DE2326616A1 - Verfahren zum betreiben einer mehrere speichereinheiten enthaltenden datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

Verfahren zum Betreiben einer mehrere Speichereinheiten enthaltenden Datenverarbeitungsanlage

D.ie Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mehrere Speichereinheiten enthaltenden Datenverarbeitungsanlage, bei der Informationen aus einem Hologrammspeicher in einen elektrischen Speicher übertragen werden können sowie eine zur Druchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung»

In der Technik der Datenverarbeitung werden neuerdings immer höhere Anforderungen an die Geschwindigkeiten gestellt, mit denen nach bestimmten Informationen oder Informationsgruppen gesucht werden kann. Im Verlaufe der Jahre haben sich die Suchverfahren um Suchvorrichtungen bei Datenverarbeitungsanlagen von einfachen Verfahren, wie Tabellensuchverfahren oder dergleichen zu immer koplizierteren Verfahren, wie Verfahren mit verändlichen Inkrement zur Adressierung von Tabelleneintragungen bis zu Such-übersetz-Kanaloperationen entwickelt.

Es wurden weiterhin Verfahren und Anordnungen zur seitenweisen Übertragung entwickelt, bei denen assoziative Speicher zur Übersetzung von Adressen herangezogen wurden» Mit dem Auftreten von Zeitmultiplexanlagen sind die Anforderungen an verbesserte über-

309850/0919

setzungsverfahren für Umwandlung von symbolischen in echte Adressen so wichtig geworden, daß damit gerechnet werden kann, daß zukünftige Anlagen im Gegensatz zu den heute verwendeten ausschließlich interpretativ arbeiten werden.

Bei den heute verwendeten Verfahren wird im allgemeinen ein Suchargument nacheinander mit jeder Eintragung einer Suchtafel verglichen, wobei die Forderung aufzustellen ist, daß sich die Daten dieser Tafel in einer vorgeschriebenen Reihenfolge befinden. Die Aufrechterhaltung dieser Reihenfolge ist oft mit Schwierigkeiten verbunden und erfordert einen erheblichen Zeitaufwand, da der Tafelinhalt zur richtigen Anordnung einer neuen Eintragung im allgemeinen neu geordnet werden muß» Dieses Verfahren ist insbesondere im Falle einer Platten-Datenmangementanlage mit sowohl sequentiellen als auch wahlweisen Zugriff aus einleuchtenden Gründen äußerst umständlich, bei der vermeidbare Datenbewegungen wegen der im Falle dös Austretens von Fehlern entstehenden Startschwierigkeiten nach Möglichkeit entfallen sollen.

Bei den heute verwendeten assoziativen Speichereinheiten wird ein Teil dieser Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß die Eintragungen nicht in einer bestimmten Reihenfolge gehalten werden müssen. Der Nachteil dieser Anordnungen besteht zur Zeit jedoch darin, daß sie nur seriell aufgefühlt werden können, d.h„, daß jeweils nur ein oder wenige Worte gleichzeitig eingegeben werden können.

Ein anderer Vorschlag zur Lösung dieser Aufgabe wird im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 12, Nummer 5, Oktober 1969, Seite 657 beschrieben. Nach diesem Vorschlag wird zu Durchführung eines Tabellensuchvorganges mit hoher Geschwindigkeit ein Hochgeschwindigkeits-Festwertspeicher mit hoher Kapazität, bei-. ■spielsweise ein holographischer Speieher, und eine konventionelle Speichereinheit zum Absuchen einer Tabelle verwendet. Die Tabelle ist in Form einer Baumstruktur aufgebaut,- bei der Eintra-

- 3- 2326618

gungen mit hoher Verwendungswahrscheinlichkeit am oder in der Nähe des Anfanges der Tafel liegen_o Zur Wiederauffüllung dieser Speichereinheit zwecks Durchführung weiterer Suchvorgänge ist die Einwirkung eines holographischen Speichers auf eine Diodenmatrix und die wortweise übertragung der Daten von dieser Diodenmatrix zu einer konventionellen Speichereinheit vorgesehen. Anschließend wird diese Speichereinheit Wort für Wort abgesucht.

Ein weiterer Vorschlag zur Lösung der oben beschriebenen Aufgaben wird im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 13 _f Nummer 9, Februar 1971, Seiten 2674 bis 2676 beschrieben. Nach diesem Vorschlag wird die Suchzeit durch die Verwendung von Schieberegisterpuffern und assoziativen Speichereinheiten zur Durchführung von Schlüsselsuchvorgängen nach in Plattenspeichern gespeicherten Daten herabgesetzt.

Allen bisher bekanntgewordenen Verfahren und Vorrichtungen zur Lösung der oben genannten Aufgaben haftet der Nachteil an, daß die zur Durchführung von Suchvorgangen in großen Datenbasen erforderliche Zeit in fast allen Fällen viel zu lang ist, um einen wirtschaftlichen Einsatz der vorhandenen Anlagen zu ermöglichen.

• Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit dem Suchvorgänge selbst in sehr großen Datenbasen in einfacher Weise und mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Die Erfindung macht sich insbesondere zur Aufgabe, dieses Problem durch die Verwendung holographischer Speicher und lichtempfindlicher Speichereinheiten zu lösen. Neben der Durchführung von Suchvorgängen soll es auch möglich sein, die Eigenschaften assoziativer Speicher für logische Operationen, Tabellenlesen, Codeblockssteuerungen und Steuerprogramme anzuwenden. Auch soll eine Änderung der Funktion der ganzen Anlage entsprechend der jeweiligen Anwendung oder der jeweiligen Programm- oder Konstrukionsänderungen möglich sein.

EN 970 017/972 020

309850/0919

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird eine Datenverarbeitungsanlage vorgesehen, die einen assoziativen (oder funktioneilen) Speicher, eine Betriebssystem-Programmspeichereinheit, eine Benützeranwendungs-Programmspeichereinheit und eine Vielzahl von Mikroprogrammspeichereinheiten (jede mit einer zugeordneten Unterverarbeitungseinheit verbunden) enthält, deren Inhalt erforderlichenfalls durch einen einzigen Hologrammspeicher geändert werden kann. Die einzelnen Unterverarbeitungseinheiten sind von der üblichen Bauweise, jedoch mit der Ausnahme, daß die ihnen zugeordneten Mikroprogrammspeicher aus bistabilen Zellen bestehen, deren Inhalte mit Hilfe von durch den Hologrammspeicher erzeugte Lichtmuster innerhalb eines Verarbeitungszyklus geändert werden können. Mit Hilfe des holographischen Speichers können auch wahlweise innerhalb eines Zyklus die gesamten Inhalte (oder Teile davon) der anderen Speichereinheiten geändert werden.

Systemsteuer- und Hilfsmittelzuweisung-Schaltkreise bekannter Bauart werden zur Steuerung der Gesamtoperation des Systems verwendet und weisen den einzelnen Verarbeitungseinheiten, durch das Programm gesteuert, verschiedene Aufgaben zu. Zusätzlich steuern diese Schaltkreise gemeinsam mit dem Adreßregister die Lasersteuerung und den zugeordneten Hologrammspeicher, um die Inhalte der einzelnen Speichereinheiten erforderlichenfalls zu ändern. Nachdem zur Änderung des gesamten Inhalts der verschiedenen Speicher nur ein einziger Maschinenzyklus erforderlich ist, kann ein sehr hohe Geschwindigkeit des Seitenübertragungsmechanismus erreicht werden.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, Hauptspeichereinheiten mit relativ kleiner Kapazität in Zusammenhang mit Unterverarbeitungseinheiten zu verwenden, ohne daß die Gesamtleistung verschlechtert wird. Tatsächlich wird die Leistung derartiger Anlagen in Vergleich zu den bestehenden Systemen mit Hauptspeichereinheiten relativ hoher Kapazität ganz wesentlich verbessert.

EN 970 017/972 020

30 98 50/09 19

232081a

Es ist auch möglich, Hologrammspeicher mit veränderbarem Inhalt zu verwenden, so daß die gespeicherten Informationen in effektiver Weise geändert werden können und Möglichkeiten zur Modifizierung des Systems je nach den vorliegenden Anwendungen, Programmier- oder Produktionsänderungserfordernissen vorhanden sind. In einem derartigen Ausführungsbeispiel ist ein elektrooptischer Vielfachverschluß vorgesehen, mit dessen Hilfe Informationen in den Hologrammspeicher eingegeben werden können. Die Informationen in den aus einer Vielfachaperturplatte bestehenden Vielfachverschluß sind üblicher Weise in Wortformat angeordnet«, Ein mit der Datensammelleitung der Anlage verbundenes Register nimmt die Daten wortweise auf und gibt sie in den Vielfachverjschluß ein« Ist der gesamte Vielfachverschluß mit Informationen gefüllt, so wird die Laserlichtquelle so gesteuert, daß die Daten unter Steuerung der Systemsteuerung- und Hilfsmittelzuteilungsschaltkreise vom elektrooptischen Vielfachverschluß in ein ausgewähltes Hologramm des Hologrammspeichers übertragen wird.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführuftgsbeispiel sind die einzelnen Zellen der assoziativen oder funktionellen Speichereinheit in konventioneller Weise aufgebaut und bestehen beispielsweise aus Bipolar- oder Feldeffekttransistoren. Jede der Zellen, die ein Datenbit in einer assoziativen Speichereinheit speichern, besteht aus einer bistabilen Transistorschaltung. Jede dieser bistabilen Transistorschaltungen besteht beispielsweise aus einem Paar von Transistoren, deren Basis, -kollektor- oder Torelektroden in bekannter Weise miteinander kreuzweise verbunden sind. Um diese an sich bekannte bistabile Verriegelungsschaltung für vom holographischen Speicher erzeugte Lichtmuster empfindlich zu machen, sind die Basiselektroden (oder Torelektroden) der kreuzgekoppelten Transistoren (oder die Elektroden anderer mit der bistabilen Verriegelungsschaltung verbundener Halbleiterelemente) so angeordnet, daß das Licht dieser Muster auf"" sie fällt. Während der Herstellung dieser Speicher wird die obere Fläche der Halbleitersubstrate, innerhalb deren die Schaltungen hergestellt werden, undurchsichtig ausgestaltet

EN 970 017/972 020 _{o n o o}-_n

2326618

mit Ausnahme der Basiselektroden der jeweils ausgesuchten Halblei terelemente. Das Vorliegen oder das Nichtvorliegen eines Lichtmusters an der Basiselektrode eines ausgewählten Transistors in einer bistabilen Schaltung (die gemäß eines besonderen Ausführungsbeispiels auch durch elektrische Mittel zum Einschreiben vorbereitet werden kann) bewirkt, daß die bistabile Schaltung jeweils in einen von zwei möglichen Zuständen überführt wird. In ähnlicher Weise sind in einem funktioneilen Speicher Paare bistabiler Elemente vorgesehen, wobei die Basiselektroden der Transistoren in den bistabilen Elementen dem durch den Hohlgrammspeicher erzeugten Lichtmuster ausgesetzt werden. Jedes der bistabilen Elemente wird in Übereinstimmung mit den Lichtmustern in einen bestimmten Schaltzustand überführt. Es ist leicht einzusehen, daß zusätzlich zur Beaufschlagung der Basiselektroden der bistabilen Elemente mit Lichtmustern es auch erforderlich ist, diesen bistabilen Elementen zugeordnete Schreibschaltungen zu erregen. Sind demnach die Schreibschaltungen aller Elemente des Speichers erregt, so kann der Inhalt des gesamten Speichers gleichzeitig mit Hilfe des Hologrammspeichers geändert werden. Werden zu einem bestimmten Zeitpunkt nur bestimmte Schreibschaltungen für ausgewählte Bereiche des Speichers erregt, so wird nur der Inhalt dieser Bereiche durch den holographischen Speicher geändert.

