DE2401364A1

DE2401364A1 - Datenverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE2401364A1
Application number: DE2401364A
Authority: DE
Inventors: David D Devoy; Richard A Lemay
Original assignee: Honeywell Information Systems Italia SpA
Current assignee: Bull HN Information Systems Italia SpA
Priority date: 1973-01-11
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1974-07-18
Also published as: IT1008108B; US3811114A; FR2325304A7; JPS49105428A; GB1446569A; CA1018663A

Description

Patentanwalt

Mönchen 12, !!eirrsir. 15,'ϊεΙ. 29 25 59
Postanschfjft Mönche» 2ό, Postfach 4

München, den 11, Jan.

Mein Zeichen: P 1813

Anmelder: Honeywell Information Systems Inc.

200 Smith Street

Waltham, Mass. 02154

V. St. A.

Datenverarbeitungssystem

Die Erfindung bezieht sich auf Datenverarbeitungssysteme und insbesondere auf Datenverarbeitungssysteme, welche Befehlsäbrufe oder Befehlsextraktionen und eine Befehlsausführung zu überlappen gestatten.

Wie an sich bekannt, enthalten derzeitige Datenverarbeitungssysteme normalerweise eine zentrale Verarbeitungseinheit bzw. eine Zentraleinheit oder eine Hauptverarbeitungseinheit, eine technisch-wissenschaftliche Einheit und eine Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu steigern, stellen einige Verarbeitungssysteme gesonderte Schnittstelleneinrichtungen zwischen der Hauptverarbeitungseinheit oder der Zentraleinheit und der Eingabe/Ausgabe-Datenverarbeitungseinheit bereit. Diese Anordnung ermöglicht jeder Verarbeitungseinrichtung bzw. jedem Prozessor, mit dem Speichersystem in Verbindung zu gelangen, ohne daß kurzzeitig

409829/0849

die durch die jeweilige Verarbeitungseinheit ausgeführten Operationen verzögert werden. Da die Aktivitäten der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung unter der Steuerung der Zentraleinheit während ihrer Anfangsphase stehen, sind einige, durch die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung ausgeführte Operationen, die sich auf die Anfangsphase beziehen, der Grund dafür gewesen, daß eine weitere Befehlsverarbeitung durch die Hauptverarbeitungseinheit zurückgestellt worden ist. Eine derartige Operation ist das Laden des Pufferspeichers gewesen, der in der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung enthalten ist, und zwar gemäß einem Datenübertragungsbefehl. Bezüglich dieser Operation war es erforderlich, daß sie beendet war, bevor die Hauptverarbeitungseinrichtung sich selbst von der Verarbeitung des Datenübertragungsbefehls ausgelöst hatte. Diese bisher bekannte Anordnung führte zu einer Verzögerung der Befehlsverarbeitung durch das System, wodurch das System im wesentlichen die Eigenschaft eines sequentiell arbeitenden Systems erhielt, jedenfalls unter dem Gesichtspunkt der Befehlsausführung.

Weit wichtiger ist noch, daß die oben erwähnten Datenverarbeitungssysteme normalerweise die technisch-wissenschaftliche Einheit dazu benötigen, "technisch-wissenschaftliche" Befehle unter der Steuerung der Zentrale der Hauptverarbeitungseinheit auszuführen. Diese Befehle bezeichnen Operationen auf numerische Daten hin, und zwar in Gleitkommadarstellungen. Numerische Daten in Festkommadarstellungen umfassende Operationen werden von der Zentraleinheit bedient. Ein Grund für die zuvor erwähnte Steuerung liegt darin, daß die meisten, die Verarbeitung des technisch-vissenschaftlichen Befehls betreffenden Daten normalerweise aus dem Hauptspeicher abgerufen oder abgeholt und von der Zentraleinheit vor einer

409829/0849

Befehlsausführung durch die technisch-wissenschaftliche Einheit vorläufig gespeichert werden. Das Ergebnis war, daß, obwohl der technisch-wissenschaftliche Befehl eine Operation bezeichnen kann, die lediglich die Anwendung der technisch-wissenschaftlichen Register erforderlich macht, die Zentraleinheit nicht in Betrieb gesetzt wurde, um die Ableitung eines weiteren Befehls einzuleiten, bis die technisch-wissenschaftliche Operation beendet worden ist. Demgemäß war es bei den bisher bekannten Verarbeitungseinrichtungen erforderlich, daß die Verarbeitung der nicht-technisch-wissenschaftlichen Befehle und der technischwissenschaftlichen Befehle seriell voranging.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der ein Datenverarbeitungssystem die Überlappung von Befehlsausführungen durch die in dem Datenverarbeitungssystem enthaltenen Haupt-Untersysteme maximieren kann. Ferner ist eine Anordnung zu schaffen, bei der ein Datenverarbeitungssystem eine maximale Überlappung einer technisch-wissenschaftlichen Befehlsausführung durch eine technisch-wissenschaftliche Unter-Verarbeitungseinheit und anschließende nicht-technische Befehlsausführungen durch die anderen Unter-Verarbeitungseinrichtungen des Systems ermöglicht. Darüber hinaus ist eine Anordnung bereitzustellen, welche die Überlappung bei der Verarbeitung von Befehlen durch unterschiedliche Unter-Verarbeitungseinheiten maximiert, deren Operationen von einer weiteren der Unter-Verarbeitungseinheiten des Systems abhängen, wobei nur eine minimale Zunahme der System-Hardware auftreten soll. Schließlich soll eine Systemanordnung bereitgestellt werden, die eine erhebliche Überlappung der technischen Befehlsausführung durch eine technisch-wissenschaftliche Unter-Verarbeitungseinrichtung und eine anschließende nicht-technische Befehlsausführung

409829/0849

durch eine Hauptverarbeitungseinrichtung ermöglicht, welche Befehlsausführung erforderlich ist, um die Operationen der technisch-wissenschaftlichen Einheit zu steuern.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung. Gemäß der Erfindung ist ein Datenverarbeitungssystem geschaffen, welches eine Haupt- oder Zentraleinheit, eine technisch-wissenschaftliche Verarbeitungseinheit und eine ^ingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit enthält, Die Haupt-Verarbeitungseinheit bzw. Haupteinheit und die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit sind so ausgebildet, daß sie einen unabhängigen Zugriff zu dem Speichersystem des Datenverarbeitungssystems haben. Darüber hinaus enthält die Hauptverarbeitungseinheit oder Zentraleinheit eine Einrichtung, welche den frühesten Zeitpunkt zu bestimmen gestattet, zu dem es für die betreffende Zentraleinheit möglich ist, sich von der Verarbeitung eines bestimmten Befehls frei_-ZU-_schalten, der aus dem Speichersystem für die Ausführung durch eine weitere Yerarbeitungseinheit des Systems herausgeholt worden war. Die Hauptverarbeitungseinheit enthält insbesondere eine Einrichtung zur Decodierung technischwissenschaftlicher Befehlstypen in eine Anzahl von Klassen. In Übereinstimmung mit einer derartigen Decodierung wird der frühestmögliche Zeitpunkt bestimmt, zu dem die Zentraleinheit mit der Extraktion eines nächsten Befehls aus dem Speichersystem beginnen kann. Darüber hinaus ist die technischwissenschaftliche Einheit so ausgelegt, daß sie eine Speichereinrichtung enthält, die die Information speichert, welche lediglich für die Verarbeitung von technisch-wissenschaftlichen Befehlen erforderlich ist.

Die oben beschriebene Anordnung ermöglicht der Zentraleinheit, mit der Extraktion eines nächsten Befehls aus dem

409829/0849

Speichersystem unmittelbar auf die Extraktion eines vorangehenden Befehls zu beginnen, der eine Operation bezeichnet, welche lediglich die Verfügbarkeit von Registern für die Speicherung von wissenschaftlichen Daten erforderlich macht. Darüber hinaus enthält die technisch-wissenschaftliche Einheit, im folgenden auch nur als wissenschaftliche Einheit bezeichnet, eine Einrichtung zur Bestimmung von Befehlen, die von einer Bedienperson eingegeben worden sind, welche die Anzeige der Information fordert, die während der Verarbeitung eines vorhergehenden wissenschaftlichen Befehls gespeichert worden ist. Obwohl somit die Verantwortung für die Aufrechterhaltung der Speicherung der Information, die während der Verarbeitung der wissenschaftlichen Befehlen akkumuliert worden ist, von der Zentraleinheit weggenommen worden ist, erlaubt die Anordnung der vorliegenden Erfindung dennoch einer Bedienperson, über denselben Hilfsdienst verfügen zu können, nämlich die Inhalte der wissenschaftlichen Register anzeigen zu können. Darüber hinaus ist es nunmehr möglich, den in der zentralen Verarbeitungseinheit bzw. Zentraleinheit bereitgestellten Kurzzeitspeicher für die Speicherung der wissenschaftlichen Information neu aufzuteilen, um eine weitere Information zu speichern, die zur Anpassung an nicht-technisch-wissenschaftliche Operationen erforderlich ist. Damit ist die vorliegende Erfindung imstande, die oben erwähnte Überlappungsverarbeitung bereitzustellen und das Anwachsen der vorhandenen Verknüpfungsschaltungen des Systems auf einem Minimum zu halten.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Datenverarbeitungssystem, welches die Anordnung der vorliegenden Erfindung enthält.

409829/0849

Fig. 2 zeigt in weiteren Einzelheiten die verschiedenen Bereiche der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit des Systems gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in weiteren Einzelheiten die verschiedenen Bereiche der Zentraleinheit des Systems gemäß Fig. 1. Figuren 4a bis 4d zeigen in weiteren Einzelheiten verschiedene Bereiche einer Takt- und Zyklussteuerschaltung der Zentraleinheit gemäß Fig. 3.

Figuren 5a und 5b zeigen in weiteren Einzelheiten verschiedene Bereiche einer wissenschaftlichen Einheit des Systems gemäß Fig. 1.

Figuren 6a bis 6c zeigen in weiteren Einzelheiten Takt- und Folgezyklus-Verknüpfungsschaltungen sowie Betriebssteuer-Verknüpfungsschaltungen der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit gemäß Fig. 5.

Fig. 7 veranschaulicht schematisch die Überlappung bei der Befehlsverarbeitung, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird.

Fig. 8 zeigt schematisch die Folge von Verarbeitungsphasen von Befehlen, die von der wissenschaftlichen Einheit und der Hauptverarbeitungseinheit des Systems gemäß Fig. 1 für unterschiedliche wissenschaftliche Befehlsformate ausgeführt werden.

