DE2361657A1 - Umlauf-zwischenspeicher - Google Patents
Umlauf-zwischenspeicherInfo
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Description
Dipl. Ing. H. Hauck - Dipt Phys. W. Schmitt
DIpI. Ing. E. Graaffs - Dipl. Ing. W. Wehnelt
% L-^iizarisSfaße 23
Telefon 533058ο
Cable & Wireless'Limited
! Smale House,
: 114 Great Suffolk Street 11. Dezember 1973
London ,S^E, 1 /England Anwaltsakte M-2922
UmI auf-Zwischenspeicher
Die Erfindung betrifft einen Index-Schaltkreis für Umlauf-Zwischenspeicher
« Der Speicher besteht aus einer parallelen Anordnung
von Umlauf-Schieberegistern,, wobei die das Zeichen bildenden
verschiedenen Bits bzw* Elemente parallel zueinander den Schieberegistern zugeführt und somit in den Speicher eingeschrieben
werden. Die Erfindung ist aber auch auf Speicher anwendbar,
die aus Magnetbändern, Scheiben oder Trommeln mit mehreren parallelen Spuren für die Bits bzw. Elemente eines Zeichens
bestehen.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, daß die Zeichen aus dem Zwischenspeicher abgelesen werden können» ohne die ursprüngliche
Reihenfolge zu stören> in der die Zeichen eingeschrieben worden
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sind, beispielsweise in solchen Fällen ,in denen die aufeinander-
;folgenden Zeichen eine' telegrafische Nachricht bilden. Da zu einem!
beliebigen Zeitpunkt die genaue Lage eines Zeichens in dem Umlauf-j
Zwischenspeicher nicht bekannt ist, muß eine Schaltung vorhanden !
sein, welche jedesmal feststellt, wann das "älteste" Zeichen im i
Speicher den Speicherausgang erreicht* Da neue Zeichen in unregei*·;
mäßigen Zeitabständen am Speichereingang anstehen können, ist es ;
auch notwendig, jedesmal den Durchgang des zuletzt gespeicherten :
• i
Zeichens durch den Speichereingang festzustellen, so daß ein neues!
Zeichen hinter dem vorhergehenden Zeichen in die nächstfolgenden Speicherstellen des Speichers eingelesen werden kann.
Solche Speicher sind bereits bekannt und werden manchmal Fifo-
Speicher (first in, first out) genannt. Die Index-Schaltkreise i
für diese Speicher sind jedoch komplex aufgebaut, wodurch sich
die Herstellung solcher Speicher verteuert. j
Es wird daher erfindungsgemäß ein Verfahren angegeben, mit dem
das Einlesen und Abfragen von Zeichen in einem Umlauf-Zwischenspeicher
gesteuert wird, der mehrere Datenspeicherkanäle aufweist, in denen die Bits bzw. Elemente eines in den Speicher eingelesenen Zeichens umlaufen, wobei beim Einlesen eines Zeichens in den
Speicher jedesmal ein Indexbit mit der gleichen gegebenen Polarität in einen Index-Speicherkanal eingegeben wird, die Bits in
dem Indexkanal synchron mit den Bits in den Datenkanälen umlaufen
der Signalpegel am Ausgang der letzten Speicherstelle in dem Indexlcanal
abgetastet wird, wobei ferner ein Schreib-Freigabesignal
erzeugt wird, um das Einlesen eines neuen Zeichens in den Speicher
409824/089
. nur in Abhängigkeit auf die Übergabe' des abgetasteten Index-Signalipegels
in einer ersten Richtung zu erlauben, und wobei ein Abfra- : ge-Freigabesignal erzeugt wird, um die Abgabe eines Zeichens aus
'. dem Speicher nur in Abhängigkeit von einem .Indexsignalpegel-Übergang
in der entgegengesetzten Richtung zu ermöglichen.
