die im üblichen Zustand der Verarbeitungszyklen sehr einfache Operationen bedeuten, beispielsweise die einfache Übertragung von Daten in einem Teil der Verarbeitungseinrichtung zu einem anderen Teil, beispielsweise von einem Speicher an einen Fernschreiber, was im üblichen Fall 50% der Maschinenzeit ausmachen kann.

Darüberhinaus entsteht insbesondere beim Einstellen des Programms auch die Notwendigkeit, daß der Zustand eines Teils der Datenverarbeitungseinrichtung bekannt sein muß, beispielsweise der Zustand eines Speichers oder dergleichen, und zwar zu einem besonderen Augenblick im Programm, entsprechend einer kritischen Phase der Operationen. In diesen Fällen war es bisher notwendig, im Verlauf des Programms durch Einstellung zusätzliche Befehle von äußeren Daten einzuführen, wobei diese zusätzlichen Befehle dazu bestimmt waren, anschließend vom endgültigen Programm ausgeschlossen zu werden. Dies bringt eine beachtliche Verkomplizierung mit sich, wodurch die Schnelligkeit der Überprüfungen, die im Programm vorgenommen werden können, behindert wird. Nach der Erfindung wird daher eine Verbesserung vorgeschlagen, die in einer elektronischen Datenverarbeitungsvorrichtung besteht, was sich aus einem Vergleich einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung der üblichen Art mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung nach

der Erf induing ohne weiteres ergibt.

Der erste Block in Figur 2 stellt einen Befehl dar, der die Zahl 1001 in eine !Zelle eines Zählers G einführt* Dieser Vorgang wird von der Datenverarbeitungseinheit 12 geregelt durch •die Begeleinheit 10 durchgeführt. Der Block 42 zeigt die ' Überführung des Inhalts der Speicher "zelle, deren Befehl in C enthalten ist, vom Speicher 16 an einen Fernschreiber am Ausgang der Verarbeitungseinheit, die einen Teil der Eingangs- und Ausgangseinrichtungen 20 bildet: der Inhalt von C wird dann um 1 erhöht. Entsprechend den Fachleuten wohlbekannten Kriterien umfaßt das Programm an dieser Stelle eine Vergleichsopera,-tion, bei der eine Überprüfung dahingehend gemacht wird, ob der Inhalt von C den Wert 1071 (Block 44) erreicht hat. Im Fall einer negativen Antwort, d.h. dann, wenn der Inhalt von C kleiner als 1071 ist, gibt der Ausgang 46 des Blocks 44 das "Programm zurück an den Eingang des Blocks 42. Im Falle einer bejahenden Antwort ist das Programm beendet (Block 4β), der Verarbeitungsvorgang ist abgeschlossen.

Die Verarbeitungseinrichtung nach der Erfindung, kann dagegen auch entsprechend dem Fließschema der Figur 3 programmiert werden, wenn man dafür sorgt, daß in die Register des Überwachungsspeichers 28 der endgültige Wert des Befehls, das ist die Zahl 1071, eingegeben wird. Wie sich aus Figur 3 ergibt, beginnt das Programm in diesem Fall mit der Vergabe des Befehls (Block 140), gefolgt von der Überführung an den Fernschreiber von Daten, die in der Befehlsbank in C (Block 142) enthalten sind und anschließender Erhöhung des Inhalts von C um die Einheit.

An diesem Punkt wird das mit der Verarbeitungseinrichtung nach der Erfindung verwendete Programm direkt zum Eingang des Blockes 14.2 ohne irgend eine vorhergehende Vergleichsoperation rückgestellt. Solch eine Zirkulation ohne Bedingung wird durch die unabhängige Intervention (Block 150) des "Unterbrecher"-Signals unterbrochen, das vom Komparator 30 (JPigur 1) geliefert wird und welches den Inhalt des Befehlsregisters 17 und

309817/0769

Überwachungsspeichers 28 vergleicht.

Vergleicht man die Figuren 2 und 3 und beachtet man, daß der Überwachungsspeicher 28 unabhängig von der Verarbeitungseinheit 12 arbeitet und so in keiner Weise dessen Operationszeit nimmt, so ergibt sich, daß die Verwendung des Überwachungsspeichers eine beachtliche Verminderung in den Maschinenzeiten und so in den Arbeitskosten erlaubt.

Natürlich ist der Überwachungsspeicher auch für andere Zwecke geeignet, da er einen Teil der Maschine, der dem Programmierer völlig zugängig ist, bildet, der diesen in der geeignetsten Weise verwenden kann.

So kann beispielsweise, wie vorne bereits ausgeführt, der Überwachungsspeicher brauchbar für die Einstellphase der Programme sein, da er signalisieren kann, wenn die Datenverarbeitungseinheit Daten oder Befehle, die in einer vorbestimmten Reihe enthalten sind, benutzt. Andere Anwendungsfälle5sind dem Programmierer klar, wenn er einmal die Charakteristiken und Möglichkeiten der Verbesserung nach der Erfindung erkannt hat·

Figur 4 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Identitätskomperators 30 zusammen mit den zugeordneten Befehlsregistern und Überwachungsspeichereinheiten. Das Befehlsregister 17, das Teil des zentralen Speichers 16 nach Pigur 1 bildet, umfaßt beispielsweise sechs Einheitsteile 17a, 17h ... 17_f. Jeder Teil des Befehlsregisters 17 ist durch jeweils eine leitung 52a, 52Jb ... 52_f an jeweilige erste Eingänge von Koinzidenzkreisen 54a, 54Jb ... 54£ verbunden.