Dieser und weitere Vorteile werden gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben einer mehrere Speichereinheiten enthaltenden Datenverarbeitungsanlage mit einem Hologramm™ oder ähnlichen, zur Parallelausgabe geeigneten Speicher erreicht, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Teil oder der gesamte Inhalt einer oder mehrere Speichereinheiten gleichseitig durch Adressieren der gewünschten Speichereinheiten und durch Beaufschlagung von den einzelnen Speichereinheiten zugehörigen lichtempfindlichen Elementen mit die gewünschten Informationen enthaltenden Lichtmustern geändert wird, die durch steuerbare Ablenkung eines Lichtstrahls auf jeweils eines oder mehrere Hologramme eines Hologrammspeichers und/oder durch Richtungs-

S97OO17/972O2O _3Q98S0/0919

änderung dieses Lichtstrahls erzeugt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren näher erläutert. - -? ■■-■■-.

Es zeigen:
Fign» 1 u# 2

schematische Darstellungen einer Verarbeitungsanlage unter Verwendung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3

die schematisch Darstellung eines Ausführungsbeispiels von Speicherzellen, die im Zusammenhang mit den in Fign. 1 und 2 dargestellten Speichereinheiten verwendbar sind,

Fig. 4

eine Tafel mit den logischen Zuständen der in der Schaltung nach Fig» 3 verwendeten Transistoren in den verschiedenen Betriebszuständen der funktionellen Speicherzelle,

Fig. 5

eine Schnittansicht durch einen der Transistoren der in Fig. 3 dargestellten Schaltung mit einem durchsichtigen Oberflächenbereich, durch den das vom Hologrammspeicher ausgehende Licht auf den Basisbereich des Transistors fällt.

Fig. 6

die Teilansicht eines Halbleiterplättchens mit einem funktionellen Speicher mit durchsichtigen Bereichen für die Transistoren gemäß der Schaltung nach Fig. 3,

EN 970 017/972 020 309850/0919

Fig. 7 die schematische Darstellung einer lichtempfind

lichen bistabilen Zelle In den nicht assoziativen Speichereinheiten der Anlage nach Fig. 2,

Fig. 8 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer

Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ,

Fig. 9 die schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 10 die schematische Darstellung einer großen

Datenbasisanlage, bei der das erfindungsgemäße Verfahren in besonders vorteilhafter Weise angewendet werden kann.

In Fig. 1 wird eine konventionelle Datenverarbeitungsanlage dargestellt, die aus einem Hauptspeicher 10, aus an sich bekannten Magnetplattenspeichern 11a und 11b bestehenden peripheren Einheiten 11 und aus einer Verarbeitungseinheit 12 besteht. Mit der Anlage ist gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung eine sehr schnelle Suchvorrichtung großer Kapazität verbunden, die aus einem inhaltadressierbaren Speicher 16, einem Hologrammspeicher 20, einer aus einem Laser und seinen Steuerungen bestehenden Anordnung 21, einem Adressenregister 22 und einem Inkrementierer 23 besteht. Der Laserstrahl wird in Übereinstimmung mit der im Adressenregister 22 enthaltenen Information so gesteuert, daß eines der Hologramme 20a des Hologrammspeichers 20 ausgewählt wird, um ein gewünschtes Lichtmuster auf die lichtempfindlichen Elemente des Suchspeichers 16 zu projizieren und dessen gesamten Dateninhalt gleichzeitig zu ändern.

Jedes der Hologramme 20a des Hologrammspeichers 20 speichert eine Datenseite, deren Kapazität gleich der gesamten Speicherkapazität des Suchspeichers 16 ist. Wenn daher ein Hologramm

EN 970 017/972 020

309850/0919

— y —

des Hologrammspeichers 20 ausgewählt und das entsprechende Lichtmuster auf den Suchspeicher 16 projiziert wird, so wird der gesamte Inhalt dieses Speichers innerhalb eines Maschinenzyklus geändert. Nachdem es beim jetzigen Stand der Laser- und Hologrammtechnik möglich ist, Hologramme in Zeitabschnitten von der Größenordnung von Mikrosekunden oder weniger abzubilden, kann der gesamte Inhalt eines inhaltadressierbaren Speichers, wie es beispielsweise der Speicher 16 ist, in dieser kurzen Zeit vollständig geändert werden. Nachdem weiterhin inhaltadressierbare Speicher innerhalb eines Maschinenzyklus abgesucht werden können, d.h., daß alle Datenwortsteilen des Speichers gleichzeitig in parallel abgesucht werden können, ist es mit einer an sich konventionellen Datenverarbeitungsanlage möglich, den gesamten Inhalt des Suchspeichers 16, der beispielsweise einige 1000 Wortstellen enthalten kann, in einem Maschinenzyklus zu ändern und anschließend im nächsten Maschinenzyklus alle Worte auf das Vorhandensein der gewünschten Information abzusuchen. Auf diese Weise ist es möglich, in zwei Zyklen (oder Unterzyklen) der Verarbeitungseinheit 12 eine Suchoperation durchzuführen, die einige 1000 Worte umfaßt» In bekannten Datenverarbeitungssystemen mit aus Magnetplatten bestehenden Massespeichern, beispielsweise den in Fig. 1 dargestellten peripheren Einheiten 11a und 11b, wurden schon die verschiedensten Verfahren zur Beschleunigung und Verbesserung des Zugriffs zu den in den Plattenspeichern befindlichen Daten ausprobiert. Ein besonders häufig verwendetes Verfahren besteht darin„ ein Verzeichnis oder eine Indexliste ■ zu erstellen, wie die symbolischen Namen der Datensätze und die zugehörigen Adressen aus den Platten enthält« Bei größeren Anlagen ist der Umfang dieser Verzeichnisse jedoch so groß, daß die selbst auf den Platten untergebracht werden müssen. Das führt dazu, daß der zur Feststellung der Adressen der auf den Platten befindlichen Datensätze erforderliche Zeitaufwand unverhältnismäßig groß wird.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Verseichnisse in Halbleiterspeichereinheiten, insbesondere in assoziativen Halblei-

EN 970 017/972 020 3Q98S0/0919

terspeichereinheiten unterzubringen. Die für diese Aufgabe zur Speicherung der Verzeichnisse erforderlichen Speichereinheiten werden so groß, daß der hierzu erforderliche wirtschaftliche Aufwand nicht vertretbar ist. Die oben beschriebene erfindungsgemäße Suchvorrichtung stellt eine wirtschaftliche und sehr ' schnelle Speichereinrichtung zur Speicherung und zum Absuchen von großen Anzahlen häufig gebrauchter Daten dar, wie sie beispielsweise für Verzeichnisse, Tabellen, Steuerprogrammsegemente und dergleichen erforderlich ist.

Wird bei der in Fig. 1 dargestellten Datenverarbeitungsanlage durch die Verarbeitungseinheit festgestellt, daß e"in bestimmter auf einer der Plattenspeichereinheiten 11a oder 11b gespeicherter Datensatz benötigt wird, so wird ein Suchvorgang im Verzeichnis zur Feststellung des Platzes des Datensatzes eingeleitet. Bei der in Fig. 1 dargestellten einfachen Anlage wird der Suchvorgang durch die Eingabe einer Adresse in das Adressenregister 22 ausgelöst, die bewirkt, daß die Laser- und Steuereinheit 21 ein erstes Hologramm 20a im Hologrammspeicher 20 aussucht. Diese Adresse wird in das Register 22 durch die Verarbeitungseinheit 12 über eine Daten- und Adressensammelleitung 8 eingegeben. Die Datenseite aus dem ersten Hologramm 20a wird in den Suchspeicher 16 eingegeben . Die Verarbeitungseinheit 12 löst dann während des nächsten Zyklus eine Parallelsuche aller Eintragungen im Suchspeicher .16 aus, die aufgrund des in das Maskenregister _s vorzugsweise vor der Änderung des Speicherinhalts, eingegebenen Sucharguments ausgeführt wird.

Wird die gewünschte Eintragung nicht im Suchspeicher 16 gefunden, so bewirkt die Verarbeitungseinheit 12 den Inkrementierer 23 die Adresse aufzunehmen, zu inkrementieren und die so geänderte Adresse in das Register 22 wieder einzugeben, so daß die Laserund Steuerungseinheit 21 'die Auswahl des nächsten Hologramms im Hologramraspeieher 20 bewirkt. Dadurch werden die im nächsten Hologramm enthaltenen Daten in den Suchspeicher 16 eingegeben und während des nächsten Zyklus durch die Verarbeitungseinheit para-

m 970 017/972 020 3^50,^9

llel abgesucht.