Besteht der Speicher aus parallel angeordneten UmIauf-Schiebere- ;
gistern, so wird jedes Bit an einem Ende eines Schieberegisters ·
eingegeben und wird dann fortschreitend durch das Schieberegister· j
mittels Taktimpulse fortgeschaltet. Erreicht das Bit die letzte Speicherstelle des Registers, so wird es durch den nächsten Takt- ;
impuls in die erste Speicherstelle zurückgeführt, so daß das Bit
ständig in'dem Speicher mit einer Geschwindigkeit umläuft, die
durch den Taktimpulsgenerator bestimmt ist. Die für einen vollständigen
Umlauf erforderliche Zeit ist deshalb von der Taktim- j pulsfrequenz und der Speicherkapazität abhängig. Eine sehr große i
Kapazität verhindert deshalb eine hohe Dateneingabegeschwindig- ;
keit und die Erfindung ist so hauptsächlich auf Speicher mit ge- j
ringerer Kapazität gerichtet. j
üa. alle in dem Indexkanal befindlichen Bits die gleiche Polarität
aufweisen, können die Freigabesignale für das Einlesen und Abfragen,
nur zu Beginn und am Ende einer solchen Gruppe von Bits-erzeugt
werden, und es gibt nur ein einziges Freigabesignal zum Abfragen und ein Freigabesignal.zum Einlesen für jeden vollständigen
Umlauf der Bits in dem Indexkanal.
A0a82A/0895
Nachstehend ist anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher erläutert. Es zeigt:.
;Fig. 1 ein Schaltschema eines Umlauf-Zwischenspeichers mit dem
j Index-Schaltkreis;
j Fig. 2 ein Schaltschema eines weiteren Schaltkreises, der der • in Fig. 1 dargestellten Schaltung hinzugefügt werden
kann, um ein Löschen bzw. Unterdrücken des letzten in Speicher eingeschriebenen Zeichens zu ermöglichen, und
Fig. 3 eine Darstellung von Impulsformen zur Erläuterung der
Arbeitsweise der Index-Schaltkreise in Fig. 1.
In Fig. 1 sind fünf Multi-Bit-Schieberegister eines Zwischen-
: Speichers parallel zueinander angeordnet, wobei aus fünf Bit bestehende Zeichen auf den Dateneingangsleitungen 1 bis 5 anstehen.
Der Übersichtlichkeit halber ist nur das erste Schieberegister SR1 dargestellt, wobei jedoch die übrigen vier Register
j
ί einschließlich ihrer Eingangs- und Ausgangsschaltkreise identisch
ausgebildet sind und in der gleichen Weise arbeiten. Das erste Schieberegister SR1 speichert das erste Bit jedes aufeinanderfolgenden
Zeichens, das zweite Register speichert das zweite Bit usw.. In einem zusätzlichen Index-Schieberegister
SRI wird eine "1" jedesmal eingeschrieben, wenn ein Zeichen in
die Daten-Schieberegister gelangt.
409824/0895
Die Daten-Schieberegister und das Index-Schieberegister werden von
einem gemeinsamen Taktimpulsgenerator gesteuert. Die Bits laufen
in den Registern um, wobei sie vom jeweiligen Ausgang zu einem der Eingangs-Schaltkreise zurückgeführt werden. Somit gelangt der
Ausgang vom Schieberegister SR1 zurück zum Eingangs-Schaltkreis
G1B zur Übergabe/,in-die erste Stufe des Registers über den ODER-Schaltkreis
G1C. In gleicher Weise wird der Ausgang vom Index-Schieberegister
SRI zurück zum Eingangs-Schaltkreis GIB zur Übergabe
in die erste Stufe des Index-Schieberegisters über den ODER-Schaltkreis
GIC zurückgeführt.
! Neue Daten werden in die Schieberegister in Abhängigkeit von einem
"Einlese-Freigabe^-Signal auf der Leitung 10 und einem "Einlese"-Signal
auf der SteueiSteitung 11 eingegeben. Der Ausgang vom
Schaltkreis G5 sperrt dann die Schaltkreise G1B und GIB, gibt
jedoch nach Umkehrung die Eingangsschaltkreise GIA und GIA frei.
Der dritte Eingang für die Eingangsschaltkreise ist ein "Lösch"-Signal
auf der Leitung 12. Diese "Lösch"-Eingänge sind normalerweise eine "1", schalten jedoch auf eine "0" um, wenn ein Zeichen
vom Speicher abgefragt wird, so daß ein abgefragtes Zeichen nicht in den Umlauf durch die Schieberegister zurückgeführt wird.