Fig. 9 zeigt in einem Flußdiagramm von der Zentraleinheit ausgeführte Verarbeitungszyklen und nicht-wissenschaftliche Verarbeitungsbefehle.

Fig. 10 veranschaulicht die von der Zentraleinheit ausgeführten Verarbeitungszyklen bei der Verarbeitung von wissenschaftlichen Befehlen mit unterschiedlichen Formaten. Fig. 11 veranschaulicht die Operationszyklen, die von der Zentraleinheit bei der Ausführung von Eingabe/Ausgabe-Befehlen ausgeführt werden.

409829/0849

Fig. 12 veranschaulicht die verschiedenen Verarbeitungszyklen, die von der wissenschaftlichen Einheit bei der Verarbeitung eines Anzeigebefehls gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Blockdiagrammform die verschiedenen Bereiche eines Datenverarbeitungssystems, welches die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfaßt. Das System enthält eine Zentraleinheit oder eine Hauptverarbeitungseinheit 300, die so ausgebildet ist, daß sie mit einem Speichersystem 100 verbunden ist, welches eine Vielzahl von Speichermoduln enthält, zu denen von gesonderten Speicherschnittstelleneinrichtungen unabhängig Zugriff erfolgen kann. Die Zentraleinheit 300 ist mit einer wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit 500 über eine Schnittstelleneinrichtung 501 verbunden, über welche sowohl Befehle als auch Informationen in zwei Richtungen zwischen den betreffenden Einheiten übertragen werden können. Darüber hinaus ist die Zentraleinheit 300 mit einem System-Bedienungstisch 400 verbunden, von welchem die Zentraleinheit Befehle von einer Bedienperson her empfangen kann. Außerdem handelt es sich bei diesem Bedienungstisch um die Stelle ₉ von der die Zentraleinheit Befehle von einer Bedienperson her erhalten kann. Aus Fig. 1 ergibt sich ferner, daß eine Eingabe/Aus-.gabe-Verarbeitungseinheit 200 über eine Eingabe/Ausgabe-Sammelschiene mit der Zentraleinheit 300 verbunden ist und über eine gesonderte Speicherschnittstelleneinrichtung gesondert mit dem Speichersystem 100.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als in herkömmlicher Weise aufgebaut angesehen

409829/08A9

werden, und zwar insofern, als sie Datenübertragungen zwischen sich und einer Vielzahl von Sektoren bedient, an denen eine Vielzahl von peripheren Einrichtungen angeschlossen ist. In dieser Hinsicht sei bemerkt, daß die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit z.B. die Form der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit haben kann, wie sie in der Druckschrift "Model 3200 Summary Description", veröffentlicht von der Honeywell Inc., Copyright 1970, Bestell-Nr. 111.0015.000.1-C52 beschrieben ist. Darüber hinaus sei auf die US-PS 3 323 110 Bezug genommen. Demgemäß werden lediglich diejenigen Bereiche der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit im einzelnen beschrieben werden, die in der Weise abgeändert worden sind, daß die betreffende Steuereinheit gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung arbeitet. Im Hinblick auf eine weitere Information bezüglich des Gesamtbetriebs der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit sei daher auf die zuvor genannte Druckschrift und auf die zuvor genannte US-Patentschrift Bezug genommen.

Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200

Die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 arbeitet in der Weise, daß sie den Austausch von Datenzeichen zwischen verfügbaren peripheren Steuereinrichtungen/Einrichtungen, die mit der Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit verbunden sind, und dem Speichersystem 100 während der Einleitung und Ausführung von peripheren Datenübertragungsbefehlen koordiniert.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, enthält die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit einen Steuerbereich 200-10, einen Steuerspeicherbereich 200-30 und einen Datensteuerbereich 200-40 in der dargestellten Anordnung. Das Zeitsteuersignal für das System wird von einer ZeitSteuereinheit 200-60 erzeugt, welche Eingangssignale über die Sammelschiene 201 von der Zentraleinheit her empfängt.

409829/0849

Steuerbereich 200-10

Der Steuerbereich 200-10 enthält einen Eingabe/Ausgabe-Zykluszähler 200-12 und eine Reihe von Speicherregistern und Decodierschaltungen (nicht gezeigt) für die Speicherung einer Vielzahl von Steuerzeichen, die von dem Speichersystem her empfangen worden sind und die die Einleitung und Ausführung eines peripheren Datenübertragungsbefehls betreffen, wie dies nachstehend noch erläutert werden wird.

Der Bereich 200-10 enthält eine Vielzahl von Setz-Zyklusschaltungen 200-14, die eine Vielzahl von UND-Verknüpfungsschaltungen enthalten. Diese Schaltungen arbeiten auf Signale von einem Block 200-16 und von der Zentraleinheit her in der Weise, daß sie die Zykluszählerschaliungen in einen geeigneten Zustand umschalten.

Die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltungen des Blockes 200-16 arbeiten auf die Signale von den Zykluszählerschaltungen 200-12 und von den Setz-Zyklusschaltungen 200-14 her in der Weise, daß sie periphere Steuersignale erzeugen, die jeder der Einrichtungen eines Sektors den Typ der Steuerinformation anzeigen, die an die Datensammelleitungen des Sektors abgegeben worden ist. Diese Signale veranlassen insbesondere irgendein Flipflop einer Vielzahl von Flipflops FDD bis FGG, die in einem peripheren Befehls-Verknüpfungsschaltungsblock 200-20 enthalten sind, in den Binärzustand 1 umzuschalten. Wenn das Flipflop FDD in den Binärzustand 1 umgeschaltet ist, erzeugt es die Signale APFDD10 bis APFDD90, deren jedes den Umstand signalisiert, daß der Adressencode einer peripheren Steuereinheit auf seine zugehörigen Sektorsammelleitungen abgegeben worden ist. Das Flipflop FDD wird in den Binärzustand 1 während eines E2-Zyklus umgeschaltet (d.h. dann, wenn das Signal APCE210 ein Binärsignal 1 ist), und zwar auf ein

409829/0849

peripheres Setz-Befehlssignal APSCPC1O hin, welches auf
ein von den Schaltungen 200-16 erzeugtes Signal APPFFOO
und APSSS10 und auf ein Zeitsteuersignal FET0110 von der
Zeitsteuereinheit 200-60 her erzeugt wird.

Das FKK-Flipflop gibt Signale ab, wenn die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 ein Steuerungs-Veränderungszeichen an die Ausgabe-Sektorsammelleitungen abgibt. Dieses Flipflop wird in den Binärzustand 1 unter verschiedenen Bedingungen umgeschaltet, wie z.B. dann, wenn die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 einen peripheren Datenübertragungsbefehl (doh., daß das Signal APPDT10 ein Binärsignal 1 ist) während eines E3-Zyklus (d.h. dann, wenn das Signal APCE31O ein Binärsignal 1 ist) auf das Signal APSPC10 hin verarbeitet,

Das FPP-Flipflop gibt Signale ab, wenn die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 ein Parameter-Steuerzeichen an die Ausgangssammelleitungen eines Sektors abgegeben hat. Dieses Flipflop schaltet in den Binärzustand 1 während eines E4-Zyklus (d.h. dann, wenn das Signal APE410 ein Binärsignal 1 ist) auf das Auftreten des Signals APSPC10 hin um.

Das FGG-Flipflop gibt Signale ab, wenn die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 an die Ausgangssammelleitungen eines Sektors einen Code abgibt, der den Lese/Schreib-Kanal bezeichnet. Dieses Flipflop schaltet in den Binärzustand 1
während eines E6-Zyklus um (d.h. dann, wenn das Signal
APCE610 ein Binärsignal 1 ist), wenn die durch einen Datenübertragungsbefehl bezeichnete periphere Einrichtung nicht
belegt ist (d.h., daß das Signal APBSY10 ein Binärsignal 0
ist), und zwar während des Vorliegens eines Datenübertragungsbefehls (d.h., daß das Signal APDT10 ein Binärsignal 1 ist) auf das Auftreten des Signals APSPG1O hin.

409829/0849

Das letzte Flipflop FFF signalisiert die Beendigung von Steuerzeichenübertragungen während eines E6-Zyklus (d.h. dann, wenn das Signal AOCE61O ein Binärsignal 1 ist), auf die Feststellung eines Wortmarkencodes in einem der Zeichen hin, die von dem Speichersystem auf das Signal APSPC1O hin zugeführt werden. Da die übrigen Bereiche nicht die vorliegende "Erfindung betreffen, werden sie nur kurz beschrieben werden_o

Steuerspeicherbereich 200-30

Dieser Bereich enthält eine Vielzahl von Speichern 200-31, 200-34 und 200-41. Der Zählerzustands-Steuerspeicher 200-31 speichert eine Information, die den aktiven Zustand der Lese/Schreib-Zählerspeicherplätze des Zentraleinheits-Steuerspeichers anzeigt. Der Zeitfachzustands-Steuerspeicher 200-34 speichert eine Information, die den aktiven Zustand der Zeitfä.cher des jeweiligen Sektors anzeigt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, können die beiden Speicher von dem Steuerbereich 200-10 über ihre Adressenregister 200-32 und 200-35 her adressiert sein und mit einer neuen Information von dem Bereich 200-10 über ihre Eingabe/Ausgabe-Register 200-33 und 200-36 geladen sein. Darüber hinaus sind die Operationen der beiden Speicher durch Signale zeitlich festgelegt bzw. abgestimmt, die von der Zeitsteuereinheit 200-60 erzeugt werden. Die Inhalte der beiden Register 200-33 und 200-36 werden den Schaltungen eines Blockes 200-46 zugeführt, der durch den Steuerbereich 200-10 veranlaßt wird, die Verfügbarkeit der verschiedenen Hilfsquellen zu überprüfen, die für eine Bitübertragungsoperation erforderlich sind. Diese Hilfsquellen enthalten Lese/Schreib-Zähler, Zeitfächer und periphere Einrichtungen. Der Zustand der Einrichtung wird dadurch bestimmt, daß der Zustand der Leitung FSS überprüft wird.

409829/0849

2AO1364

Eine Zeitfach-Taktschaltung 200-37 arbeitet zyklisch wiederholt; innerhalb eines vollständigen Arbeitszyklus von 12 Mikrosekunden erzeugt die betreffende Schaltung sechs verschiedene Drei-Code-Muster, deren jedes zwei Mikrosekunden dauert, Diese Codes legen sechs Zeitfachperioden für einen Sektor fest; sie werden durch die Codiererschaltung 200-38 in sechs Fünf-Bit-Codes umcodiert bzw. umgesetzt, welche an die FC-Leitungen der Sektoren 1 bis 2D abgegeben werden.