Dieser in zeitlich aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ablaufende Vorgang wird so lange fortgesetzt _r bis die gewünschte Eintragung im Suchspeicher 16 gefunden wird. Diese Eintragung wird dann durch die Verarbeitungseinheit 12 in an sich bekannter Weise dazu verwendet, die gewünschten Daten in den Plattenspeichereinheiten lla oder 11b aufzufinden. Die Hologramme werden vorzugsweise in der Reihenfolge der Häufigkeit ihrer Benützung angeordnet. Es ist selbstverständlich möglich, den Suchvorgang für die gewünschte Adresse in einer nach dem Zeitmultiplexverfahren arbeitenden System im Multiplexverfahren mit anderen Aufgaben durchzuführen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, anstelle des in Fig. 1 dargestellten Suchspeichers 16 mehrere unabhängig voneinander oder gleichzeitig verwendbare Suchspeicher vorzusehen, denen jeweils ein Hologrammspeicher 20 und eine Laser- und Steuereinheit 21 zugeordnet sind.

Wie noch gezeigt werden wird _B können mehrere Suchspeicher 16 durch einen einzigen Hologrammsp&icher und ein© einzige Lichtquelle bedient werden. In diesem Falls ist es möglich, durch ein einziges Hologramm den gesamten Inhalt mehrerer Suchspeicher 16 zu ändern.

Der Hologrammspeicher 20 und die Laser- und Steuerungseinheit kann ebenfalls zur Änderung der Inhalte anderer als der inhaltadressierbaren Speichereinheiten verwendet werden. Beispielsweise kann der Inhalt eines Halbleitersteuerspeichers einer Datenverarbeitungsanlage innerhalb eines Verarbeitungseinheitenzyklus durch im Steuerspeicher enthaltene lichtempfindliche Zellen, einen Hologrammspeicher 20, eine Laser- und Steuerungseinheit und das Adressenregister 22 geändert werden. Die Gesamtheit oder Teile eines Mikroprogrammspeichers für bekannte datenverarbeitende Anlagen, wie sie beispielsweise im US-Patent 3 478 322 besehrie-

EN 970-017/972 020 3 _Q , , j „ , „ ₉ , g

ben werden, können auf diese Weise sehr schnell geändert werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazu erforderlichen Anordnungen ist es möglich, die Leistungsfähigkeit von assoziativen Datenverarbeitungseinheiten, wie sie beispielsweise im US-Patent 3 585 605 beschrieben werden, zu verändern oder weitgehend zu verbessern. In diesem Patent wird eine Anlage mit drei assoziativen Speichern 26, 27, 28 beschrieben, deren Inhalt auf optischem Wege durch holographische Speicher in der oben beschriebenen Art zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit verändert werden kann. Einer der in diesem Patent beschriebenen Speicher ist als Arbeitsspeicher 26 zur Speicherung von Tafeln zwecks Durchführung arithmetischer und-logischer Funktionen ausgebildet. Die anderen Speicher sind als Operandenspeicher 27 und als Steuerspeicher 28 ausgebildet. Eine aus einem Laser- und einem Hologrammspeicher bestehende Anordnung,,'beispielsweise die aus den Vorrichtungen 20 und 21 bestehende Anordnung, kann in der patentierten Anordnung zur Änderung des Inhaltes des Arbeitsspeichers verwendet werden, wodurch die arithmetischen und logischen Funktionen geändert werden,, oder den Inhalt des Steuerspeichers zwecks Durchführung verschiedener Routinen ändernο Da die Änderung ganzer Speicher in einer einzigen Zykluszeit durchgeführt werden kann, .ist die dynamische Änderung der Anlage während der Programmdurchführung möglich, wobei eine Einsparung elektronischer Speicherkapazitäten ohne Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit erreichbar ist. Wie anhand der Fig» 2 noch geneigt werden wirdj, kann eine einsige Hologramm-Laser-Anordnung mehreren Speichern zugeordnet werden.

Anhand der Fign. 2 und 8 werden weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Einander entsprechende Teile werden durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die in Fig. 2 dargestellte Anlage enthält einen an sich bekannten Hauptspeicher 10, periphere Einheiten und Steuerungen 11 und mehrere Verarbeitungseinheiten 12-1-12-N, die mit einer Daten-

EN 970 017/972 020 3Q98S0/0919

und Ädressensammelleitung 8 und einer Steuersammelleitung 9 verbunden sind. Eine Systemsteuerung- und Hilfmittelzuteilungsschaltung 13, ein Benutzer- und Anwendungsprogrammspeicher 14, ein Betriebssystemprogrammspeicher 15 und ein assoziativer (oder fraktioneller) Suchspeicher 16 sind ebenfalls mit den Sammelleitungen 8 und 9 verbunden» Die Steuerung von V'ielfachverarbeitungseinheiten mit Vielfachhauptspeichereinheiten ist beispielsweise aus den US-Patenten 3 480 914,, 3 496 551 und 3 5SS 363 bekannt, so daß eine nähere Erklärung nicht erforderlich ist=.

Jeder der Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N bis ein Mikroprogrammspeicher 17-1 bis 17-N zur an sich- bekannten Steuerung der Arbeitsweise der Verarbeitungseinheit zugeordnet» Die Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N unterscheiden sich von den bekannten Einheiten nur durch die lichtempfindlichen Zellen der Speicher 17-1 bis 17-N.

Jeder der Speicher 14, 15, 16 und 17-1 bis 17-N ist vorzugsweise mit lichtempfindlichen Elementen ausgestattet ₀ durch die die Inhalte der Speichereinheiten innerhalb eines Mascliinenzyklus mit Hilfe der zugeordneten Hologramm-Laser-Einheiten 20 bzw* 2Γ geändert werden können» Eine bevorzugte Äusführungsform der Schaltungen für die verschiedenen Speichereinheiten wird im Zusammenhang mit den Fign_o 3 bis 7 beschrieben«, Zur Änderung des Inhaltes einer Speichereinheit müssen gleichzeitig mit den Wirksamwerden des Hologrammspeichers 20 elektrische Steuerungen erregt werden,,

Jedes Hologramm 20a des Hologrammspeichers 20 enthält für jede der Speichereinheiten 14, 15, 16 und 17-1 bis 17-N ein unterschiedliches Muster. In dem beschriebenen Äusführungsbeispiel werden die Muster des ausgewählten Hologramms gleichzeitig auf die Speichereinheiten 14, 15, 16 und 17-1 bis"17-N projiziert, so daß die Inhalte eines oder mehrerer Speicher _r die gleich-

EH 970 017/972 020 ₃₀985Ö/0919

zeitig elektrisch erregt werden, entsprechend dem Hologrammmuster geändert werden«

Ein Ädressenregister'22 und ein diesem zugeordneter Inkremen-. tierer 23 steuern den Laser und dessen Steuerungen, um das gewünschte Hologramm des Hologrammspeichers auszuwählen.

In dem in Fig. 2 dargestellten- Ausführungsbeispiel wird die Systemsteuerung- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 durch ein Haupts teuerprogramm gesteuert, durch das den Verarbeitangseinheiten 12-1 bis 12-N bestimmte Aufgaben zur Ausführung- in an sich aus der Technik der Mehrf ach verarbeitung oder Mehrfachprogrammierung bekannten Weise zugewiesen werden. Bei dieser Art von Datenverarbeitungsanlagen führen die einzelnen Verarbeitungseinheiten unter Steuerung der Systemsteuerung- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 verschiedene Aufgaben aus« Dabei werden verschiedene Einheiten, beispielsweise die peripheren Einheiten und Steuerungen 11, je nach dem Auftreten von besonderen Aufgaben angesteuert. In einer einzelnen Verarbeitungseinheit einer Vielfachprogramm-Verarbeitungsanlage werden verschiedene, den in der Schaltung 13 enthaltenen Steuerungen entsprechende Steuerungen in der Verarbeitungeinheit vorgesehen und durch das Systems teuerprogramm wirksam gemacht.

Bei bekannten Datenverarbeitungsanlagen wird der Hauptspeicher 10 zur Speicherung von Benutzeranwendungsprogrammen, Betriebssystemprogrammen und verschiedenen Tafeln und Kundendaten benutzt. Selbst die großen Anlagen, die Speicher mit Kapazitäten der Größenordnung von Millionen Byte (8 binäre Bits je Byte) haben, ist nicht genügend Speicherkapazität vorhanden, um gleichzeitig das Betriebssystemprogramm, die Kundenanwendungsprogramme und die verschiedenen Kundendaten und Tafeln zu speichern. Daher ist es bei den heute bekannten Anlagen üblich, Datenseiten vom beispielsweise 2000 Bytes zwischen dem Hauptspeicher und den beispielsweise als magnetische Plattenspeicher ausgebildeten peripheren Einheiten und Steuerungen 11 auszutauschen. Dieses

_EN ,70 0X7/972 O₂O 33^^9^

2326618

dauernde Austauschen von Seiten zwischen dem Hauptspeicher und den peripheren Einheiten und Steuerungen 11 ist eine der wesentlichsten Ursache, die die Leistungsfähigkeit einer Anlage herabsetzen.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist daher ein Hologrammspeicher und die ihm zugeordneten Steuereinheiten, durch die die zur Durchführung der Vertauschungsoperationen erforderliche Zeit herabgesetzt x^ird» Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält der Hologrammspeicher die am meisten benützen Segmente des Steuerprogramms, die aus diesem Speicher in den Betriebssystemprogrammspeicher 15 übertragen werden können» Bei vielen Kundeninstallationen f die bestimmte Anwendungsprogramme mit einer hohen Verwendungshäufigkeit haben, kann der Benutzeranwendungsprogrammspeicher 14 zusätzlich zur Aufnahme von 'Anwendungsprograramsegmenten mit hoher Benutzungshäufigkeit aus dem Hologrammspeicher 20 verwendet werden. Bei Kundenanwendungen„ die Tafeln,, beispielsweise Versicherungssatstafeln mit hoher Benutsungshäufigkeit oder bei Vorliegen von Indexsuchanforderungen bei großen Datenbasen kann der- Suchspeicher 16 in Verbindung mit dem Hologrammspeicher 20 sur schnellen Datenübertragung und zum Absuchen dieser Tafeln und Datenbas enverzeiehniss®<, die eine hohe Benutzungshäufigkeit haben,, verwendet werden ο

In vielen Kundeninstallationen werden Programme für verschiedene Arten von alten, nicht mehr in Benutzung befindlichen Maschinen geschrieben. Anstatt dieser Programme in eine Maschinensprache für ein neues System umzusehhreiben, wird der Kunde in vielen Fällen Emulatorverfahren zur Durchführung der Programme in ihrer ursprünglichen Fassung verwenden. Ein häufig angewendetes Verfahren zum emulieren eines in einer maschinenfremden Sprache geschriebenen Programms besteht darin_p verschiedene Sätze von Mikroprogramm-Routinen für jede Spracheart zu verwenden. Daher sind die den einzelnen Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N zugeordneten Mikroprogrammspeieher 17-1 bis 17-N so eingerichtet,

EN 970 017/972 020 _{Ä Λ}■ _{Λ ft}

309850/0919

— Xb — —

daß ihre gesamten Inhalte während eines einzigen Zyklus mit Hilfe des holographischen Speichers geändert werden können, wobei von einem bestimmten Satz von Mikroprogrammroutinen (oder Teilen davon) Gebrauch gemacht werden kann, der für eine bestimmte Sprache des Programms oder für eine bestimmte gerade von der Verarbeitungseinheit durchgeführte Aufgabe erforderlich ist.