Die Schaltkreise zum Lesen und Schreiben bestehen aus einem J-K-Flip-Flop
FF1 und zwei Schaltkreisen G3, G4, die nur dann einen
Ausgang abgeben, wenn ihre beiden Eingänge mit einer "0""belegt
sind. Die Arbeitsweise dieser Snaltung ist am besten aus den
k 0 9 8 2 k I 0 8 9 5
Impulsformen in Fig. 3 ersichtlich. Diese Figur zeigt die Werte
der vier Schaltkreiseingänge an G3 und G4 nach jeweils drei aufieinanderfolgenden
Taktimpulsen, erstens, wenn das Indexsignal von
"0" auf "1" an der rückseitigen Flanke des zweiten Taktimpulses
wechselt, und zweitens, wenn das Indexsignal von "1" auf "0" an
,der Hinterflanke des zweiten Taktimpulses umschaltet. Die Ein-
\gänge zum Schaltkreis G3 bestehen aus dem Q-Ausgäng des Flip-Flops
1 -
FF1 und dem umgekehrten Indexsignal. Diese beiden Signale sind
nur im Zustand 11O" unmittelbar nach einem Q-1-Übergang des Indexsignals. In entsprechender Weise sind die beiden Eingänge für den
Schaltkreis G4 (Indexsignal und Q^ nur im Zustand "0" unmittelbar ι
nach einem 1-0 Übergang des Indexsignals. Zu allen anderen Zei- j : ten sind die Ausgänge von G3 und G4 gesperrt.
Der Ausgang von G4 besteht aus einem "Einschreib-Freigabe"-Signal
auf der Leitung 10, so daß ein neues Zeichen nur unmittelbar nach einem 1-0 Übergang des Indexsignals in den Speicher eingeschrieben
werden kann. Da in das Indexregister jedesmal eine "1" ein-
!geschrieben wird, wenn ein neues Zeichen in den Zwischenspeicher gelangt, tritt ein 1-0 Übergang nur dann auf, wenn das letzte in
] den Speicher eingeschriebene Zeichen am Speicherausgang erscheint.
ι Das Auftreten eines Zeichens am Speicherausgang tritt gleichzeitig
mit dem Zurückführen des Zeichens in die erste Speicherstufe auf (außer es ist ein "Lösen"-Signal vorhanden) . Somit wird jedes
neue Zeichen unmittelbar hinter dem zuletzt in den Speicher eingeschriebenen
Zeichen eingespeist und die ursprüngliche Reihenfolge der Zeichen im Speicher bleibt beibehalten.
-7-
409824/0895
Es ist natürlich wesentlich, daß der.gesamte Speicherinhalt des
Index-Schieberegisters nicht vollständig mit "1" vollgefüllt wird, so daß ein Sperrsignal erzeugt wird, welches anzeigt, daß der
! Speicher voll ist,wenn alle außer einem der Speicherbitstellen
j in dem Index-Schieberegister besetzt worden sind.
Der Ausgang vom Schaltkreis G3 besteht aus einem "Abfrage-Freigabi
! Signal, das dem Abfrageschaltkreis G6 zugeführt wird. Ein-"Abfra-■
ge-Freigabe" Signal wird einmal für jeden Umlauf der Bits in dem Index-Schieberegister erzeugt, doch erfolgt ein Auslesen eines
Zeichens nur dann, wenn außerdem ein "Abfrage" Signal auf der ;
Abfrage-Steuerleitung 13 vorhanden ist. Da. das "Abfrage-Freigabe1*
Signal nur in Abhängigkeit von einem 0-1 Übergang des Indexsignals
erzeugt wird, kann nur das erste ("älteste}.--der/in-den Zwischenspeicher eingeschriebenen Zeichen in Antwort auf ein "Abfrage"
Signal auf der Steuerleitung 13 ausgelesen werden.