Wie in Fig. 2 angegeben, werden die Signale von der Taktschaltung 200-37 direkt an die Codiererschaltung abgegeben; sie legen Codes für sechs unabhängige 83K-Zeichen pro Sekunde der Übertragungsfrequenzen fest. Bei höheren Frequenzen als 83 kHz, bei denen mehr als ein Zeitfachintervall einer einzelnen peripheren Einrichtung zugeteilt ist, wird die in dem Speicher 200-34 gespeicherte Information dazu herangezogen, einen gemeinsamen Fünf-Bit-Code zu erzeugen, was innerhalb eines vollständigen Arbeitszyklus zur Erzielung der Frequenz in einer Häufigkeit wiederholt wird. Die Signale von dem Register 200-33 der Zählerzustands-Steuerspeichereinheit 200-31 werden an die Codiererschaltungen während nicht gepufferter Bingabe-Datenübertragungsoperationen abgegeben, um die Codierer zu veranlassen, einen nicht zugeteilten Code zu erzeugen, wenn der Zugriff zu dem Speichersystem nicht verfügbar ist. Auf diese Weise ist ein Verlust an Datenzeichen verhindert.

Der Steuerwort-Steuerspeicher 200-40 enthält eigentlich zwei Speicher, einen, der die Sektoren 1, 2a und 2d bedient, und einen anderen, der die Sektoren 2b und 2c bedient. Wenn die Zuteilungen der Lese-Schreib-Zählerspeicherplätze festliegen, wird die Steuerwort-Steuerspeichereinheit 200-40 zuerst von den Codes her adressiert, die an die FC-Leitungen

409829/0849

über ein Adressenregister 200-42 abgegeben werden. Die Signale, die an ein Bingabe/Ausgabe-Register 200-41 des Speichers 200-40 ausgelesen werden, werden ohne eine Modifikation über eine Speicherschnittstelleneinrichtung und die Steuerspeichereinheit 200-70 an den Zentraleinheitssteuerspeicher abgegeben. Die Einheit 200-70 erzeugt die erforderlichen Steuersignale, die anzeigen,, daß ein peripherer Eingabe/Ausgabe-Zyklus stattfindet, der die Zentraleinheitsoperation aufschiebt und der Eingabe/Ausgabe^Yerarbeitungseinheit 200 einen Zugriff zu dem Speichersystem 100 sowie zu dem Zentraleinheits-Steuerspeicher ermöglicht. Dies geschieht, wenn die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 einen vorbestimmten Antv/ortcode auf den Leitungen FR1 bis FR4 des Sektors von einer perihpheren Einrichtung her empfängt, welcher Code auf die Decodierung durch die Decodierschaltung 200-45 hin die Einheit 200-70 veranlaßt, ein peripheres Pufferzyklussignal zu erzeugen, welches an die Zentraleinheits-Zyklus- und Steuerschaltungen abgegeben wird.

In den Fällen, in denen die Lese/Scbreib-ZählerSpeicherplätze nicht "festliegen", sondern irgendeinem Sektor zugeteilt werden können, wird die zur Adressierung des Zentraleinheitssteuerspeichers benutzte Adresse erzeugt, indem zuerst der Speicher 200-40 über den Code adressiert wirdg der an die FC-Leitungen abgegeben worden ist, und sodann die in das Register 200-41 ausgelesene InfornEtion zu der richtigen Adresse durch eine Codiererschaltung 200-43 modifiziert wird. V«^rie aus Fig. 2 hervorgeht, kann der Steuerwort-Steuer speicher 200-40 von der Steuereinheit der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit her mit einer neuen Information während der Anfangsphase der Verarbeitung eines Datenübertragungsbefehls geladen werden«

409829/0849

Pufferbereich 200-50

Dieser Bereich enthält den Pufferspeicher 200-52, der eine Speicherung für die vier gepufferten ^Sektoren des Systems bewirkt. Der Speicher 200-52 enthält eigentlich zwei Speicher, nämlich einen Speicher für die Sektoren 2A und 2D und einen weiteren Speicher für die Sektoren 2B und 2C. Die beiden Speicher werden von einem Adressenregister 200-56 her adressiert, und zwar durch die FC-Codes, die von dem Cod_jLerer 200-38 erzeugt werden. Die von den Eingangsdatenleitungen eines Sektors während einer Eingangsdatenübertragungsoperation aufgenommenen Datenzeichen v/erden in den Puffer eines Sektors mittels eines Eingabe/Ausgabe-Registers 200-54 eingeschrieben. Wenn der Puffer gefüllt ist, wird sein Inhalt in das Speicher-Eingabe/Ausgabe-Register 200-75 ausgelesen. Während einer Ausgabedatenübertragungsoperation werden vier Zeichen aus dem Speichersystem in dem Register 200-75 gespeichert, und danach wird ein Zeichen zu einem Zeitpunkt an die Ausgabesammelleitungen des Sektors übertragen. Während nicht gepufferter Operationen wird der Speicher 200-52 umgangen; die Zeichen werden zwischen dem Register 200-75 und den Sektorsammelleitungen übertragen.

Speichersystem 100

Fig. 3 zeigt in weiteren Einzelheiten die Zentraleinheit 300 und das Speichersystem 100 gemäß Fig. 1. Das Speichersystem besteht aus einer Vielzahl von zeichenbreiten Speichermoduln, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, so daß eine vier Zeichenjbreite Speicherschnittstelle für die Zentraleinheit und die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 geschaffen ist. Dies heißt, daß das Speichersystem so ausgelegt ist, daß ein Zugriff zu dem Inhalt von vier aufeinanderfolgenden Zeichenspeicherplätzen zu einem Zeitpunkt von dem Speichersystem

409829/0849

her erfolgen kann. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, enthält die Zentraleinheit 300 geeignete Adressenerzeugerschaltungen 105» die eine Vielzahl von Adressen für einen gleichzeitigen Zugriff zu den vier Zeichen liefern. Die Adressen werden von einer Anfangsadresse her erzeugt, die zu einem S-Register entweder von der Zentraleinheit 300 oder von der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 her übertragen worden ist.

Zentraleinheit 500

Wie in Fig. 3 gezeigt, sendet und empfängt die Zentraleinheit 300 in Gruppen von vier Datenzeichen zu bzw. von dem Speichersystem 100 über ein Eingabe/Ausgabe-Register 301. Dieses Register ist in vier Abschnitte ,N1 bis N4 unterteilt, deren jeder ein Zeichen zu speichern imstande ist. Das Register 301 ist mit Registern verbunden, die in einem Steuerbereich 302 und in einem Rechen- und Verknüpfungsbereich enthalten sind, wie dies gezeigt ist₀

Die Zentraleinheit 300 enthält ferner einen Steuerspeicherbereich 304. Diese Bereich enthält einen Festkörper-Steuerspeicher 304-1, der aus 64 adressierbaren Speicherplätzen besteht, welche Adressen und Daten speichern, die die Verarbeitung von Eingabe/Ausgabe-Datenübertragungsbefehlen und nicht-wissenschaftlichen Befehlen betreffen. Der Steuerspeicher 304-1 wird entweder von Steuerfeldschaltern des System-Bedienungstisches 400 oder von den Zentraleinheitsbereichen her über ein Steuerspeicher-Adressenregister 304-2 adressiert. Wenn während eines Speicheroperationszyklus eine Adressierung vorliegt, wird der Inhalt des Speicherplatzes in das Eingabe/Ausgabe-Register 304-3 ausgelesen und an das Speicheradressenregister 140 abgegeben, und zwar zum Auslesen «ines zusätzlichen Speicherplatzes in dem Speichersystem 100. Es ist aber auch möglich, den betreffenden Inhalt an ein

409829/0849

Kurzzeitspeicherregister 304-4 für eine Modifikation durch ein Hilfs-Vergrößerungs/Verkleinerungs-Register 304-5 abzugeben. Der in das Register 304-3 ausgelesene Inhalt wird entv/eder modifiziert oder nicht modifiziert in den adressierten Speicherplatz während des Schreibteiles desselben Speicheroperationszyklus zurückgeführt. Zusätzlich können Signale von dem Speichersystem 100 in den Steuerspeicher 304-1 über den Rechenverknüpfungsbereichsaddierer eingeschrieben werden.

Die Unterbefehle, die die oben erwähnten Übertragungen der Adresseninformation und die Modifikation derselben Information bewirken, werden von dem Steuerbereich 302 erzeugt. Der Steuerbereich 302 arbeitet in der Weise, daß er die verschiedenen Befehlsoperationscodes auswertet bzw. interpretiert und in Übereinstimmung mit der Auswertung eine Folge von Unterbefehlssignalen erzeugt, die zur Ausführung der bezeichneten Operation erforderlich sind.

Obwohl in Fig. 3 nicht gezeigt, enthält der zentrale Verarbeitungssteuerbereich 302 eine Haupttakteinheit, welche die Grundtaktsignale für das System liefert und im wesentlichen die Zentraleinheits-Verarbeitungszyklen in eine Vielzahl von Zeitintervalle unterteilt. Diese Zeitsteuersignale definieren zusammen mit den Steuersignalen, welche durch eine Vielzahl von bistabilen Speichereinrichtungen festgelegt sind, die die ZyklusSteuereinheit des Systems bilden, eine Anzahl von Hauptzyklen, während welcher genau festgelegte Operationen von der Zentraleinheit während ihrer Extraktion und Ausführung eines Befehls ausgeführt werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung betrifft die Extraktion Operationen, die mit der Wiederauffindung bzw. Wiederbereitstellung eines Befehls aus dem Speichersystem 100, mit der

409829/0849

Modifizierung der Operandenadressen innerhalb des Befehls, je nach Bedarf, und mit der Übertragung jedes Teiles des Befehls zu seinem bezeichneten Speicherregister hin verknüpft sind.

Jeder Befehl gemäß dein Datenverarbeitungssystem kann bis zu sechs Grundformaten haben und einem Zugriff in irgendeiner Betriebsart einer Anzahl von unterschiedlichen Betriebsarten unterworfen sein, die durch den Programmierer festgelegt sind. Die umfaßten Formate und Betriebsarten sind im einzelnen in der oben erwähnten Druckschrift beschrieben. Aus diesem Grunde v/erden die von der Zentraleinheit verarbeiteten Formate und Zeichen-Betriebsarten lediglich in dem Ausmaß erläutert werden, das für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.