Durch dieses Verfahren wird die Leistungsfähigkeit einer Datenverarbeitungsanlage, die beispielsweise der im US-Patent 3 478 beschriebenen entspricht, ganz wesentlich erhöht. Dieses Patent betrifft elektrisch einschreibbare Steuerspeicher, deren Inhalt durch Steuerdaten aus einem Plattenspeicher zum Emulieren verschiedener Sprachen geändert werden kann» Bei der in Fig. 2 dargestellten datenverarbeitende Anlage können gleiche oder verschiedene Sprachen gleichzeitig in den Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N emuliert werden»

Darüber hinaus ist es nicht erforderlich„ daß die Kapazität der Mikroprogrammspeicher 17-1 bis 17-N groß genug ist, um alle Routinen eines Satzes aufzunehmen,, da die Untersätze seitenweise während eines Maschinenzyklus ohne merkliche Herabsetzung der Leistung übertragen werden können. Es ist selbstverständlich auch möglich, mehrere Speicher nach Art der Speicher 14 und 15 vorzusehen, die beispielsweise jeweils einer der Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N zugeordnet sind» Das macht es möglich* eine der Verarbeitungseinheiten einem aktiven Kundenprogramm und ein aktives Steuerprogramrasegment für dieses Kundenprogramm zuzuordnen.

Der Suchspeicher 16 nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem an sich bekannten inhaltadressierbaren Speicher„ beispielsweise aus"dem im US-Patent 3 609 702 beschrieben, aus bipolaren Transistoren bestehenden Speicher, oder aus einem ebenfalls bekannten, aus Feldeffekttransistoren bestehenden Speicher. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Suchspeicher 16

EN 970 017/972 020 _309δδ0/091 9

sowohl elektrisch als auch optisch zum Einschreiben einer Datenseite ansteuerbar,. Die in Fig« 3 dargestellte und; im funktioneilen Suchspeicher 16 in der in Figο 1 dargestellten Anlage verwendete mehrstabile Zelle 40 wird im folgenden anhand der Figuren 3 bis 6 beschrieben. Eine derartige Zelle wird beispielsweise in den US-Patenten 3 531 778 und 3 543 296 beschrieben» Der unterschied zwischen der in"den beiden obengenannten Patenten beschriebenen-Zelle und der gemäß der der vorliegenden Erfindung verwendeten . Zelle besteht darin _r daß sie durch Lichtmuster beeinflußbar ist, die im Basisbereich der Transistoren wirksam werden»

Die in Fig. 3 dargestellte Zelle 40 ist so ausgebildete daß.sie mindestens 3 diskrete Zustände, nämlich die Zustände 0, i und X einnehmen kann«, Eine gebräuchliche Ausführungsform kann durch Verwendung -von zwei binären Triggern (bistabile Anordnungen) 41 und 4.2g vier voneinander verschiedene Schaltzustände? nämlich die Zustände 0_f 1, X und Y, einnehmen= Im vorliegenden Fall wird der vierte Zustand Y im allgemeinen nicht verwendet=

Die bistabile Anordnung 41 besteht aus den kreuzgekoppelten Transistoren Tl und T2, die eine Verriegelungsschaltung bilden. Die bistabile Anordnung 42' besteht aus den kreuzgekoppelten Transistoren T3 und T4„ Die leitenden und nichtleitenden Zustände der Transistoren Tl bis T4 jeder Zelle für die Schaltsustände 0, IfX und Y werden in Fig» 4 dargestellt= Nachdem der Schaltzustand Y nicht ausgenützt wird, ist„ wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, der Zustand 0 durch den leitenden Zustand des Transistors Tl, der Zustand 1 durch den leitenden Zustand des Transistors T4 und der Zustand X durch die nichtleitenden Zustände der Transistoren Tl und T4 gekennzeichnet, wird« Diese Darstellungsweise wird dadurch verwirklicht, daß die Bitleitungen 46 und 47 lediglich mit den Transistoren Tl und T4 zum Schreiben, zum . Suchen und zum Abfühlen von Daten verwendet werden. Zur Fest-

EN 970 017/972 020 3Q9850/Q919

stellung des Zustandes der Zellen müssen nur die Zustände der Transistoren Tl und T4 ermittelt werden, da nur die Schaltzustände dieser Transistoren für den Schaltsustand der ganzen Zelle von Bedeutung sind. Die Transistoren Tl und T4 haben jeweils zwei Emitter, von denen 'der eine mit der Bitleitung 46 oder 47 und der andere mit der Wortleitung 48 verbunden ist. Es sind besondere Vorrichtungen für die Steuerung des Pegels der Bit- und Wortleitungen 46, 47 und 48 vorgesehen^ die mit der Zelle verbunden sind, sowie für die Leitung 45, über die die Erregung zur Energieversorgung der Speicherzelle geliefert wird. Diese Pegelsteuerungen dienen zur Änderung der in der Zelle gespeicherten Information und zur Feststellung, was für eine Information in der Zelle gespeichert ist. Sie dienen ebenfalls dazu _f um die Einstellung der Zellen durch ein optisches Signal mittels Photoneninjektion in den Basisbereich der Zellenanordnung zu erlauben oder zu verhindern.

Wie im einzelnen im US-Patent 3 531 778 beschrieben, erfordert eine Leseoperation ein Ansteigen der Spannung auf der Leitung 48, durch die geeignete logische 1- oder O-Signale durch die Transistoren Tl und T4 an die Bitleitungen 46 und 47 geliefert werden. Zum elektrischen Einschreiben von Informationen in die Zelle 40 werden geeignete logische Signale an die Bitleitungen 46 und 47 geliefert, die Spannung der Leitung 45 herabgesetzt und die Spannung der Leitung 48 erhöht. Das hat zur Folge, daß die an die Bitleitungen 46 und 47 gelegten logischen Signale 1 oder 0 zur Umschaltung der bistabilen Anordnungen 41 und 42 in die'den logischen Signalen entsprechenden Zustände übertragen werden.

Zur Durchführung eines Suchzyklus werden Suchargumentsignale an die Bitleitungen 46 und 47 übertragen» Die Abfühlleitung 48 wird normalerweise auf Erdpotential gehalten und die logischen Signale auf den Leitungen 46 und 47 werden entweder zur Abfühlleitung 48 übertragen oder durch die bistabilen Anordnungen 41 und 42 unterdrückt, je nachdem ob die Transistoren Tl und T4 sich in ihren leitenden oder nichtleitenden Zuständen befinden.

EN 97O 0X7/972 O2O ,

Wird bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage nur der Suchspeicher 16 im Zusammenhang mit dem Hologrammspeicher 20 verwendet, so ist zum Einschreiben von Daten in den Speicher nur eine optische Erregung der Zellen erforderliche In diesem Fall werden die Lichtmuster auf die Basisbereiche der Transistoren Tl₁, T2_f T3 und T4 gerichtet. Die Leitungen 46, 47 und 48 befinden sich auf Erdpotential, während die Leitung 45 die normale positive Pegelspannung aufweist. Fällt Licht mit einem genügenden Energieniveau auf die Basisbereiche,, so werden in der Basis genügend Träger erzeugt, um den betreffenden Transistor in seinen leitenden Zustand und den kreuzgekoppelten Transistor in seinen nichtleitenden Zustand zu überführen„ Auf diese Weise kann ein optisches Einlesen in den gesamten Suchspeicher bewirkt werden,-ohne daß eine elektrische Erregung der Bitleitungen 46 und 47 oder. eine Umschaltung der Spannungsniveaus der Wortleitungen 45 und 48 erforderlich wäre= Die Umschaltung der Zellen erfolgt durch die Absorption von Photonenenergie in dem Energieabsorptionsband des Energiefrequenzspektrums der Basisbereiche der Zellen.

In den Figno 5 und β wird ein bevorzugtes Verfahren s«r optischen Eingabe in di© Zelle 40 veranschaulichte Die Änordntmg ist so getroffen, daß die einfallende Strahlung auf die Basisbereiche der Transistoren TI, T2, T3 und T4 auftrifft, um diese Transistoren selektiv über die Aperturen 55 bis 58 in ihre Ein-Zustände zu überführen. Dieses Verfahren benutzt die,den Transistorbasis— bereichen eigentümliche Eigenschaftρ die Photonenenergie eines Lichtfleckes in einen Stromfluß umzuwandeln,; der dea bestrahlte» Transistor in seinen leitenden Zustand, d»h. in seinen Ein-Zustand überführt. Die Verwendung des Speichertransistors selbst zur Umwandlung von Lichtenergie in einen Bitspeieherswstand stellt das wirksamste Verfahren dar, vorhandene Elemente atJssOTiutsen° Die Photonenenergie kann auch zur Einstellung der Torelektroäen (Gate-Elektroden) von isolierten Gate-Feldeffekttransistoren (FET) in einem FET-Speicher verwendet werden.

Das Prinzip der oben beschrieben Ausführungsbeispiele besteht BN 970 0X7/972 O₂O _3098Bom1g

2326618

darin, die Photonenenergie eines optischen Signals zum Einschalten des gewünschten Transistors in der Zelle, unabhängig vom Transistormaterial, vom Aufbau und von der Anordnung, auszunutzen. Die bekannten, bei der Herstellung von Transistoranordnungen verwendeten Sxliciummaterialxen und Verfahren sind gut geeignet, Photonenenergie von optischen Signalen in einen elektrischen Stromfluß umzuwandeln, der zur Einschaltung der gewünschten Speichertransistoren geeignet ist.