Die zweiten Eingänge der Koinzidenzschaltungen 54a, 54Jb ... sind jeweils über Leitungen 56ja, 56b_ ... 56£ an Einheitsteile 28a, 23b ... 28f eines Überwachungsregisters angeschlossen, das Teil des Überwachungsspeichers 28 nach Pigur 1 bildet.

309817/0769

Die Koinzidenzsehalirungen 54a, 54Jb ... 54£ sind über jeweilige Ausgangsleitungen 60a., 60_b ... 6Of an die Eingänge eines Und-Gatters 70 angeschlossen, wobei d'ie Aus gangs leitung die "Unterbrecher"-Signalleitung 32 bildet. Das Signal auf der Leitung 32 nimmt so das logische Ausgangsniveau 1 an, wenn sämtliche der homologen Teile des Befehlsregisters 17 und des Überwachungsregisters 28 identische "Bits" enthalten.

Pur den Pail, daß man "Unterbrecher"-Signale entsprechend vielen verschiedenen Befehlen haben will, sind weitere Überwachungsspeicherregister (in Pigur 4 nicht dargestellt) mit anderen Identitätskomperatoren vom Typ des Komperatprs 30 angeschlossen.

In der Einrichtung beruhende Begrenzungen hinsichtlich der Anzahl solcher Register existieren nicht. Eine Seite der angeschlossenen Identitätskomperatoren wird in jedem Pail vom gleichen Befehlsregister 17 des zentralen Speichers hilfsgesteuert. Die verbesserte erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich mit noch größeren Vorteilen bei einem System mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung anwenden, bei dem die Datenverarbeitungseinheit sowie andere Arbeitsteile der Verarbeitungseinrichtung parallel mit einer mehrleitigen Versorgungsleitung verbunden sind. Dieser Pail ist in Pigur 5. dargestellt, wo eine Datenverarbeitungseinheit 84 und eine durch einen Pernschreiber 86' gebildete Eigang/Ausgangseinrichtung mit Versorgungsleitungen verbunden sind. Hier kann auch der Überwachungsspeicher mit den Sammelversorgungsleitungen 88 parallel zu sämtlichen der anderen Einheiten in Porm einer Einkreistafel 90 angeschlossen sein. In diesem Pail wird es möglich, auch den Überwachungsspeieher nicht nur hinsichtlich der Befehle, sondern auch hinsichtlich • der Daten abzufragen, wo es für bestimmte Vorgänge wünschenswert ist, um das Programmieren zu vereinfachen und die Dauer der Datenverarbeitung zu reduzieren.

309817/0769 - Patentansprüche -

Claims (4)

1. Patentansprüche

   M,) Digitale elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung der Bauart mit wenigstens einer Datenverarbeitungseinheit, einer durch ein Befehlsregister und eine Regeleinheit geregelten zentralen Speichereinheit, gekennzeichnet durch einen Überwachungsspeicher (28) derartiger Auslegung, daS er einen gegebenen programmierten Befehl empfängt; und durch einen Identitätskomparator (30) derartiger Auslegung, daß dieser kontinuierlich den Inhalt des Befehlsregisters (17) der zentralen Speichereinheit (16) mit dem Inhalt des Überwachungsspeichers (28) vergleicht und ein Regelsignal für die Regeleinheit (10) liefert, wenn der Inhalt von Befehlsregister und Überwachungsspeicher gleich sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Identitätskomperator (30) mehrere Koinzidenzschaltungen (54a -54f) aufweist, die in der Zahl gleich der Zahl von Bits, die einen Befehl ausmachen, sind, wobei jede Koinzidenzschaltung einen ersten Ausgang (52_a-52fJ aufweist, der das in einem anderen Teil des Befehlsregisters (17) enthalteneBit empfängt, und einen zweiten Eingang aufweist, der die in einem homologen Teil des Überwachungsspeichers (28) enthaltenen Bits empfängt, wobei die Ausgänge (60a-60_f) der Koinzidenzschaltungen mit den Eingängen eines Und-Gatters (70) verbunden sind, deren Ausgangssignal (32) ein "Unterbrecher" -Signal bildet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine gemeinsame Stromversorgung aufweist und daß der Überwachungsspeicher (28) und der Komperator (30) auf einem Schaltkreiselement getragen sind, das an die gemeinsame Stromversorgungsleitung parallel zu den Schaltkreiselementen der anderen Einheiten der Vorrichtung angeschlossen ist.

   309817/0769
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Überwachungsspeichern und Kpmparatoren, die parallel zu einem gemeinsamen Befehlsregister der zentralen Speichereinheit der Vorrichtung angeordnet sind. ι

   PATOiTANWALTB

   OH.-W«». H. FINCK6 DIPI..-ING. H. BOH* CNPL-ING₁S-STAfGK

   3 0 9 817/0769