2s dürfte ersichtlich sein, daß der Bereich 302 eine Vielzahl von Registern enthält, die so ausgelegt sind, daß sie verschiedene Teile eines Befehls speichern, wenn der Befehl zu dem Register 301 hin ausgelesen worden ist. Die Register enthalten ein Operationscode- oder I-Register 302-1, ein Veränderungszeichen- oder Operationscode-Modifizierungs-V-Register 302-2 und ein weiteres Veränderungs- oder Steuerzeichen-Steuerregister, das als V-Register 302-3 bezeichnet ist. Die Inhalte dieser Register werden den Operationscode- und Decodierschaltungen 302-4 zugeführt, die ihrerseits die Inhalte dieser verschiedenen Register decodieren und die Schaltungen des Takt- und Zyklussteuerungsschaltungsblockes 302-5 veranlassen, die erforderliche Folge von Unterbefehlssignalen für die Verarbeitung des betreffenden Befehls zu erzeugen.

409829/0849

■ - 18 -

Darüber hinaus dürfte ersichtlich sein, daß die Inhalte
der I-, W- und V-Register an eine Multiplexschaltung 306 abgegeben werden, deren Ausgangsanschlüsse mit einer Eingangssaminelschiene verbunden sind, die ihrerseits mit der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit verbunden ist. Es dürfte ersichtlich sein, daß die Multiplexschaltung 306 von zusätzlichen Quellen Eingangssignale erhält; diese Singangssignalquellen umfassen die verschiedenen Bereiche des Eingabe/Ausgabe-Registers 301. Die Multiplexschaltung 306 kann als herkömmlich ausgeführt angesehen werden; sie arbeitet in der Weise, daß sie an die Eingangssammelschiene die in Frage kommenden Sätze von Signalen von den Eingangsquellen abgibt, die durch die Unterbefehlssignale bezeichnet sind, welche von den Steuerschaltungen 302-5 erzeugt werden. Eine nähere Betrachtung des Blockes 306 zeigt, daß dieser vier Bereiche enthält, deren jeder sechs Informationsbits enthält und imstande ist, multipiexmäßig Signale von bis zu vier Eingangsquellen zu verarbeiten.

In entsprechender Weise arbeitet der Multiplexschaltungsblock 305 in der oben beschriebenen Weise, um Signale von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit un__d der Rechenverknüpfungseinheit 303 multipiexmäßig zu verarbeiten und diese Signale als JMngangssignale an das Eingabe/Ausgabe-Register 301 hin zu führen. Der Rechen- und Verknüpfungsbereich 303 enthält einen Addierer herkömmlichen Aufbaus, · der so ausgelegt ist, daß er sowohl Rechenoperationen als auch Verknüpfungsoperationen auf zwei Operanden hin ausführt, die ersten und zweiten Operandenregistern zugeführt werden, welche in Fig. 3 mit Α-Register bzw. B-Register bezeichnet sind.

409829/0849

Operationscode-Decodierschaltungen 502-4

Die in dem Block 302-4 enthaltenen Operationscode—Decodierschaltungen und die Schaltungen, die festzustellen gestatten, wenn das I-Register 302-1 ein Operationscodezeichen speichert, sind in Figuren 4a und 4b gezeigt. Die Schaltungen des Operationscode-Decodierschaltungsblocks arbeiten in der Weise, daß sie bestimmen, ob ein Befehl als wissenschaftlicher Befehl verarbeitet wird und ob die>Zentraleinheit die Verarbeitung dieses Befehls mit der eines nachfolgenden Befehls überlappen kann. Diese Schaltungen sind insbesondere so ausgelegt, daß sie die Befehle decodieren und klassifizieren, die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Dabei erfolgt eine Klassifizierung in drei gesonderte Klassen, die hier als Überlappungsklasse X, als Überlappungsklasse Y und als Überlappungsklasse Z bezeichnet werden.

Die Überlappungsklasse X kennzeichnet eine vollständige ÜberlappungsSituation, in der die Zentraleinheit mit der Verarbeitung eines nächsten Befehls unmittelbar beginnt, nachdem sie den wissenschaftlichen Befehl aus dem Speichersystem 100 herausgeführt hat. Wie hier erläutert wird, haben die Befehle innerhalb dieser Klasse ein Format FAA; sie bezeichnen Register-Register-Übertragungen, bezüglich der es erforderlich ist, daß sie in der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit stattfinden.

Die überlappungsklasse Y bezeichnet einen teilweisen Überlappungsfall, bei dem die Zentraleinheit mit der Verarbeitung eines nächsten Befehls beginnen kann, unmittelbar nachdem sie an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit einen Operanden von dem Speichersystem 100 her abgegeben hat. Die Befehle innerhalb dieser Klasse sind solche Befehle _r die Speicher-Register-Übertragungsoperationen bezeichnen und

409829/0849

die ein Format von FMA. haben.

Die letzte Überlappungsklasse Z definiert eine Kategorie von Befehlen, die keine Überlappung besitzen. Somit beginnt die Zentraleinheit einen nächsten Befehl, unmittelbar nachdem die wissensclsftliche Verarbeitungseinheit das Ergebnis an die Zentraleinheit abgegeben hat, die das betreffende Ergebnis in das Speichersystem 100 einschreibt. Die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführten und von der Zentraleinheit ermittelten verschiedenen Befehlstypen sind mit ihren Formaten und hinsichtlich der Überlappung sklas si fikat ion in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Tabelle von wissenschaftlichen Befehlen

Befehlstyp	Abkür zung	F	Format A B V1	V2	Opera tionstyp	ZU	R	Über- lsgpungs- klssse
Speichergleitkomma- Akkumulator	STF	06	- - XY	00	R	zu	R	X
Lade Ergebnis nied riger Wertigkeit	LDL	06	- - XO	01	R	zu	R	X
Lade Gleitkomma- Akkumulator	LDF	06	- -. XY	02	R	zu	R	X
Speicher Ergebnis niedriger Wertigkeit	STL	06	- - OY	07	R	zu	R	V Λ.
Gleitkommaaddition	FAD	06	- - XY	10	R	zu	R	X
Gleitkommasubtraktion	FSB	06	A X	11	R	zu	R	X
Gleitkommadivision	FDV	06	- - XY	12	R	zu	R	X
Gleitkommamultiplikation	FMP	06	- - XY	13	R	zu	R	X
Binär-Matissen-Ver schiebung	BMS	04	- - XM	V2	R	zu	M	X
Speicher Gleitkomma- Akkumulator	STF	07	A-XO	00	R	Z

409829/0849

Befehlstyp

Abkür- Format
zung F A B V1 V2

ÜberOpera- Happungstionstyp klasse

Lade Ergebnis niedriger Wertigkeit LDL

Lade Gleitkomma-Akkumulator LDF

Dezimal zu binär DTB

Gleitkommaprüfung
und Verzweigung im
Akkumulator FBA

Gle itkommaprüfung
und Verzweigung in
Anzeigeeinrichtung FBI

Binär zu dezimal BTD Speicher Ergebnis

niedriger Wertigkeit STL Gleitkomma-Addition B¹AD Gleitkomma-Subtraktion FSB Gleitkomma-Division FDV Gleitkomma-rMultiplikation FMP Multiplikation ganzer

Binärzahl BTM

07 A - 00 01 M zu R Y

07 A - OY 02 M zu R Y

07 A - Oy 03, M zu R Y

07 A - XC 04 - Z

07 A - OD 05 - Z

07 A - XO 06 R zu M Z

07 A - 00 07 R zu M Z

07 A - XY 10 M zu R Y

07 A - XY 11 M zu R Y

07 A - XY 12 M zu R Y

07 A - XY 13 M zu R Y

05 A B - -

M zu M

Wie oben erwähnt, sind die Operationscode-Decodierschaltungen 302-4 durch Decodierung des in dem Operationscoderegister 301-1 enthaltenen Operationscodebitmusters imstande, einen bestimmten wissenschaftlichen Befehl als innerhalb einer der drei Überlappimgsklassen liegend zu identifizieren. Ss sei darauf hingewiesen, daß der Operationscode lediglich die FormalLnformation liefert, nicht aber den Typ der auszuführenden Rechenoperation bezeichnet. Dies heißt, daß aus der obigen Tabelle hervorgeht, daß der Operationscode einen Befehl hinsichtlich der Einbeziehung einer Register-Register-Übertragung, einer Speicher-Register-Übertragung oder einer Register-Speicher-Übertragung angibt. Somit umfaßt jede Klasse der Befehle

409829/0849

sämtliche Befehlstypen, wie Rechenbefehle, Verschiebedatenbefehle, Umsetzbefehle, Steuerbefehle und Verschiebebefehle.

Nachdem ein Befehl als ein solcher eines bestimmten Typs klassifiziert worden ist, kann die Zentraleinheit dann, nachdem sie den Befehl aus dem Speicher vollständig herausgeführt hat, bestimmen, ob noch irgendeine weitere Aktivität von ihr im Zuge der Verarbeitung des Befehls erforderlich ist. Damit kann die Zentraleinheit automatisch zurückkehren in den Betrieb, in welchem sie den nächsten Befehl herausführt, wenn keine weitere Aktivität erforderlich ist. Während der Herausführungs- bzw. Ausblendoperation arbeitet die Zentraleinheit in der Weise, daß sie Steuersignale an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit überträgt, die der betreffenden Einheit signalisieren, daß die Zentraleinheit die erforderliche Steuerinformation und/oder die notwendigen Operandendaten abgibt, die für die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit erforderlich sind, um den wissenschaftlichen Befehl auszuführen.

In Figuren 4a bis 4c sind außerdem in Einzelheiten die Schaltungen gezeigt, die einige der Steuersignale erzeugen, welche von der Verarbeitung der wissenschaftlichen Befehle gemäß der Erfindung betroffen sind. Die Fig. 4a zeigt dabei die Verknüpfungs- und Speichereinrichtungen, die in der Weise arbeiten, daß sie eine Übertragung von Binärsignalen, die kennzeichnend sind für Operationscode- und Steuerinformationszeichen, an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit signalisieren. Wie aus Fig. 4a hervorgeht, enthalten diese Schaltungen ein Paar von Flipflops 302-18 und 302-20 mit zugehörigen Verknüpfungs- und Gatterschaltungen 302-7 bis 302-9 und 302-21 bis 302-25 in der dargestellten Schaltungsanordnung. Die Verknüpfungsgatterschaltungen 302-26 bis 302-32 arbeiten in der Weise, daß sie Steuersignale erzeugen, die angeben, daß

409829/0849

der wissenschaftliche Befehl ein FMA-Format hat und daß diese Signale an das Flipflop 302-18 abgegeben werden.