Bei Anordnungen gemäß Fig„ 2, bei denen ein Hologrammspeicher 2O im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Speichereinheiten 14-16 und 17-1 bis 17-N verwendet wird, ist es erforderlich, diese Speichereinheiten, d.h. die Speichereinheiten 16, 14, 15 und 17-1 bis 17-N elektrisch vorzubereiten, bevor die Lichtmuster auf die lichtempfindlichen Elemente der Speicherzellen fallen.

Ein Verfahren zur Durchführung dieser koinzidenten optischen und elektrischen Selektion zur Änderung des Inhalts des Suchspeichers 16 beinhaltet die Einstellung des Niveaus der Photonenenergie und der Niveaus der Leitfähigkeit in den Zellen in einer ähnlichen Weise wie beim elektrischen Einlesen in eine Zelle» D'as Niveau der in die Basisbereiche injizierten Photonenenergie ist so bemessen, daß es nicht ausreicht,, den Zustand einer Zelle 40 umzuschalten, wenn diese Zelle sich im statischen Zustand befindet, d.h. wenn die Leitungen 46, 47 und 48 auf Erdpotential und die Leitung 45 auf normalem positiven Potential liegt. Befindet sich die Zelle 40 jedoch im elektrischen "Schreib"-Zustand,, d.h., ist das Niveau der Leitung 48 erhöht und das Niveau der Leitung 45 erniedrigt und liegen die Leitungen 46 und 47 auf Erdpotential, so wird die Injektion von Photonenenergie in den Basisbereich eines ausgewählten Transistors Tl bis T4 eine Umschaltung des Zellenzustandes bewirken.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung wird durch die gestrichelter Linien ein zweites Verfahren dargestellt, bei dem sowohl eine optische als auch elektrische Steuerung zur Umschal-

EK 970 017/972 020 _309S50m1g

tung des Sustandes der Zelle 40 erforderlich-ist. Bei dieser Ausführungsform sind bei den Transistoren Tl und T2 zusätzliche Emitterelektroden El und E2 sowie Photodioden 59-62 vorgesehen.

Soll verhindert werden, daß die Zelle 40 des in Fig«, 2 dargestellten Suchspeichers 16 durch vom Hologrammspeicher 20 erzeugte Lichtmuster umgeschaltet wird, so erfolgt eine Herabsetzung des Potentialniveaus der Leitung 48 von Erdpotential auf ein schwach negatives Potential» Dieses negative Potential der Leitung 48 isoliert die Zelle 40 in bezug auf die Dioden 59-62„ In ähnlicher Weise Ttfird ein Umschalten aller Zellen 40 des Suchspeiehers 16 verhindert, wenn durch den Hologrammspeicher ein Einschreiben in einen oder mehreren der Speicher 14, 15 _? 17-1 bis 17-53 erfolgt»

Soll mit Hilfe des Hologrammspeichers 20 in den Suchspeicher 16 eingeschrieben werden, so Werden die Potentiale der Leitungen 45 und 48 erniedrigt.bsw» erhöht» Die Dioden 59-62 sprechen auf die Lichtmtister an und legen positive Oder negative Potentiale an die Elektroden El und Ξ2, um die Zelle 40 entsprechend dem Lichtmuster umzuschalten»

Fällt Licht auf die Diode 59 so wird diese in ihren Zustand niedrigen Widerstands überführt, so daß ein negatives Potential an den Emitter El gelegt wird, wodurch der Transistor Tl in seinen leitenden und der Transistor T2 in seinen nichtleitenden Sustand überführt wird» Das auf die Diode 60 fallende Licht legt an den Emitter El ein positives Potential und schaltet den Transistor Tl in seinen nichtleitenden und den Transistor T2 in seinen leitenden Zustand um» In ähnlicher Weise schaltet Lieht? das auf die Dioden 61 bzw. 62 fällt, den Transistor 4 bzw. den Transistor 3 in seinen leitenden Zustand um«

In Fig. 7 wird eine herkömmliche bistabile Anordnung 64 dargestellt, die in den Zellen der Speichereinheiten 14, 15 und 17-1 bis 17-N verwendet werden kann. Die Anordnung besteht aus kreuzgekoppelten Transistoren· 65 und 66, Der Ausgang eines Transistors

EN 970 Ol7/972 02O λ η O ö e Λ / ft & 1 ö

_ ₂₂ _ 2325618

67 ist mit den Basiselektroden der Transistoren 65 und 66 über Photodioden 68 und 69 sowie mit den anderen Seilen einer bestimmten Speichereinheit verbunden.

Soll in die Speichereinheit, von der die Zelle 64 ein Teil ist, eingeschrieben werden, so wird das "NICHT SCHREIBEN"-Signal von der Basiselektrode des Transistors 67 abgeschaltet, so daß positive Potentiale an die Dioden 68 und 69 gelegt werden. Die Dioden sind in entgegengesetzter Richtung vorgespannt und daher nichtleitend. Fällt Licht aus dem Hologrammspeicher auf eine der Dioden 68 oder 69? so wird diese in ihren Sustand hoher Leitfähigkeit umgeschaltet? so daß das positive Potential mit der Basiselektrode des Transistors 65 bzw, 66 verbunden und dieser Transistor in seinen leitenden Sustand überführt wird=

Diese bistabile Anordnung ist nur der bitspeichernde Teil einer Speicherzelle der Speicheranordnung» Es ist ohne weiteres einzusehen, daß zusätzliche Zellenschaltkreise zur Adressierung und Äbfühlung der Zelle erforderlich sind. Diese Kreise sind aber an sich bekannt und werden daher nicht näher beschrieben»

Es ist einleuchtend, daß die Speicher 14, 15 und/oder 17-1 bis 17-N assoziative Speicher sein können, in welchem Fall ihre Zellen nach Art der in Fig. 3 dargestellten Schaltung aufgebaut sein werden.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Operationsfolgen der in Fig. 2 dargestellten Anlage, wobei auf das Seitdiagramm nach Fig. 8 Bezug genommen wird. Die Beschreibung beschränkt sich ■auf die Wirkung derjenigen Komponenten, durch die die erfindungsgemäßen Vorteile erzielt werden.

Wenn auf seitenweise zu übertragende Segmente des Betriebssystems Bezug genommen wird, so handelt sich um Segmente, die normalerweise durch Einlesen oder Auslesen übertragen werden und nicht um Segmente, die im allgemeinen ständig im Hauptspeicher belassen

EN 970 017/972 Q20 ' 308850/0919-

werden. Beispielsweise wird der Kern des Betriebssystemüberwachers (der bei bekannten Anlagen ständig in einem Teil des Hauptspeichers belassen wird) ebenfalls im Hauptspeicher 10 der in Fig. 2 dargestellten Anordnung belassen«, Der Zugriff erfolgt in bekannter Weise durch die Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N und die Systemsteuer- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13.

Zu einem bestimmten Zeitpunkt der Funktion der in Fig. 2 dargestellten Anlage wird die Verarbeitung eines neuen Kundenprogramms in bekannter Weise durch ein Jobsteuerprogramm eingeleitet. Es wird angenommen, daß die Systemsteuer- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung eine der Verarbeitungseinhalten, beispielsweise die Verarbeitungseinheit 17-1, einem neuen Kundenprogramia zuteilt und daß die Speicher 14, 15 und 16 dasu verwendet werden, bestimmte Teile des Anwenderprogramms, des Betriebssteuerprogramms bzw. verschiedene Suchdaten seitenweise umzutauschen= Unter Bezugnahme auf das in Fig„ 8 dargestellte Zeitdiagramm . werden die Folgen von Operationen derjenigen Komponenten der in Fig. 2 dargestellten Anlage behandelt, die sich auf die-damit erzielten Vorteile beziehen,,

Aus dem in Fig» 8 wiedergegebenen Zeitdiagramm ist ersichtlich _e daß die Systemsteuerungs- und Hilfsmittelzuteilungsschalfcung 13 zunächst drei aufeinanderfolgende Maschinenzyklen einleitet,, in denen zunächst die Speicher 17-1, 15 und 14 mit der erforderliehen Information geladen werden» Während des ersten Operationsgyklos ladet die Systemsteuerungs- und Hilfsmittelguteilungssehaltung das eine Ablenkung des Lesestrahls bewirkende Adressenregister mit einer einem bestimmten Hologramm 20a entsprechenden Adresse? das die der erforderlichen Mikroprogrammroutiae entsprechenden Daten enthält. Nachdem das Adressenregister geladen ist, bewirkt die Systemsteuerungs=· und Hilfsmittelsuteilungsschaltung 13, daß der durch die Laser- und Steuerungsschaltung 21 gesteuerte Laserstrahl zu dem gewünschten Hologramm 20a des Hologrammspeichers abgelenkt wird, um zu bewirken, daß die durch das ausgewählte

EN 970 017/972 020

309850/0919

Hologramm erzeugten Lichtmuster auf die Speicher 14, 15", 16 und 17-1 bis 17-N fallen. Die Systemsteuerungs- und Hilfsmittelzuteilungseinheit 13 adressiert auch den Mikrospeicher 17-1 durch elektrische Erregung der Zellen,, so daß ein optisches Einschreiben in der oben angegebenen Weise erfolgen kann, damit eine ganze Mikroprograirancodeseite in den Speicher 17-1 eingegeben und dort verriegelt wird«

Während des zweiten Maschinenzyklus bewirkt die Systemsteuerungs- und Hilfsmittelzuteilungseinheit 13 ein Laden des Adressenregisters 22 mit der Adresse des Hologramms, das das gewünschte Segment des Betriebssystemscodes (SPV) enthält. Die Schaltung 13 adressiert und aktiviert den Speicher 15, so daß die gewünschte Seite des Betriebssystemscodes in den Speicher 15 eingegeben und dort verriegelt wird.