Fig. 2 zeigt die Ausgänge der fünf Datenschieberegister und des
IndexschiebeTegisters der Fig. 1, die an eine zusätzliche Stufe
angeschlossen sind, die im wesentlichen aus einem J-^K Flip-Flop
für jedes Register besteht. Der Zweck dieser zusätzlichen Stufe
besteht darin, das zuletzt in den Speicher eingeschriebene Zeichen von den übrigen Zeichen im Speicher zu isolieren. Dieses
Zeichen kann dann gelöscht oder unterdrückt werden, um einen
Fehler zu korrigieren. Das richtige Zeichen wird dann eingeschrieben, wenn das nächste "Einschreibfreigabe" Signal erzeμgt
wird. Ein "Löschfreigabe" Impuls (X.E.Impuls} wird im Schaltkreis-
G7 immer dann erzeugt, wenn beide Eingänge des Schalt-
'.'■'■ . ■ -8-
409824/0895
j kreises mit "O" belegt sind. Da die Eingänge zum Schaltkreis G7
den Eingängen des Schaltkreises G4 entsprechen, erfolgt dies nur , in Abhängigkeit von einem 1-0 Übergang des Indexsignals, wenn
das letzte in den Speicher eingeschriebene Zeichen in die zu-
sätzliche Stufe überführt wird. Soll dieses letzte Zeichen gelöscht
werden, so wird ein Signal auf den Schaltkreis G8 über ι die Steuerleitung 14 gegeben. Der Ausgang des Schaltkreises G8
: ist mit den Löscheingängen der J-K Flip-Flops verbunden.
Die Arbeitsweise der Index-Schaltung soll nachstehend anhand eines vereinfachten Beispiels erläutert werden, wobei angenommen
ist, daß jedes Schieberegister eine Kapazität von acht Zeichen aufweist. In Wirklichkeit würde jedoch das Speichervermögen
1024 Zeichen betragen.
In der Annahme, daß eine aus vier Zeichen bestehende Nachricht bereits in dem Zwischenspeicher enthalten ist und daß die Werte
der ersten Bits der vier Zeichen 1101 sind, so werden diese Bit
ständig in dem Schieberegister SR1 in Umlauf gehalten und besetzen
nach 8n Taktimpulsen die letzten vier Speicherstellen,
wobei η die Anzahl der ausgeführten Umläufe ist.
Die folgende Tabelle A erläutert den nächsten Umlauf der Bits in dem Schieberegister SR1 zusammen mit der entsprechenden
Gruppe "1" in dem Indexregister SRI. Ferner ist gezeigt, wie
das erste Bit X eines neuen Zeichens in den ersten Speicher in Abhängigkeit von einem 1-0 Übergang am Ausgang des Indexregisters
eingespeichert wird.
409824/0895
η 1 | Erstes | O | O | Tabelle | A | 1 | 1 | O | 1 | Index-Schieberegister | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | |
" 2 | O | O | O | Schieberegister | O | 1 | 1 | O | O | O | O | O | O | 1 | 1 | 1 | ||
Taktimpulse | ^. 3 | 1 | 1 | O | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | O | O | O | O | 1 | 1 | |
8n | κ 4 | ;° | O | 1 | O | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | O | O | Ό | O | 1 | |
8n π | ► 5 - | 1 | 1 | O | O | O | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | O | O | O | O | |
8n η | H 6 | 1 | 1 | 1 | O | 1 | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | O | O | O | |
8n η | ι- 7 | X | X | 1 | 1 | O | 1 | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | O | O | |
8n η | + υ | O | O | X | O | 1 | O | 1 | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | O | ||
8n π | O | O | O | 1 | 1 | 1 | O | 1 | O | O | O | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
8n η | O | 1 | O | |||||||||||||||
8n η | X | |||||||||||||||||
8(n | ||||||||||||||||||
Die Tabelle zeigt, daß ein 1-0 Übergang am Ausgang des Index-Schieberegisters
in Antwort auf den (8n + 4)ten Taktimpuls auftritt.