Das Steuersignal FSIVS1O wird von den Verknüpfungsschaltungen gemäß Fig. 4a während irgendeines der drei Zentraleinheits-Operationszyklen erzeugt. Das Signal wird während eines A-Operationszyklus erzeugt (d.h., daß das Signal JFaCYIO ein Binärsignal 1 ist), und zwar zu einem Zeitpunkt, der durch das Signal CT210 bestimmt ist, wenn der Befehl nicht als im FMA-Format befindlich bestimmt worden ist (d.h., daß das Signal JFMA420 ein Binärsignal 1 ist) oder wenn die Zentraleinheit nicht Befehle in einem Vier-Zeichen-Betrieb verarbeitet (d.h., daß das Signal JFMA420 ein Binärsignal 1 ist). Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ist nicht belegt (d.h., daß das Signal FUBSYOO ein Binärsignal 1 ist), und die oberen drei Bits des Operationscodes, der in dem I-Register gespeichert ist, sind gleich Null (das Signal IIUE010 ist ein Binärsignal 1). Das zuletzt erwähnte Signal zeigt an, daß das Operationscodezeichen einen Oktalwert zwischen 0 und besitzt.

Das Signal FSIVS30 wird ebenfalls während eines B-Operationszyklus erzeugt (d.h. dann, wenn das Signal JFBCY10 ein Binärsignal 1 ist). Wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nicht belegt ist (d.h. dann, wenn das Signal FUBSYOO ein Binärsignal 1 ist) und wenn der Befehl ein FMA-Format besitzt und wenn die Zentraleinheit gesetzt worden ist, wird ein Befehl in einem Vier-Zeichen-Betrieb verarbeitet (d.h., daß das Signal JEMA410 ein Binärsignal 1 ist).

Schließlich erzeugt die Zentraleinheit das Signal FSIVS30 während eines S1-Operationszyklus zu einem Zeitpunkt, der durch das Signal CT410 festgelegt ist, wenn die Wissenschaft-

AO9829/0849

liehe Verarbeitungseinheit nicht belegt ist (d.h. dann, wenn das Signal FUBSYOO ein Binärsignal 1 ist) und wenn das Operationscodezeichen nicht zuvor von der Zentraleinheit an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ausgesendet worden ist (d.h. dann, wenn das Signal FPIVSOO ein Binärsignal 1 ist). Wenn das Flipflop 302-18 in seinen Binärzustand 1 umgeschaltet ist, erzeugt es das Signal FSIVS30, welches über eine Schnittstellenleitung einer Vielzahl von Schnittstellenleitungen zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit hingeleitet wird, wie dies hfer beschrieben werden wird. Im Hinblick auf Fig. 4a sei ferner bemerkt, daß das Signal FSIVS10 das Flipflop 302-20 in seinen Binärzustand 1 entweder während eines S1-Zyklus (d.h. dann, wenn das Signal JES1C10 ein Binärsignal 1 ist) oder während eines Α-Zyklus (d.h. dann, wenn das Signal JFACY10 ein Binärsignal 1 ist) oder während eines B-Zyklus setzt, wenn das Signal JFBCY10 ein Binärsignal 1 ist. Das Flipflop 302-18 wird einen Taktimpuls später über das UND-Glied 302-17 zurückgestellt, während das Flipflop 302-20 während des Beginns eines V3-Zyklus zurückgestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Signal JFV3C10 ein Binärsignal 1. Der V3-Zyklus stellt, wie hier erläutert, einen Einleitungsoder Extraktionszyklus dar, in den die Zentraleinheit eintritt, wenn sie ihre Verarbeitung des wissenschaftlichen Befehls beendet hat. Die A- und B-Zyklen sind Zyklen, die dazu benutzt werden, Α-Adressen bzw. B-Adressen der Operanden, die verarbeitet werden, abzuholen. Während einer normalen Operation ist das Signal I0CVS66 ein Binärsignal 1, was anzeigt, daß das Operationscodezeichen in dem I-Register ein rechtmäßiger Operationscode ist. Das Signal IILE710 ist ein Binärsignal'1, wenn das in dem I-Register gespeicherte Operatinnscode-Bitmuster einem Oktalwert 07 entspricht. Das Signal FPIVS10 wird der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4b zugeführt.

409829/0849

In Fig. 4b sind Schaltungen gezeigt, die dazu herangezogen werden, der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit im Voraus zu signalisieren, daß sie einen wissenschaftlichen Befehl zu verarbeiten hat. Außerdem dienen die betreffenden Schaltungen dazu, der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit zu signalisieren, daß sie an die betreffende wissenschaftliche Verarbeitungseinheit eine Operandeninformation, wie Operandenadressen oder Operandendaten, abgeben oder zu dieser hin übertragen, um einen bestimmten wissenschaftlichen Befehl zu verarbeiten. In Fig. 4b sind im einzelnen zwei Flipflops 302-52 und 302-65 angegeben. Das Flipflop 302-52 wird in seinen Binärzustand 1 umgeschaltet, wenn die Zentraleinheit ein wissenschaftliches Operationscodezeichen von dem Eingabe/Ausgabe-Register 301 zu dem Operationscode-I-Register der Zentraleinheit überträgt. Insbesondere dann, wenn ein Operationscodezeichen in das I-Register auf ein Unterbefehlssignal IIFN410 während eines Ä-Operationszyklus hin (d.h. dann, wenn das Signal JFAClDI0 ein Binärsignal 1 ist) geladen worden ist, überführt der Verstärker 302-41 in einer Zeitspanne, die durch das Signal T3CT31O bestimmt ist, das Signal IIFM410 in ein Binärsignal 1. Dies geschieht unter der Voraussetzung, daß das Signal IIFN41B ein Binärsignal 1 ist. Dieses Signal ist ein Binärsignal 1, wenn, der in dem I-Register gespeicherte Operationscode nicht eine "Datenwort-Marke" enthält, die anzeigt, daß es sich um einen Operationscode handelt, den die Zentraleinheit direkt ausführen kann. Es sei bemerkt, daß die Codierung eines Operationscodes mit einer "Datenwort-Marke" die Zentraleinheit daran hindert, diesen Operationscode auszuführen; vielmehr bewirkt die betreffende Codierung, daß die Zentraleinheit auf eine Software-Hilfseinrichtung überspringt, die in der Weise arbeitet, daß der Operationscode mittels einer Software-Routine übersetzt wird. Somit wird das Signal IIFN41B normalerweise ein Binärsignal 1 sein.

409829/0849

Eine UND-Gatter- und Verstärkerschaltung 302-46 überführt das Signal MN4ISI0 in ein Binärsignal 1, wenn das Operationscodezeichen in dem N-Register 301 angibt, daß eine Operation von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit auszuführen ist. Dies heißt, daß die Signale MM46 bis MM44 Binärsignale 0 sein werden und daß das Signal MM43 ein Binärsignal 1 sein wird, wenn der N4-Anteil des Registers 301 einen "wissenschaftlichen Operationscode" enthält. Es sei darauf hingewiesen, daß die Signale IIFI1410 und MM4ISI0 in einer UND-Gatter- und Verstärkerschaltung 302-50 verknüpft werden und zusammen die Erzeugung eines frühen Warnsignals FCEWS30 bewirken. Dieses Signal wird unmittelbar zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit hingeleitet, sobald ein wissenschaftliches Operationscodezeichen in das Register 301 ausgelesen und durch die Zentraleinheit decodiert worden ist. Diese frühe Weiterleitung eines Signals zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ermöglicht dieser, schnell in einen Anfangszustand zurückzukehren, was die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit der Zentraleinheit signalisiert, indem das Signal FSF1C40 in ein Binärsignal 0 übergeführt wird. Das Signal FSF1C40 veranlaßt ein UND-Glied 302-49, das Flipflop 302-52 in seinem Binärzustand 1 festzuhalten, bis die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in ihren Anfangszustand zurückgekehrt ist, da nämlich normalerweise das Signal SFCM010 ein Binärsignal 1 ist. Wenn somit die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in den F1C-Zyklus zurückkehrt, setzt sie das Flipflop 302-52 in den Binärzustand 0 zurück. Das Signal FCEWF10 wird ebenfalls über die UND-Gatter- und Verstärkerschaltung 302-53 zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit hingeleitet.

Das Flipflop 302-65 wird in den Binärzustand 1 umgeschaltet, wenn die Zentraleinheit signalisiert hat, daß sie zuvor den

409829/0849

Operationscode oder eine andere Steuerinformation an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ausgesendet hat (d.h., daß das Signal FPIVS1O ein Binärsignal 1 ist) und daß'sie einige Zeichen in Form eines Operanden zu der wissenschaftlichen Einheit hin übertragen hat (d.h., daß das Signal FTRSC1O ein Binärsignal 1 "ist) und daß diese Übertragung erfolgt ist₃als die Zentraleinheit sich in einem S1-0perations-.zyklus befand (d.h., daß das Signal JS1CV52 ein Binärsignal 1 ist). Wie hier erläutert, wird das Signal FTRSC1O erzeugt, wenn die Zentraleinheit einen wissenschaftlichen Befehl mit einem FMA-Format verarbeitet (d.h., daß sie einen Operationscode 07 besitzt, der bewirkt, daß das Signal IFMA012 ein Binärsignal 1 ist) und wenn das in dem W-Register 302-3 gespeicherte Steuerzeichen (V2) so codiert ist, daß es einen Speicher-Register-Operationstyp bezeichnet (d.h. ,· daß das Signal FTRSC1A ein Binärsignal 1 ist). Das Flipflop 302-65 wird in seinen Binärzustand 0 einen Taktimpuls später über das UND-Glied 302-64 auf das Taktsignal PDA hin zurückgestellt.