Während des dritten Maschinenzyklus adressiert und erregt die Schaltung. 13 den Speicher 14 und gibt in das Adressenregister 22 , die Adresse des Hologramms ein, das den gewünschten Benutzeranwendungscode enthält» Auf diese Weise xtfurde innerhalb von drei Zyklen durch die Systemsteuerungs- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 bewirkt,, daß die zunächst für die Ausführung des Benutzerprograrans erforderlichen Codes in die entsprechenden Speicher eingegeben werden«

Zu einem bestimmten Zeitpunkt des Ablaufs des Anwenderprogramms werden die Daten einer bestimmten Satz-Tafel benötigt= Zu diesem Zeitpunkt wird das Adressenregister durch die Systemsteuerungsund Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 mit der Adresse desjenigen Hologramms 20a geladen, das die erste Seite der Satz-Tafeln enthält» Durch die Schaltung 13 wird die Laser- und Steuerungseinheit 21 so eingestellt,' daß das gewünschte Hologramm ausgewählt und das entsprechende Lichtmuster auf die Speicher 14, 15, 16 und 17-1 bis 17-N fällt. Gleichseitig adressiert und erregt die Schaltung 13 den Suchspeicher 16„ so daß die erste Seite der Satz-Tafeln in den Speicher eingelesen und dort verriegelt wird»

EN 970 017/972 020

309850/091

Das Suchargument, beispielsweise die Bezeichnung oder der Schlüssel der gewünschten Daten, wird in das Maskenregister des Suchspeichers 16 „ vorzugsweise während des gleichen Maschinenzyklus„ in dem auch das Laden der ersten- Seite der Satz-Tafeln in diesen Speicher erfolgt, eingegeben= Es ist selbstverständlich auch' möglich„ daß das Sucharguxnent in das Maskenregister auch in einem vorhergehenden oder nachfolgenden Maschinensyklus.eingegeben werden kann= '

Im Zeitdiagramm nach Fig» 8 wird davon ausgegangen,, daß die gewünschte Satz-Tafelinformation die zweite Seite der Tafeln darstellt„ Während des darauffolgenden Maschinenzyklus der Operation wird daher ein Absuchen der im Suchspeicher 16 befindlichen Seite 1 der Satz-Tafeln nach der gewünschten information eine Wichtübereinstimmung ergeben» Die Schaltung 13 reagiert auf diesen Zustand, indem sie durch den Inkrementierer 23 den Wert im Ädressenregister 22 um I erhöht, so daß die Sei-te 2 der Salz-Tafeln ausgewählt wird= Die Laser- und' Steuerungseinheit 21 scr-yie der Suchspeicher 16 werden so adressiert^ daß das gewünschte Hologramm 20a ausgewählt und die der Seite 2 der Satz-Tafeln entsprechenden Daten in den Suchspeicher 16 eingegeben werden „■ Dann wird eine Suche in der Seite 2 der Satz-Tafeln unter Benutzung des Sucharguments im Maskenregister durchgeführt» Im vorliegenden Fall wird eine Übereinstimmung festgestellt und die Suche beendet»

Die Ferarbeitung wird so lange fortgesetzt bis ein neues Segment des Benützeranwendungsprogramms erforderlich wird» In diesem Zeitpunkt wird die Adresse des diese Information enthaltenden Hologramms in das Adreßregister 22 eingegeben« Z,u diesem Zweck wird in der oben beschriebenen Weise der nächste Abschnitt des Benlitzeranwendungsprogramms vom ausgewählten Hologramm 20a in den Speicher 14 übertragen»

Während der Verarbeitung eines Kundenprogramms ist es sehr wahr-EN 970 O17/972 020 ₃₀₉850/09 19 ■

6616

scheinlich, daß weitere Mikroprogrammroutinen benötigt werden, so daß oben nicht beschriebene Zyklen benutzt werden, um den Inhalt des Mikroprogrammspeichers 17-1 erforderlichenfalls auszutauschen«. Bei Anlagen^ die höhere Programmiersprachen verwenden, erfolgt bei der Ausführung des Programms eine extensive Verarbeifcungseinheiteninterpretation, die die Suche nach und den Zugriff zu für die Vervollständigung der Befehle ihrer höheren Programmiersprachen erforderlichen Informationstafeln nötig macht. Durch die vorliegende Erfindung wird .ein schnelles Suchund.Wiederauffindungsverfahren für Operationen mit extensiver interpretativer Befehlsstruktur angegebene In gleicher Weise wird es erforderlich _t daß der Inhalt des Betriebssystemprogrammierspeichers 15 während der Verarbeitung von üblichen Kundenprogrammen ersetzt wird»

Im allgemeinen wird während der Durchführung eines KundenprograiTims ein Zugriff sum Hauptspeicher 10, zu der Systesnsteuerungs- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 und den peripheren Einheiten und Steuerungen 11 erfolgen» Diese Zugriffe ergeben sich nicht aus der Darstellung nach Fig« 2„ sie können aber als mit anderen Operationen nach Art der in Fig_o 8 dargestellten verschachtelt ablaufend betrachtet "werden= Es- ist auch möglich^ daß bei mehrere Aufgaben durchführenden Anlagen verschiedene Aufgaben während der Ausführung eines Kundenprogramms entstehen» Die Systemsteuerungs™ und-Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 wird Hilfsmittel und die Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N in bekannter Weise zur Durchführung der verschiedenen Aufgaben zuteilen. Die Verarbeitungseinheiten werden zugeteilt,, die Mikroprograinmspeicher 17-1 bis 17-N werden geladen und ihr Inhalt erforderlichenfalls mit Hilfe des Hologrammspeichers geändert.

In Fig. 9 wird eine der in Fig. 2 dargestellten Anlage ähnliche Anlage wiedergegeben, wobei für einander entsprecheside Einheiten die gleichen Bezugs zeichen verwendet werden. Die in dieser Figur dargestellte Anordnung besteht aus einem Hauptspeicher 10, peripheren Einheiten und Steuerungen 11, Verarbeitungseinhaiten

EN S-7G 017/972 020 „„^_ftp_A/^_r.. -_t

3 0 § 8 5 0 / 0 y -i ^

. - 27 - ■ 232661a

12-1 bis 12-N, einer Systernsteuerungs- und Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13, einem Adreßregister 22 und dessen Inkfementierer Alle diese Einheiten sind durch eine Daten- und Ädressensammelleitung 8 und eine Steuersammelleitung 9 miteinander verbunden, um unter der Steuerung des Programms in bekannter Weise Daten zu verarbeiten. Die in Fig. 9 dargestellte Anlage enthält weiterhin einen Lese/Schreibe-Hologrammspeicher, dessen Inhalt erforderlichenfalls geändert werden kann. In einer besonderen Anwendungsform werden die für ein bestimmtes Programm oder für bestimmte Programme häufig benötigten Daten von dem aus den langsamen Einheiten 11 bestehenden Massenspeicher zum Hologrammspeicher 20 übertragen, von wo sie erforderlichenfalls kurzzeitig abgerufen werden können. In der in Fig₀ 9 dargestellten Anlage sind zusätzliche Mittel zur Änderung der im Hologrammspeicher 20 befindlichen Daten vorgesehen«,

Die zur Durchführung.des Lese-SchreibVorganges im Hologrammspeicher 20 erforderlichen Vorrichtungen werden beispielsweise im US- , Patent 3 6 31 411 beschriebene Es erfolgt daher nur eine kurze Beschreibung»

Die in Fig. 9 dargestellte Lese/Schreibevorrichtung besteht aus einer Laser- und Steuerungseinheit 21 und einem Lese/Schreibe-Hologrammspeicher 2Oo Ein Lese/Schreib-Strahl-Modulator 70, ein Strahlenteiler 71, eine Anordnung zur Strahlablenkung und .Strahlverbreiterung 72, ein Schreibstrahlmodulator 73, eine Anordnung zur Strahlverbreiterung 74 und ein als Aperturplatt® ausgebildeter Viel fach Verschluß 75 wirken- zusammen, um eine Datenseite vom Vielfachverschluß 75 zum Hologrammspeicher 20 gleichzeitig zu übertragen» Ein Schreibdatenregister 7β überträgt die Daten wortweise oder in größeren Einheiten von der Daten- und Adressensammelleitung 8 zum VielfachVerschluß 75»

Die Aufgabe des Lese/Schreib-Strahl-Modulators 70 besteht darin, einen zeitlich abgestimmten Ausgangsstrahl su erzeugen, wenn es gemäß dem in der Steuersammelleitung 9 befindlichen Code

EN 970 017/972 O2O 3Q98B0/0919

erforderlich ist, eine Lese- oder eine Schreibfunktion auszuführen. Der Modulator 70 leitet den Strahl steuerbar zum Strahlenteiler 71, der in an sich aus der holographischen Technik bekannten Weise die Aufgabe hat, den Bezugsstrahl zum Schreiben oder den Lesestrahl zum Lesen zu erzeugen. Der Strahl wird anschließend durch die Anordnung zur Strahlablenkung und -verbreiterung 72 weiter abgelenkt. Durch den den Strahlquerschnitt vergrößernden Teil der Anordnung 72 wird der Strahl so weit verbreitert, daß er das jeweils ausgewählte Hologramm 20a im X-Y-Lese/Schreib-Hologrammspeicher 20 umfaßt. Zum Lesen wird der Lesestrahl auf das gewünschte Hologramm des Hologrammspeichers gerichtet, so daß gemäß den bekannten holographischen Verfahren die gewünschte Information auf die lichtempfindlichen Teile 16a des assoziativen Suchspeichers 16 der in Fig- 9 dargestellten Anlage fällt.

Zum Einschreiben von Information in den Hologrammspeicher 20 wird der von der Laser-,und Steuerungseinheit 21 ausgehende Strahl durch den ersten Lese/Schreib-Strahl-Modulator 7O zur Erzeugung eines in geeigneter Weise seitlich abgestimmten Signals moduliert. Ein Teil des Strahles durchsetzt den Strahlenteiler 71, einen zweiten Schreibstrahlmodulator 73, die Anordnung zur Strahlverbreiterung 74 und fällt von dort auf eine als Vielfachverschluß 75 ausgebildete Datenverschlüsselungsaperturplatte, deren Elemente die gleichen Abmessungen wie die lichtempfindlichen Bereiche I6a des Suchspeichers 16 haben, d.h. die Abmessungen in X-Y-Richtung der lichtempfindlichen Bereiche des Suchspeichers 16 entsprechen den elektrooptischen Verschlüssen 75a des Vielfachverschlusses 75. Das Schreibdatenregister 76 betätigt die ausgewählten elektrooptischen Verschlüsse 75a, um den Datenstrahl gemäß der aufzuzeichnenden Information zu verschlüsseln«, Die Daten werden wortweise oder in anderen Informationsmengen vom Register 76 zum Vielfachverschluß 75 unter Steuerung der Verarbeitungseinheiten 12-1 bis 12-N übertragen. Vom Vielfachverschluß 75 zum Suchspeicher 20 werden die Daten jedoch seitenweise gleichzeitig übertragen. Es ist aber auch möglich, einen in Fig. 9 nicht dargestellten zweiten Vielfachverschluß unmittelbar vor dem. X-Y-Lese/

EN 970 ΟΪ7/972 020 ₃₀g_850/0919

Schreib-Hologrammspeicher 20 anzuordnen und beim Schreiben nur das einzulesende ausgewählte X-Y-Hologramm 20a gleichzeitig dem Bezugsstrahl und den Datenstrahlen auszusetzen, die in diesem Raumpunkt koinzidieren.