Der resultierende "Einschreib-Freigabe" Impuls wird den Eingangsschaltkreisen des ersten Schieberegisters zugeführt. Beim
nächsten Taktimpuls (8n + 5) wird deshalb das erste Bit X des
neuen Zeichens in die erste Speicherstelle des ersten Registers eingespeichert. Es ist klar ersichtlich, daß dieses neue Bit X
automatisch in die nächst folgende Speicherstelle nach den Bits
1101 eingespeichert wird. Ferner ist ersichtlich, daß die ursprüngliche "!"dieser Bitgruppe (nämlich die erste in den Speicher
eingeschriebene "1") abhängig vom 0-1 Übergang am Ausgang
des Indexschieberegisters ausgelesen wird. Der 0-1 Übergang
tritt beim (8n + 1)ten Taktimpuls auf und der resultierende
"Abfrage-Freigabe" Impuls löscht die "T" Bits, welche in die
ersten Speicherstellen des ersten Schieberegisters und des Index-S.chieberegisters
eingespeichert worden wären.
409824/Q89S
In Anwendung der Erfindung auf ein telegrafisches System wird
der Startimpuls zu Beginn jedes Zeichens in einem Fernschreib-I
signal in zweckmäßigerweise dazu benutzt, eine "1" dem Indexregister
des Zwischenspeichers jedesmal zuzuführen, wenn ein Zeichen j in die Zeichen-Schieberegister eingespeichert wird. Die Abwesen-
!hext einer "1" im Indexregister wird anfänglich festgestellt,
so daß eine "T" eingespeichert werden kann, um die ersten Abfrage
und Einschreib-Freigabesignale zu erzeugen.
Ist nur mehr ein einziger Speicherplatz im Speicher übrig gelassen
so kann beispielsweise das Einschreib-Sperr-Signal folgendermaßen j
erzeugt werden, um zu vermeiden, daß das Index-Schieberegister vollständig mit "1" gefüllt wird. Der Ausgang des Schaltkreises
G4 wird nicht unmittelbar mit dem Eingang des Schaltkreises G5
verbunden, sondern vielmehr mit dem Trigger-Eingang eines weiteren Flip-Flops, dessen "Löscheingang11 an den Ausgang des Schaltkreises
G3 angeschlossen ist. Sobald nur mehr ein Speicherplatz in dem Index-Schieberegister übrig ist, folgt einem Einschreib-Freigabe-Impuls
vom Schaltkreis- G4 unmittelbar ein Abfrage-Freigabe-Impuls vom Schaltkreis G3. Normalerweise schaltet der Einschreib
-Fr eigabe -Impuls das Flip-Flop derart um, daß sein Q-Ausgang am Ende des Impulses von 0 auf 1 geht. Ist jedoch ein Einschreib-Freigabe-Impuls
unmittelbar von einem Abfrage-Freigabe-Impuls gefolgt, so tritt dieser 0-1 Übergang nur momentan auf,
da das Flip-Flop unverzüglich gelöscht und der Q-Ausgang nach
0 zurückkehrt.
-.11-
40982WQ895
Der Q-Ausgang dieses zusätzlichen Flip-Flops wird dann einem
UND-Schaltkreis zusammen mit einem verzögerten Taktimpuls zuge-I
führt, und der Ausgang des UND-Schaltkreises triggert ein weite-I
res Flip-Flop, dessen Q-Ausgang mit einem der Eingänge des Schalt··
j kreises G5 verbunden ist (Eingang der Leitung 10 in Fig. 1) . So-1
mit erzeugt normalerweise jeder Einschreib-Freigabe-Impuls einen
j entsprechenden Ausgangsimpuls am zweiten zusätzlichen Flip-Flop*
: wobei jedoch dieser Ausgang gesperrt ist, wenn nur mehr ein Speii
cherplatz in dem Index-Shiftregister frei ist. Das zweite zu-,
\ sätzliche Flip-Flop wird über den Ausgang des Schaltkreises G5
gelöseht. : .
: Ein ODER-Schaltkreis kann zwischen den Ausgang des UND-Schaltkreises
und das zweite zusätzliche Flip-Flop eingeschaltet sein,
I wobei.eines seiner Eingänge so angeschossen ist, daß es einen
\ Start-Rückstell-Impuls empfängt.