In Fig. 4c sind die Verknüpfungsschaltungen und die Flipflops der Zyklussteuerung gezeigt. Diese Schaltungen liefern die in Frage kommenden Übertragungssteuersignale, welche die Multiplexschaltung 305 gemäß Fig. 3 veranlassen, eine Steuerinformation und Operandendaten zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit zu übertragen, und zwar in richtigen Stellen für sämtliche Befehlsformattypen, für sämtliche Fälle der Zeichenbetriebe und für unterschiedliche Betriebszustände der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit (d.h. unabhängig davon, ob diese belegt ist oder nicht belegt ist hinsichtlich der Ausführung von Befehlen). Es dürfte einzusehen sein, daß auch andere Sätze von Signalen dieselben Übertragungssignale erzeugen. Lediglich diejenigen Schaltungen, die in die Verarbeitung von Befehlen gemäß der vorliegenden Erfindung

£09829/0849

einbezogen sind, sind in den Zeichnungen dargestellt. Wie ersichtlich, überführt das Flipflop 302-70 das Signal FBFNL10 in ein Binärsignal 1 während eines A-Operationszyklus (d.h. dann, wenn das Signal JDACY52 ein Binärsignal 1 ist), wenn die Zentraleinheit so eingestellt worden ist, daß sie in einem Zwei-Zeichen-Betrieb arbeitet (d.h. dann, wenn das Signal M2CM052 ein Binärsignal 1 ist)_; und wenn die Zentraleinheit einen wissenschaftlichen Befehl mit einem FMA-Format verarbeitet (d.h. dann, wenn das Signal IFMA012 ein Binärsignal 1 ist). Das Flipflop 302-70 wird einen Taktimpuls später über das UND-Glied 302-75 auf ein PDA-Signal hin zurückgestellt. Das Signal FBFNL10 veranlaßt dB Multiplexschaltung 306, den Inhalt des Bereichs N2 bzw. des Bereichs N1 des Registers 301 an die Leitungen FNW18 bis FNW13 und an die Leitungen FNW12 bis FNW7 der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit abzugeben, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Das Flipflop 302-76 schaltet auf das Zeitsteuersignal T2CT230 und auf das Signal FCPDV1A von den Schaltungen gemäß Fig. 4b hin in den Binärzustand 1 um. Das von dem Flipflop 302-76 erzeugte Signal FBFNM10 veranlaßt die Multiplexschaltung 306, den Inhalt des Bereichs N3 bzw. des Bereichs N2 des Registers 301 an die Leitungen FNW18 bis FM13 und FNW12 bis FNW7 abzugeben. Darüber hinaus wird das Flip flop 302-τδ über eine UND-Gatter- und Verstärkerschaltung 302-79 während eines Α-Zyklus (d.h. dann, wenn das Signal IDACY52 ein Binärsignal 1 ist) in den Binärzustand 1 umgeschaltet, wenn die Zentraleinheit sich im Drei-Zeichen-Betrieb befindet (d.h. dann, wenn das Signal M3CMQ52 ein Binärsignal 1 ist) und wenn die Zentraleinheit einen wissenschaftlichen Befehl mit einem FMA-Format verarbeitet. Das Flipflop 302-76 wird ebenfalls einen Taktimpuls später über das UND-Glied 302-78 zurückgestellt.

409829/0849

— ?Q —

Das Flipflop 302-80 wird in seinen Binärzustand 1 umgeschaltet, wenn die Zentraleinheit sich in einem Vier-Zeichen-Betrieb befindet (d.h. dann, wenn das Signal M4CM052 ein Binärsignal 1 ist) und wenn der verarbeitete Befehl ein FMA-Format (was bedeutet, daß das Signal IFMAO-12 ein Binärsignal 1 ist) während eines B-Operationszyklus besitzt (d.h., daß das Signal JFBCY52 ein Binärsignal 1 ist). Das von dem Flipflop 302-76 erzeugte Signal FBFNU10 veranlaßt die Schaltung 306, den Inhalt der Bereiche N4 und N3 des Registers 301 an die Leitungen FWtNS bis FNW13 und an die Leitungen FWtHZ bis FNW7 abzugeben. Das Flipflop 302-80 wird in den Binärzustand 0 über das UND-Glied 302-82 einen Taktimpuls später zurückgestellt, und zwar auf ein PDA-Signal hin. Eine Vielzahl von UND-Gliedern 302-85 bis 302-88, die in der dargestellten Weise geschaltet sind, veranlaßt das Flipflop 302-84, in den Binärzustand 1 auf ein Zeitsteuersignal T2CT210 hin umzuschalten, und zwar auf die Decodierung eines Operationscodezeichens zwischen den Werten 0 und 7 hin (was bedeutet, daß das Signal IIUE012 ein Binärsignal 1 ist). Dies geschieht entweder während eines A-Operationszyklus (was bedeutet, daß das Signal JDACY52 ein Binärsignal 1 ist) oder während eines B-Operationszyklus (was bedeutet, daß das Signal JDFBY52 in seinen Binärzustand 1 umgeschaltet worden ist), und zwar auf die Aufnahme eines Signals FSIVS1C von den Schaltungen gemäß Fig. 4a auf das Auftreten des Zeitsteuersignals T2CT430 hin. Wenn das Flipflop 402-84 im Binärzustand 1 ist, veranlaßt es die Multiplexschaltung 306, den Inhalt des Operationscode-Registers 302-1 an die Leitungen FNW24 bis FNW19 abzugeben, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Einen Taktimpuls später wird das Flipflop 302-84 über das UND-Glied 3Q2-4Q in seinen Binärzustand 0 zurückgestellt.

409829/0849

In ähnlicher V/eise schaltet das UND-Glied 302-43 das Flipflop 302-92 in dessen Binärzustand 1 auf das Auftreten des Signals FSIVSlC und eines Zeitsteuersignals T2CT430 hin um. Darüber hinaus schalten die UND-Glieder 302-94 und 302-95 in einen Binärzustand 1 um, wenn die Operationscode-Decodierschaltung 302-4 einen Operationscode mit einem Wert decodiert hat, der zwischen 0 und 7 liegt (d.h., daß das Signal IIUE012 ein Binärsignal 1 ist), wenn der Befehl nicht ein FMA-Format besitzt (was bedeu—tet, daß das Signal IFMA022 ein Binär signal 1 ist), und zwar während eines A-Operationszyklus (d.h., daß das Signal JDACY52 ein Binärsignal 1 ist) auf ein Zeitsteuersignal T2CT230 hin. Ist das Flipflop gesetzt, so veranlaßt es die Multiplexschaltung 306, die oberen und unteren Teile des ¥-Register_J.nhalts an die Leitungen FNPiVI8 bis FWiII 3 sowie FNi¹H2 bis FNW7 abzugeben, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Das Flipflop 302-92 wird über das UND-Glied 302-96 einen Taktimpuls später in seinen Binärzustand 0 zurückgestellt, und zwar auf ein PDA-Taktsignal hin.

In Fig. 4d ist eines der in den Zyklus- und Steuerschaltungen des Blockes 302-5 enthaltenen Zyklus-Flipflops gezeigt. Das Flipflop 302-115 bestimmt einen Anfangs-Operationszyklus, in den eingetreten wird, um die Verarbeitung eines Befehls zu beginnen. Lediglich diejenigen Verknüpfungsschaltungen, die im Zuge der Veranschaulichung des Betriebs der vorliegenden Erfindung erfaßt sind, sind in Fig. 4d gezeigt. Diese Schaltungen enthalten die Verknüpfungsglieder 302-100 bis 302-134 in der dargestellten Anordnung. Das Verknüpfungsglied 302-124 zeigt an, daß der Verarbeitung weiterer Zentraleinheits-Befehle weitere Bedingungen zuge hörig sind, die die Umschaltung des Flipflops 302-115 in den Binärzustand 1 bewirken.

409829/0849

Die Verknüpfungsglieder· 302-100 bis 302-107 sind lediglich dann aktiv, wenn die Zentraleinheit einen wissenschaftlichen Befehl verarbeitet, wie dies Fig. 4d zeigt. Das UND-Glied 302-120 ist lediglich dann aktiv, wenn die Zentraleinheit einen Zentraleinheits-Befehl, wie einen Befehl O-Addition, O-Subtraktion oder MCW,verarbeitet. Die Verkriüpfungsglieder 302-130 bis 302-134 sind lediglich dann aktiv,- wenn die Zentraleinheit einen Eingabe/Ausgabe-Befehl verarbeitet hat. Der Grund für die Einstellung der Steuerinformationszeichen in der in Verbindung mit Fig. 4c beschriebenen Weise dürfte am besten aus Fig. 5 ersichtlich sein, in der im einzelnen die verschiedenen Teile der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit angegeben sind.

Bevor die verschiedenen Teile beschrieben werden, die die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit 500 bilden, sei zunächst auf die Schnittstellenleitungen Bezug genommen, über die Steuersignale und Informationssignale zwischen der Zentraleinheit und der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit übertragen werden. Wie zuvor erwähnt, stellen die Leitungen FNWO1 bis FNW24 eine Eingangssammelschiene für die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit dar. Über diese Sammelschiene werden Informationszeichen und die Operandeninformation zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit übertragen und in einem oder mehreren Registern der betreffenden Verarbeitungseinheit unter der Steuerung eines Zyklussteuerteiles gespeichert. Die verschiedenen Schnittstellensignalleitungen und die Erläuterung der Funktion, die diese Leitungen erfüllen, sind in einer nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

409829/0849

Sclinittstellenleitungen

Signal

FNV.O15O bis FIT./2450

FCi]^T.7F5O
FC3VS30
FSODV3O

FSBSYOO

FCPDV5O

FSMAD20

Beschreibung

24 Leitungen, durch die die Zentraleinheit eine Information an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit aussendet. Die Leitungen werden in einem bestimmten Zustand gehalten, bis die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit quittiert, daß sie die Information aufgenommen hat.

Frühes Warnsignal abgebende Leitung von der Zentraleinheit. Frühes ¥arnsignal fahrende Ursprungsleitung von der Zentraleinheit. Gültigkeit wissenschaftlicher Daten anzeigende Leitung von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit. Eine Leitung von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, über die der Zentraleinheit signalisiert wird, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nicht belegt ist. Eine Leitung von der Zentraleinheit, über die der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit signalisiert wird, daß die Zentraleinheit Daten an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ausgesendet hat.

Sine Leitung von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, über die angezeigt wird, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit von der Steuerfeld-R-Registeranzeige ausgewählt worden ist.

409829/0849

Signal - 33 - Beschreibung

FCPDT5O FSIVS1O

FSODT1O FC8TP10

PPRO11C bisPPR06iC

FPDPY3O Eine Leitung von der Zentraleinlieit, über die der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit signalisiert wird, daß die Zentraleinheit Daten aufgenommen hat.

Eine Leitung von der Zentraleinheit, über die der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit signalisiert wird, daß Operationscode und Änderungszeichen, die an die Eingangssammelschiene abgegegeben-worden sind, für die Abtastung gültig sind.

Eine Leitung von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, über die der Zentraleinheit signalisiert wird, daß sie Daten in einem ihrer Register gespeichert hat.

Eine Leitung von der Zentraleinheit, über die der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit signalisiert wird, daß in den Stopbetrieb eingetreten ist. Sechs Leitungen von der Zentraleinheit zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit,/Sie das R-Register eine Adresse zu dein Steuerspeicher der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit schaltet.

Eine Leitung von der Zentraleinheit, die der v/issenschaftlichen Verarbeitungseinheit signalisiert, daß ein Pseudobefehl zu erzeugen ist, so daß der Inhalt des SteuerSpeichers der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit an die Ausgangssammelschienen abgegeben wird.

409829/0849

Signal Beschreibung

FSF1C4O Bine Leitung von der wissenschaft

lichen Verarbeitungseinheit zu der Zentraleinheit, über die der Zentraleinheit signalisiert wird, daß sich die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in einem Anfangszyklus befindet.