Dadurch ist es möglich, die gewünschten Daten auf das gewünschte Hologramm 20a des Hologrammspeichers 20 parallel vom Vielfachverschluß 75 zu übertragen. In einer sich anschließenden Leseoperation können diese Daten vom Hologrammspeicher zum zugeordneten Suchspeicher 16 ausgelesen und, wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fign. 1 und 2 angegeben, parallel abgesucht werden.

Durch geeignete, von der Systernsteuerungs- uid Hilfsmittelzuteilungsschaltung 13 über die Steuersammelleitung 9· gelieferte verschlüsselte Signale und durch Steuerschaltungen wird die erforderliche zeitliche Koinzidenz der Signale bei den beschriebenen funktioneilen Einheiten sichergestellt.

Das Ädressenregister 22 enthält eine Reihe von Adressen, die den Strahlablenker 72 so beeinflussen, daß ein bestimmtes gewünschtes X-Y7H0logramm 20a des Hologrammspeichers 20 bei einem Lesevorgang ausgewählt wird.. Bei einer Lese/Schreib-Funktion bewirkt es zusammen mit dem elektrooptischen Vielfachverschluß 75, daß nur das gewählte Hologramm 20a des Hologrammspeichers zum Schreiben beaufschlagt wird.

Das Schreibdatenregister 76 erhält über die Daten- und Adressensainmelleitung 8 der Anlage Informationen und stellt die Informationen in X-Y-Richtung zeilenweise und kolonnenweise in die elektrooptischen Verschlüsse 75a ein. Diese Einheiten ist eine nicht dargestellte Bitverriegelungsspeichereinheit für jede unabhängige Bitposition zugeordnet. Die Verriegelungsschaltungen nehmen Daten vom Schreibdatenregister, beispielsweise wortweise auf und erzeugen eine rasterförmig angeordnete Information» Obwohl die Daten seriell zusammengestellt werden, können sie gleich-

EN 970 017/972 020 3 _Q g _{8 5 Q} , Q g ·, g

zeitig parallel aus dem Vielfachverschluß 75 zum Hologrammspeicher 20 übertragen werden, wenn eine Schreibfunktion durchgeführt werden soll.

Anhand des Zeitdiagramms und der vorhergehenden Beschreibung wurde eine Möglichkeit angegeben, einen einzigen, als Aperturplatte ausgebildeten VielfachVerschluß zu verschlüsseln, ein Hologramm aufzuzeichnen und dieses in einen einzigen assoziativen Suchspeicher zu übertragen. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß eine Vielzahl von als Datenverschlüsselungsaperturplatten ausgebildete Vielfachverschlüsse 75 oder ähnliche Anordnungen entsprechend einer Vielzahl von assoziativen lichtempfindlichen Speichern, wie sie beispielsweise durch den Speicher 16 dargestellt werden, anzuordnen, so daß mehr als ein Informationsblock (oder eine Datenseite) durch einen einzigen Zugriff zum Hologrammspeicher 20 zur Verfugung gestellt werden kann. Beispielsweise können vier nicht dargestellte elektrooptische Vielfachverschlüsse 75 im Bereich der Verschlüsselungsaperturplatte angeordnet werden und vier oder mehr entsprechende, ebenfalls nicht dargestellte Suchspeicher 16 im Auslesebereich vorgesehen werden. Dadurch wird es möglich, daß jede adressierte Holograinmposition im Lese/Schreibhologramm vier unabhängige Datenseiten aufnimmt oder abgibt. Die vier Datenseiten werden durch vier unabhängige lichtempfindliche assoziative Speicheranordnungen ausgewertet.

Die in den Fign. 1, 2 und 9 dargestellten verbesserten holographischen Suchspeicher können in besonders vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit Benützeranwendungen in großen Datenbasen-Systemen, wie sie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt sind, verwendet werden.

Mit Hilfe der verbesserten Kombination eines Hologrammspeichers und eines Suchspeichers kann die Organisation von Daten, beispielsweise von Anwenderdatenkarteien, besser und leichter aufgebaut werden, um die Aktivität (beispielsweise die

EN 970 O17/972 020 3 Q 9 8 B 0 / 0 9 1 9

— ^I —

Z3ZÖ51 α

Frequenz der Bezugnahme) auszunützen, obwohl der Schlüssel (oder der Name) der Daten keine AktivitätsSchlussel enthalten. Finden 80 % der Aktivität einer Datenkartei nur in 20 % der Datenworte statt, was eine typische Äktivitätsverteilung in einem Verzeichnis ist,, kann man die Datenwortaufzeichnungen im Speicher 20 gemäß der bekannten Aktivität in Sequenz in bezug auf Aktivität organisieren und dadurch die Zugriffszeit gegenüber einer nach Datenworten sortierten Organisation verbessern.

Ein weiterer durch die vorliegende Erfindung ermöglichter Vorteil besteht darin, daß die Hinzufügung neuer Datenworte in die Dateien der Einheiten Il durch einfache Verkettung erfolgen kann=, In ähnlicher Weise können die Datenaufzeichnungen, wem diese beispielsweise in einem Plattenspeicher untergebracht sind und aus einem assoziativen Speicherverzeichnis indexiert werden? am Ende der Datei des Plattenspeichers und die Indexeintragungen am Ende der assoziativen Indexdatei hinzugefügt werden» Ist der gesamte Hologrammspeicher 20 das Verzeichnis _f so könaen neue · Hologramme (körperlich oder im Fall von Lese/Schreib-Speichern) elektrisch je nach Bedarf zur Erweiterung oder Modifizierung des Verzeichnisses hinzugefügt werden«

Aus dem in Fig. 10 wiedergegebenen Diagramm sind die Beziehungen zwischen verschiedenen Arten von Daten ersichtlich ^, .die für bestimmte Arbeitsablaufe, wie Betriebsauslastung (processing. work'center loading), Start- und Endangaben für Operationen etc» in Fabrikationsorganisationen erforderlich sindo

Normalerweise enthalten Datenlistenorganisationen? die in dieser Art von Anwendungen verwendet werden, eine Anzahl von Ädressenfeidern, die auf bestimmte zugeordnete Teile in den betreffenden Dateien hinweisen. Eine Standardleitaufzeichnung kann beispielsweise folgende Adressen enthalten:

1. Eine Adresse (9760 in Fig. 10) der Stückliste {in der Teilehauptdatei) für Teile, deren Leitweg durch verschiedene Ma-

EN 970 017/972 020 _3098BO/0919

- ³² - 232661a

schinenoperationen angegeben ist.

2. Eine Adresse der nächsten Operationsaufzeichnung in diesem Leitweg, beispielsweise ein Hinweis auf die Informationen, die die für dieses Teil erforderlichen Maschinenoperationen beschreiben.

3. Eine Adresse der vorhergehenden Operationsaufzeichnung in diesem Leitweg.

4. Eine Adresse (19760 in Fig. 10) der Betriebsauslastungshauptdatei für diese Operation.

5. Eine Adresse der nächsten Operationsaufzeichnung in der den - Ort im Betrieb angebenden Kette.

6. Eine Adresse der vorhergehenden Operationsaufzeichnung in der den Ort im Betrieb angebenden Kette.

Die Tafeln 1-4 zeigen Beispiele von "zusätzlichen Datenbeziehungen für ein Produktionsinfontiationssteuersystem gemäß Fig. 10. Einbezogen ist die in bestimmten Dateien enthaltene Kettungsinformation. In den Beschreibungen ist eine beträchtliche Anzahl von Aufzeichnungsadressen enthalten. Die Adressen werden dazu verwendet, um zwischenzeitliche Suchoperationen nach Namen unnötig zu machen, durch die zwar der Betrieb und die Aufstellung der Verfahren vereinfacht, die Leistungsfähigkeit bei Verwendung der heute zugänglichen Technologien jedoch herabgesetzt werden würde. Das Problem der Adressenzeiger ist eines der wichtigsten Nachteile, die bei den heute verwendeten Datenbanksysteme auftreten.

EN 970 017/972 020

309850/0919

Tafel 1

Hauptdatei für offene Aufträge Verkettung

Adresse der ersten Materialeinzelheitenaufzeichnung

{Detailaufzeichnung) Adresse der letzten Materialeinzelheitenaufzeichnung

(Detailaufzeichnung)

Aufzeichnungszählung für Materialdetailkette. Adresse der ersten Operationsdetaxlaufzeichnung. Adresse der letzten Operationsdetailaufzeichnung» Aufzeichnungszählung für Operationsdetailkette» Überlaufkettenadresse.

Bemerkungen

Diese Datei enthält eine Summenaufzeichnung für jeden Auftrag und einer Aufzeichnung für jede Zeile des Auftragsanfangs. Die Datei ist als eine Hauptdatei organisiert. Sie erscheint als eine Hauptdatei sowohl gegenüber der Materialdetaildatei- als auch gegenüber der Operationsdetaildatei= Beide erscheinen dieser gegenüber als Leitwegdateien.

Tafel 2

Betriebshauptdatei Verkettung

Adresse der ersten Betriefosortaufzeichnung

'(Standardleitweg}. Aufzeichnungszählung für Betriebsortaufzeichnung (Standardleitweg).

EN 970 017/972 O2O

30 98B0/0919

Adresse einer ersten Betriebsortaufzeichnung

(Operationsdetail). Aufzeichnungszählung für Betriebsortaufzeichnung

(Operationsdetail). Adresse einer ersten Betriebsortaufzeichnung

(Maschinendetail). Auf zeichnungszählung für Betriebsortaufzeichnung

(Maschinendetail). überlaufkettenadresse.

Bemerkungen

Diese Datei enthält alle Informationen in bezug auf den Betrieb. Sie ist als Hauptdatei organisiert. Drei Dateien werden aus dieser Datei miteinander verkettet, zwei erscheinen als Zähldateien. Sie stellen den Standardleitweg und das Operationsdetail dar. Die Betriebshauptdatei erscheint gegenüber der Maschinendetaildatei als Teilehauptdatei.