-12-
409824/0898
Claims (4)
- PatentanwälteDr. Ing. H. NegendenkDipl. Ing. H. Hauck - Diel Phys, VV. SchmittDipl. Ing. E. GraaJfs - Dipl. Ing. W. Wehnelt8 München 2, friezartsSraSe 33Telefon 53*058*Cable & Wireless Limitedanale House,Great Suffolk Street 11. Dezember 1973! London, S.E. 1 / England Anwaltsakte M-2922ι —; l ■ £ B ■ ' ' "PatentansprücheJy Verfahren zum Einspeichern und Auslesen von Zeichen in einem Umlauf-Zwischenspeicher mit mehreren Datenspeicherkanälen zum Umlauf der ein Zeichen bildenden in den Speicher eingeschriebenen Bits bzw. Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß einem Index-Speicherkanal ein Indexbit gleicher gegebener Polarität jedesmal dann zugeführt wird, wenn ein Zeichen in den Speicher eingespeichert wird, daß die Bits in dem Indexkanal synchron mit den Bits in den Datenkanälen umlaufen, daß der Signalpegel am Ausgang der letzten BitsSpeicherstelle im Indexkanal abgetastet wird, daß ein Einschreib-Freigabe-Signal erzeugt wird, um das Einspeichern eines neuen Zeichens in den Speicher nur in Abhängigkeit vom Übergang des abgetasteten Index-Signalpegels in einer ersten Richtung zu ermöglichen, und daß ein Abfrage-Freigabe-Signal erzeugt wird, um das Entfernen eines Zeichens aus dem Speicher nur in Abhängigkeit409824/0895von einem Indexsignalpegel-Übergang in der entgegengesetzten Richtung zu ermöglichen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Bit-Speicherstelle der Daten- und Index-Speicherkanäle isoliert wir.d, daß der Indexsignalpegel am Eingang der letzten Bit-Speicherstelle des Indexspeicherkanals abgetastet und ein Lösch-Freigabe-Signal erzeugt wird, um das Löschen eines in der letzten Bit-Speicherstelle des Speichers gespeicherten Zeichens nur in Abhängigkeit vom Übergang in der ersten Richtung des abgetasteten Indexsignalpegels am Eingang der letzten Bitspeicherstelle zu ermöglichen.
- 3. Umlauf-Zwischenspeicher,bestehend aus. mehreren Datenspeicherkanälen, die jeweils einen vom Ausgang der letzten Bitspeicherstelle des Kanals abhängigen Umlauf-Eingangsschaltkreis derart aufweisen, daß die in den Speicher eingeschriebenen Zeichenbits in Umlauf gehalten werden, wobei jedes Zeichen ein zugehöriges Index-Bit und jedes Index-Bit die gleiche, vorgegebene Polarität aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher einen Index-Speicherkanal zum Speichern der Index-Bits aufweist, daß eine Schaltung zum Umlaufen der Bits in dem Indexkanal synchrox mit den Bits in den' Datenkanälen vorgesehen sind und daß Abfrage/Einschfeibschaltkreise vorgesehen sind, die zuerst auf den Übergang eines Indexsignalpegels-in" einer ersten Richtung am Ausgang der letzten Bitspeichersteile des Indexkanals ansprechen, um ein Einschreib-Freigabe-Signal zu erzeugen, das-14-AO9824/0 89 §das Einspeichern von Zeichen in den Speicher steuert, und die zweitens auf den Üfbergang des Indexsignalpegels in der entgegengesetzten Richtung ansprechen, um ein Abfrage-Freigabesigna] zu erzeugen, das das Auslesen von Zeichen aus dem Speicher steuert.
- 4. Zwischenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die letzten Bitspeicherstellen der Datenspeicherkanale und des Indexspeicherkanals gegenüber den restlichen Bitspeichersteller des Speichers isoliert sind und daß der* Pegel des Indexsignals sowohl am Eingang als auch am Ausgang der letzten Bitspeicher-! stelle im Indexspeicherkanal abgetastet wird und daß der Spei-] eher Schaltkreise aufweist, welche auf einen Obergang des Indexsignalpegels in der ersten Richtung am Eingang der letzten Bitspeicherstelle ansprechen, um einen Lösch-Freigabeimpuls zu erzeugen, der die Löschung des in den letzten Bitspeicherstellen des Speichers gespeicherten Zeichen zu ermöglichen.409824/0895
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