Wissenschaftliche Verarbeitungseinheit 500

Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit enthält im wesentlichen fünf Hauptbereiche. Diese Bereiche umfassen einen Singangssammelschienenbereich, einen SteuerSpeicherbereich 502, einen Exponentbereich 503, einen Mantissenbereich 504 und einen Zyklussteuerungs- und Fehlerdiagnosebereich 501, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Der Eingangssammelschienenbereich enthält die Eingangssammelleitungen FNWOI50 bis FNW2410, welche die Befehls- und Operandeninformationssignale an die verschiedenen Register der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit abgeben. Diese Register enthalten das IV-Register 501-2, das FA-Register 502-2, das E1-Register 503-2 und das Y-Register 504-1. Das IV-Register 501-2 speichert auf ein Signal FIVBU10 hin eine Befehlsinformation, wie die beiden Bits niedriger Wertigkeit des Operationscodes. Außerdem überträgt das Register die Steuerinformation von der Eingangssammelschiene zu dem E2-Register 503-4 und zu den Decodierschaltungen des Steuerbereichs 501 hin.

Das Adressenregister 502-2 des Steuerspeicherbereichs 502 ist für das Auftreten des Signals FSIVS50 so ausgelegt, daß es die Bits des VI-Zeichens speichert, welches an die

409829/0849

2AÜ1364

Leitungen FIW18 bis FNV13 abgegeben worden ist und welches die Adresse der Operanden angibt , die während der Ausführung eines wissenschaftlichen Befehls zu beeinflussen sind. Diese Adressen werden durch Schaltungen decodier*t, die in dem Register enthalten sind, und sodann werden sie an das FR-Adressenregister 502-4 des Steuerspeichers 502-6 abgegeben. Auf ein Unterbefehlssignal FB1BU10 hin speichert das E-Register 503-2 des Exponentenbereichs 503 eine Exponentinformation,, die an die Leitungen FM12 bis FM01 abgegeben worden ist. Das Y-Register 504-2 des Mantissenbereichs 504 speichert auf das Auftreten des Signals FCPDV50 hin eine Mantisseninformation, die an die Leitungen FNw~24 bis FNWOI abgegeben worden ist.

Nunmehr seien die verschiedenen Bereiche näher betrachtet. Ss zeigt sich, daß der SteuerSpeicherbereich 502 einen Steuerspeicher 502-6 enthält, der in der w'eise arbeitet, daß er die Akkumulatorinformation und die Zwischenergebnisinformation speichert, die während der Ausführung von Gleitkommaoperationen von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit erforderlich ist. Die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführten wissenschaftlichen Gleitkommabefehle benutzen Gleitkommazahlen, deren jede aus einem 48-Bit-Wort fester Länge besteht, umfassend eine 36-Bit-Mantisse und einen 12-Bit-Exponenten.

Da die Gleitkommazahl 48 Bits benötigt, benötigt, jeder Operand oder jede Akkumulatorspeicherstelle in dem Steuerspeicher 502-6 zv/ei aufeinanderfolgende Steuerspeicher-Speicherplätze des 24 Bit breiten SteuerSpeichers. Wenn die Gleitkommazahl in einem "Gleitkoinma-Akltumulatorⁿ-Speicherplatz gespeichert wird, wird der 12-Bit-Exponentanteil in dem niedrigsten adressierbaren Speicherpla tz der beiden

409829/0849

aufeinanderfolgenden Speicherplätze des Akkumulators gespeichert; die zwölf Bits niederer Wertigkeit des Mantissenteiles werden ebenfalls in dem niedrigsten adressierbaren Speicherplatz gespeichert, und die 24 Bits hoher Wertigkeit der Mantisse nehmen den höchsten adressierbaren Speicherplatz der beiden Speicherplätze ein. Wie durch Fig.5 veranschaulicht ist, stellt der Steuerspeicher 502-6 eine Hilfseinrichtung für zumindest vier Gleitkomma-Akkumulatorspeicherplätze und zwei Ärbeitsspeicherplätze dar.

¥ie aus Fig. 5 hervorgeht, weist der Steuerspeicher 502 einen einzelnen Eingangsdatenweg auf, der mit dem B-Register 504-3 des Mantissenbereichs verbunden ist. Dieser lieg entspricht dem V.'eg 504-4; er stellt den einzigen Eingangsweg zu einem Steuerspeicher-Eingabe-Ausgabe-Register 502-8 dar. Der Steuerspeicher 502-6 weist außerdem einen einzigen Adresseneingangsweg 502-10 von einem Steueradressenregister 502-4 her auf. Der Ausgangsdatenweg von dem Steuerspeicher 502 enthält die Wege zu dem E1-Register 503-2 des Exponentenbereichs 503 und zu dem Y-Register 504-1 des Mantissenbereichs 504. Mit Ausnahme der Exponentdaten wird demgemäß für sämtliche, von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführten Operationen das Y-Register 504-1 als Ausgaberegister benutzt.

Exponent-Verknüpfungsbereich

Sämtliche von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführte Gleitkommarechnungen, die eine Modifikation des Exponententeiles einer Gleitkommazahl bewirken oder erfordern, werden durch diesen Bereich ausgeführt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, enthält dieser Bereich das E1-Register 503-2, das E2-Register 503-4, das ES-Register 502-6 und einen Exponent-Addierer 503-8. Das E1-Register 503-2 dient zur Speicherung,

409829/0849

und ferner ermöglicht es eine Beeinflussung des Exponenten einer Gleitkommazahl. Die Eingangssignale für das zuvor erwähnte E1-Register 50 -2 kommen von dem Steuerspeicher 502-6 und von den Eingangsdatensammelleitungen FM12 bis FNW01 her. Diese Wege sind die einzigen Wege, die von diesem Bereich benutzt werden, um die Exponentinformation zu erhalten.

Das Ξ1-Register 503-2 erhält darüber hinaus Signale von dem Exponent-Addierer 503-8 über einen Weg 503-10 und Eingangssignale von dem ES-Register 503-6 über den Weg 503-11-sowie Eingangssignale von dem E2-Register Über einen Weg 503-12. Diese Eingangswege werden lediglich während der tatsächlichen Beeinflussung des Exponententeiles einer Gleitkommazahl benutzt. Das E1-Register 503-2 speist die Ausgangssammelleitungen, die mit FPY01 bisFPY12 bezeichnet sind, über eine Sammelschiene 503-13, den Exponent-Addierer über eine Sammelschiene 503-14 , das ES-Register 503-6 über einen Weg 503-14 und das E2-Register über einen Weg 503-15. Diese drei Wege werden wieder nur für die Exponentenbeeinflussung benutzt. Darüber hinaus empfängt während der Exponentenbeeinflussung das E1-Register 503-2 ingangssignale über einen Weg 503-16, welche Eingangssignale so codiert sind, daß sie Konstanten mit Werten von 1, 2 und 35 darstellen.

Das E2-Register 503-4 wirkt neben seiner Ausnutzung für eine Exponentenbeeinflussung hauptsächlich als Speicher für die Speicherung der Ergebnisse der Exponentoperationen. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist das E2-Register mit dem IV-Register 502-2 verbunden, und zwar zusätzlich zu der Verbindung mit den anderen Exponenten-Registern 503-2 und 503-6, wie dies dargestellt ist. Die Signale in dem IV-Register 502-1 v/erden in das E2-Register 503-14 geladen und zur Bestimmung der Anzahl von Verschiebungen herangezogen,

409829/0849

die von dem Exponentbereich \rährend seiner Ausführung eines BMS-3efehls auszuführen sind. Die Ausgangssignale von dem E2-Register werden an den Exponent-Addierer 503-8 und an die"Sammelleitungen FPYO1 bis FPY12 abgegeben.

Das ES-Register 503-6 dient hauptsächlich dazu, die Exponentdaten zu speichern, wenn die beiden Register E1 und E2 in Verbindung mit dem Exponent-Addierer 503-8 benutzt werden. Zusätzlich zu der Aufnahme eines Eingangssignals von dem E1-Register über die Sammelschiene 503-14 wird dem ES-Register 503-6 ein Eingangssignal von den Vergrößerungs/Verkleinerungs-Verknüpfungsschaltungen des Blockes 503-18 zugeführt, welche Schaltungen den Inhalt des ES-Registers von 1 bis 4 vergrößern oder verkleinern können, wie dies für Exponentenbeeinflussungen erforderlich ist. Die Ausgangssignale des ES-Registers werden ebenfalls an die Leitungen FPY01 bis FPY12 abgegeben, wie dies gezeigt ist.

Der Exponent-Addierer 503-18 ist von herkömmlichem Aufbau; er arbeitet in der Weise, daß er sämtliche Additions- und Subtraktionsoperationen ausführt, welche Exponent-Daten umfassen. Der Addierer 503-8 arbeitet in der Weise, daß er die in den Registern E1 und E2 gespeicherten Größen beeinflußt bzw. manipuliert und die Ergebnisse entweder über den Weg 503-10 an das E1-Register oder über den Weg 303-20 an das E2-Register abgibt.

Mantissenbereich

Ähnlich dem Exponentenbereich führt der Mantissenbereich sämtliche Gleitkommarechnungen aus, welche den Mantissenteil einer Gleitkommazahl betreffen. Dieser Bereich enthält ein 36-Bit-Y-Register 504-1, ein 36-Bit-B-Register 504-2, ein

40S829/0849

36-Bit-L-Register 504-3 und einen Hauptaddierer 504-4.

Jedes der Register enthält drei Bereiche, wie dies durch die Anordnung des Y-Registers 504-1 veranschaulicht ist. "Wie erwähnt, stellt das Y-Register einen der beiden Ausgangsdatenwege von dem Steuerspeicher 502-6 dar. Neben der Bereitstellung eines Übertragungsweges zwischen dem Mantissenbereich und dem Steuerspeieher wird das Y-Register 504-1 noch für eine Kurzzeitspeicherung des Mantissenteiles einer Gleitkommazahl ausgenutzt, die von der Zentraleinheit über die Sammelleitungen FNW01 bis FNW24 empfangen wird. Das Y-Register nimmt außerdem Eingangssignale von dem Hauptaddierer 504-4 über einen Weg 504-8, von dem B-Register über einen Weg 504-10 und von dem L-Register 504-3 her auf. Diese Eingangssignale werden während lediglich der Anfangsbeeinflussung der Mantissendaten übertragen. In entsprechender Weise werden die Y-Register_inhalte über denselben Weg als Eingangssignale für das B-Register 504-2 und das L-Register 504-3 abgegeben, wie dies veranschaulicht ist. Das Y-Register .nimmt Unterbefehle für die Verschiebung des Inhalts des Registers entweder nach rechts oder nach links um eine oder zwei Stellen auf.