Tafel 3

Teilehauptdatei Verkettung

Adresse einer ersten Montagekomponentenstrukturaufzeichnung, Aufzeichnungszählung für Montagekomponentenkette.

Adresse des Ortes einer ersten Montage.

Aufzeichnungszählung für Montageort.

Adresse des nächsten Teils in einer Tätigkeitskette.

Adresse (4765 in Fig. 10) einer ersten Leitwegoperationsaufzeichnung.

Adresse der letzten Leitwegoperationsaufzeichnung. " Aufzeichnungszählung für Leitwegkette.

EN 970 017/972 020

309850/0919

Adresse einer ersten Materialdetailaufzeichnung in der

Teilehauptdateiortskette. Aufζeichnungszählung für eine TeilehauptdateiHDrtsmaterialdetax!kette.

Adresse eines ersten offenen Auftragindexes. Adresse des letzten offenen Auftragindeses. Aufzeichnungszählung für offene Auftragindexkette. Adresse eines ersten KäuferauftragsZeilenteils. Adresse des letzten KäuferauftragsZeilenteils. Aufzeichnungszählung für eine Käuferauftragszeilenteilkette. Adresse des ersten Verkäuferindexes„ Adresse des letzten Verkäuferindexes„ Aufzeichnungszählung für Verkäuferindexkette. Adresse der Projektionshauptdatei„ Adresse der Käuferhauptdatei= Adresse der Anforderungsplanungshauptdatei. überlaufkettenadresse„ Adresse der ersten Inhaltsverzeichnisortsaufzeichnung.· Adresse der letzten" Inhaltsverzeichnisorts aufzeichnung. Aufzeichnungszählung für Inhaltsverzeichnisortskette.

Tafel 4

Werkzeughauptdatei Verkettung

Adresse der ersten Werkzeughauptdateiortsaufzeiehnung

(Standardleitweg)„ Aufzeichnungszählung für Werkzeughauptdateiortsaufzeichnung

(Standardleitweg)„ Adresse der ersten Werkzeughauptdateiortsaufzeichnung

(Operationsdetail)_o Aufzeichnungszählung für Werkzeughauptdateiortsaufzeichnung

(Operationsdetail)„ überlaufkettenadresse.

EN 970 017/972 020 _ΛΛΛΛ(._Α,_ΑΑ«_Λ

Bemerkungen

Diese Datei enthält alle Informationen bezüglich der Werkzeuge. Sie ist als Hauptdatei organisiert/ wobei sowohl die Standardleitweg als auch Operationsdetailsdateien als Leitwegdateien erscheinen.

Die Programme, die die in diesen Dateien enthaltenen Informationen verarbeiten, verwenden Adressen der verschiedenen zugehörigen Datenaufzeichnungen, um Zugriff zu weiteren Daten zu bekommen.

Anstelle der üblichen symbolischen Bezeichnungen für Operationen, Verkäufer, etc. sind bei den bekannten Datei- und Speicher-Technologien zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit in diesen Datenaufzeichnungen Adressen enthalten, so daß die Verzögerung vermieden wird, die durch die Umwandlung symbolischer Bezeichnungen in eine echte Adresse entsteht.

Durch die vorliegende Erfindung wird die gleiche logische Möglichkeit gegeben, Teile in verschiedenen Datenkarteien miteinander zu verbinden, ohne daß besondere Adressen erforderlich wären.

Durch die vorliegende Erfindung werden zwar Datenadressierungsprobleme nicht vollständig vermieden, es wird jedoch die Möglichkeit zur Herabsetzung von Adressierungsproblemen geboten. Nach dem heutigen Stande der Technik gibt es keine Möglichkeit, Namen mit großer Geschwindigkeit bestimmten Plätzen zuzuordnen. Wo dies in gewissem Umfang versucht wird,, werden große schnelle -■-Speicher zur Durchführung von Indextafeleintragungen, beispielsweise Zylinderindexe, etc. erforderlich. Selbst in diesem Fall gibt es keine Möglichkeit der schnellen Wiederauffüllung, wenn der zur Verfügung stehende Speicher nicht groß genug für alle Eintragungen ist. Verfahren zum Umrechnen auf Zufallszahlen von Schlüsseln in Ortsadressen, wie sie beispielsweise im Aufsatz "File Organization and Adressing" von Buchholz, IBM Systems

EN 970 017/972 020 _ _Λ

309850/0 9 19

Journal, Juni 1-963 beschrieben werden, konnten zu keinem befriedigenden Ergebnis führen. Durch die vorliegende Erfindung werden diese Aufgaben in optimaler Weise gelöst.

EN 970 017/972 020 309850 Λ0 919

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE

   : 1. j Verfahren zum Betreiben einer mehrere Speichereinheiten .^y enthaltenden Datenverarbeitungsanlage mit einem Hologrammoder ähnlichen zur Parallelausgabe geeigneten Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil oder der gesamte Inhalt einer oder mehrerer Speichereinheiten (14, 15, 16, 17-1 bis 17-N) gleichzeitig durch Adressierung der gewünschten Speichereinheiten und durch Beaufschlagung von den einzelnen Speichereinheiten zugehörigen lichtempfindlichen Elementen mit die gewünschten Informationen enthaltenden Lichtmustern geändert wird, die durch steuerbare Ablenkung eines Lichtstrahls auf jeweils eines oder mehrere Hologramme (20a) eines Hologrammspeichers (20) und/oder durch Richtungsänderung dieses Lichtstrahls erzeugt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der steuerbar veränderbaren Speichereinheiten (14, 15, 16, 17-1 bis 17-N) inhaltadressierbar ist und im Falle des Vorliegens von Datenverzeichnissen, Tabellen oder dgl. seitenweise einschließlich der Informationseingabe in zwei aufeinanderfolgenden Maschinenzyklen abgesucht werden kann.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbar veränderbaren Speichereinheiten (14, 15, 16, 17-1 bis 17-N) zur Aufnahme von Operanden, Steuerwortroutinen, arithmetischen und logischen Funktionstabellen und Kennzeichnern ausgebildet sind, die einzelne Verarbeitungseinheiten steuern.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch steuerbare Verschiebung eines Lichtstrahls auf ein Hologramm (20a) erzeugten Lichtmuster jeweils eine oder mehrere Datenseiten mit mindestens einigen Hundert Bits enthalten.

   EN 970 017/972 020 309850/0919
5. 5» Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der in einem Hologramm (20a) gespeicherten Seiten durch die Richtung des Auslesestrahls erfolgt.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hologramme (20a) jeweils eine Seite Operanden, eine Seite Steuerwortroutinen und eine Seite Funktionstafeln zur Eingabe in erste, zweite und dritte Speichereinheiten enthalten.
7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Hologramme (20a) Mikroprogrammroutinen enthalten und daß diese Mikroprogramme unter Steuerung anderer Mikroprogramme in die lichtempfindlichen Elemente aufweisenden Steuereinheiten (14, 15, 16 ...) übertragen werden.
8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hologrammspeicher (20) vorzugsweise besonders oft benötigte Informationen aufgenommen werden.
9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt der Hologramme (20a) des Hologramm-Speichers (20) durch Einlesen von Informationen aus anderen Speichern, vorzugsweise aus Massenspeichern (11a, lib), entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Arbeitsabläufe steuerbar veränderbar ist.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, zum Suchen nach gewünschten Daten in einem Datenverarbeitungssystem gekennzeichnet durch folgende -Schritte:

    a) Gleichzeitige Änderung des gesamten Inhalts einer inhaltadressierbaren Speichereinheit (14, 15, 16 ... 17-N) durch Steuerung einer Lichtquelle und von Hologrammen (20a) eines Hologrammspeichers (20) zur Erzeugung von den Informationsinhalt des Hologramms wieder-

    EN 970 017/972 020 309850/09 19

    gebenden Lichtmustern.

    b) Projektion dieser Lichtmuster auf lichtempfindliche Elemente der inhaltadressierbaren Speichereinheit (14, 15, 16 ... 17-N) zur gleichzeitigen Umschaltung der mehrstabilen Elemente dieser Speichereinheit entsprechend dem Informationsgehalt der Lichtmuster.

    c) Gleichzeitiges Absuchen des gesamten Inhalts der Speichereinheit nach den gewünschten Daten.
11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine .oder mehrere inhaltadressierbare Speichereinheiten (14, 15, 16, 17-1 bis 17-N) mit lichtempfindlichen Elementen zur Steuerung der

    . Einstellung der die Speichereinheit bildenden mehrstabilen Zellen, durch einen Hologrammspeicher (20) und steuerbare kohärente Lichtquellen zur Erzeugung von den Hologrammen entsprechenden Lichtmustern und deren Projektion auf die lichtempfindlichen Elemente der Speichereinheiten (14, 15 .. . 17-N) zur gleichzeitigen Änderung ihres Inhalts und durch eine Anordnung zum gleichzeitigen Absuchen des Inhalts dieser Speichereinheiten.
12. 12. Datenverarbeitungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 11, in der in verschiedenen Sprachen geschriebene Programme mittels Mikroprogramm-Emulier-Routinen ausgeführt werden, gekennzeichnet durch eine Mikroprogrammseitenübertragungsvorrichtung,, bestehend aus einem Hologrammspeicher (20) zur Speicherung der Emulator-Routinen, einer Speichereinheit (14, 15 ... 17-N) mit lichtempfindlichen Elementen (59-62, 68, 69) zur Einstellung der die Spei-

    ^% chereinheit bildenden Zellen und durch mikroprogrammgesteuerte Anordnungen zur Steuerung 'der Lichtquelle zur Erzeugung von den Hologrammen entsprechenden Lichtmustern und deren Projektion auf die lichtempfindlichen Elemente, wodurch die Emulationsroutine in der Speichereinheit gleichzeitig geändert wird»

    EH 970 017/972 020 3Q985Q/.0 919
13. 13. . Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12,, gekennzeichnet durch einen oder mehrere als Datenverschlüsselungsaperturplatten ausgebildete elektrooptische Vielfachverschlüsse (75) mit jeweils einer einer Datenseite entsprechenden Kapazität zur steuerbaren Änderung des Inhalts einzelner oder mehrerer Hologramme (20a) des Hologrammspeichers (20),

    EN 970 017/972 020

    309850/0919