Das B-Register 504-2 stellt den einzigen Eingangsdatenübertragungsweg zwischen dem Mantissenbereich und dem Steuerspeicher dar. Das betreffende Register liefert ferner ein Ausgangssignal an die Ausgangssammelleitung FPY01 bis ' FPY36, die mit der Zentraleinheit verbunden ist. Das Register 504-2 wird in Verbindung mit dem Y-Register 504-1 dazu herangezogen, den Mantissenteil der Gleitkommazahlen zu beeinflussen bzw. zu manipulieren. Das B-Register 504-2 erhält ferner Eingangssignale über den Weg 504-12 von dem Y-Register. Außerdem erhält das Register Signale über den Weg 504-13 von dem L-Register 504-3. Dieser Weg wird dazu

409829/0849

benutzt, das niederwertige Drgebnis, welches in dem L-Register gespeichert ist, zu dem Steuerspeicher 502-6 hin zu übertragen, wenn es während der Ausführung bestimmter Gleitkommaoperationen benötigt wird.

Das L-Register 504-3 wird hauptsächlich dazu benutzt, das niederwertige Ergebnis einer Gleitkomma-Multiplikationsoperation zu speichern. Darüber hinaus wird dieses Register für die Speicherung von Zwischen-Hantissenmanipulationen ausgenutzt, und aus diesem Grunde erhält es Signale von den Registern Y und B, und außerdem v/erden die Ausgangs signale dieses Registers an diese Register abgegeben. Darüber hinaus stellt das L-Register eine Hinrichtung dar, die ihren Inhalt um sechs Stellen verschieben kann, und zwar auf das Auftreten eines Unterbefehlssignals FF6LS1O hin. Der Hauptaddierer 504-4 ist so ausgelegt, daß er sämtliche Additions- und Subtraktionsoperationen auf den Mantissenteil der Gleitkommazahlen hin ausführt. Demgemäß erhält der Addierer 504-4 Eingangssignale von dem Y-Register bzw. dem B-Register über die Sammelschieneη 504-14 und 504-15. Das von dem Addierer 504-4 erzeugte Ergebnis wird entweder über die Sammelschiene 504-8 an das Y-Register 504-1 oder über die Sammelschiene 504-^ an das B-Register 504-2 abgegeben, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

Steuerbereich 501

Nunmehr werden die verschiedenen Teile des Steuerbereichs näher erläutert werden. Wie zuvor erwähnt, wird das acht Flipflop enthaltende IV-Register 501-2 von den Leitungen FNW20, FNW19 und PNW12 bis FNW7 her geladen, wenn das Unterbefehlssignal FIVBU10 in ein Binärsignal 1 übergeführt wird. Dabei werden insbesondere die Bitstellen 7 und 8 des Registers 501-2 von den Sammelleitungen 19 bzw. 20 her mit Signalen beaufschlagt,

409829/0849

2AÜ136A

die kennzeichnend sind für die beiden Bits niedriger Wertigkeit des Operationscodezeichens des Befehls, der von der Zentraleinheit extrahiert worden ist. Die Bitstellen 6-1 werden von den Sammelleitungen 12-7 her geladen, welche Signale abgeben, die kennzeichnend sind für das V2-Zeichen des Befehls. Die Codierung der beiden Bits niedriger Wertigkeit für die Formate ergibt sich wie folgt; FMA 00 01 11 = 07;

FAA 00 01 10 = 06;

BIM 00 01 01 = 05 und BMS 00 01 00 = 04.

Wie aus der ersten Tabelle ersichtlich ist, kann jeder wissenschaftliche Befehl eine Anzahl von festen Formaten haben. Das erste Format F/V1/V2, das mit FAA bezeichnet ist, bezeichnet Gleitkommaakkumulator-Gleitkommaakkumulator-Operationen; es weist einen Operationscodeteil (F-Zeichen), einen X- und Y-Akkumulatorteil (V1-Zeichen) und einen Änderungsteil (V2-Zeichen) auf. Dieser Befehlsteil umfaßt lediglich Register-Register-Übertragungen. Wie erwähnt, kann dieser Befehlstyp mit einer maximalen Überlappung ausgeführt werden. Das Operationscodezeichen bezeichnet wieder den Formattyp, und das V2-Zeichen wirkt als Operationscode, und zwar durch Angabe des Operationstyps, den die wissenschaftliche 'Verarbeitungseinheit auszuführen hat.

Das nächste Format F/A/V1/V2 ist ein FMA-Format, welches Gleitkommaspeicher-Akkumulator-Operationen angibt; es weist einen Operationscodeteil (F-Zeichen), eine Α-Adresse (A-Adressenzeichen), einen X- und Y-Akkumulatorteil (V1-Zeichen) und einen Anderungsteil (V2-Zeichen) auf. Dieses Format wird für Befehle benutzt, die sowohl eine Hauptspeicheradresse als auch

409829/0849

Gleitkommaakkumulatoradressen benötigen. Somit können diese Befehle dazu herangezogen werden, Speicher-Register-Übertragungen und Register-Speicher-Übertragungen auszuführen. Die Operationscodezeichen V1 und V2 führen dieselben Funktionen aus v/ie im FAA-Format.

Die nächsten beiden Formate sind mit BIM und BMS bezeichnet; sie definieren ganzzahlige Binärzahlen-Multiplikationsbefehle und binäre Mantissenverschiebebefehle. Der BMS-Befehl v/eist das Format F/V1/V2 auf, wobei das F-Zeichen als Operationscode wirkt. Der BIM-Befehl weist das Format F/A/B auf, wobei F als Operationscode wirkt und wobei die Α-Adresse und die B-Adresse die Speicherplätze in dem Speichersystem für die Speicherung der Operanden und des Ergebnisses angeben. Da die Zentraleinheit die Verarbeitung dieses Befehls nicht überlappen kann, steht dies nicht in besonderem Zusammenhang mit der Erfindung.

Das Signal FIVBU1O wird in einem Binärsignal 1 durch Takt- und Folgezyklus-Verknüpfungsschaltungen des Blocks 501-3 übergeführt, wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit sich in einem Anfangszustand befindet (d.h. dann, wenn das Signal FCF1C10 ein Binärsignal 1 ist), wenn die Zentraleinheit einen Abtastoperationscode erzeugt hat und· wenn das Inderungssignal FSIVS30 und die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nicht einen Befehl ausführen, den eine Bedienperson von dem Steuerfeld 400 gemäß Fig. 1 her erzeugt hat (d.h. dann, wenn das Signal FSDPY60 ein Binärsignal 1 ist). Der Inhalt des IV-Registers 501-2 bleibt solange gespeichert, bis entweder die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit auf einen anderen Zyklus übergeht oder ein Löschsignal von der Zentraleinheit her empfangen wird. Der Inhalt des IV-Registers 501-2 wird einem Operationscode- und Decodierschaltungs-

409829/08A9

block 501-4 zugeführt. Diese Schaltungen, die von herkömmlichem Aufbau sind, liefern ein Signal aus einer Vielzahl von Signalen, und zwar entsprechend den Signalen FIVLOO1O bis PLVL0710. Darüber hinaus decodieren die Schaltungen den Bitinhalt der Stellen 7 und 8, und ferner erzeugen sie Signale, wie die Signale FIFAA1O bis FIFMA1O, welche das Format des wissenschaftlichen Befehls angeben, der verarbeitet wird (dies bedeutet, daß das Signal FIFAA10=FIVL0810.FIV0700 ist und daß das Signal FIFMA10=FIV0710.FIV0810 ist).

In Fig. 6a sind die Flipflops gezeigt, die zur Folgesteuerung der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit während deren Ausführung eines Anzeigebefehls dienen, der hier näher beschrieben ist. Während dieselben Flipflops während der Zeitspanne ausgenutzt werden, während der die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit andere Befehlstypen ausführt, sind lediglich die Signale, die mit dem Anzeigebefehl in Zusammenhang stehen, als Eingangssignale für die Flipflops angegeben.

Gemäß Fig. 6a sind acht Flipflops 501-10 bis 501-65 vorgesehen, deren jedem Eingangsgatterschaltungen zugehörig sind, die so ausgelegt sind, daß sie das betreffende Flipflop je nach Bedarf während der Ausführung des Anzeigebefehls setzen und zurückstellen. Das Flipflop 501-10, dessen Zustand einen F1-Operationszyklus definiert, ist insbesondere so ausgelegt, daß es in den Binärzustand 1 über das UND-Glied 501-12 gesetzt wird, wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit keine Datenverarbeitungsoperationen ausführt, sondern sich im Fehlerdiagnose-Operationsbetrieb befindet (d.h. dann, wenn das Signal FIDIM10 ein Binärsignal 1 ist). Dies ist ein F4-0perationszyklus (d.h., daß das Signal FCF4C10 ein Binärsignal 1 ist); die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit hat die Ausführung einer Fehlerdiagnosefolge beendet (dies

409829/0849

heißt, daß das Signal FGi¹DPIO ein Binär signal 1 ist).

Am 3nde der Ausführung des Anzeigebefehls wird das Flipflop 501-10 wieder in seinen 1-Zustand umgeschaltet, und zwar über das UND-Glied 501-11, wenn das Flipflop 501-65 sich im Binärzustand 1 befindet (was bedeutet, daß das Signal FCRI-1510 ein Binär signal 1 ist) und ein Datengültigkeitssignal von der Zentraleinheit her empfangen worden ist (was bedeutet, daß das Signal FCPDT50 ein Binärsignal"1 ist). Das Flipflop 501-10 wird in seinen Binärzustand 0 mit Auftreten eines Operationscodes und Änderungs-Gültigkeitssignals zurückgestellt, das von der Zentraleinheit ausgesendet worden ist (das Signal FSIVS50 ist ein Binärsignal 1),oder wenn das Signal FDEWI10 in ein Binärsignal 1 übergeführt worden ist oder wenn die Zentraleinheit das Signal PFDPY30 in ein Binärsignal 1 überführt. Jedes dieser Signale veranlaßt das UND-Glied.501-13» das Flipflop 501-10 umzuschalten. Das binäre 1-Ausgangssignal FCF1C10, das von dem Flipflop 501-10 geliefert wird, wird an die verschiedenen anderen Bereiche des Systems abgegeben, welche das UND-Glied 501-20 und das Eingangsgatter 501-34 des Flipflops 501-30 enthalten. Das UND-Glied 501-20 erzeugt das Unterbefehlssignal FIVBU10, welches das IV-Register 501-2 von den EingangsSammelleitungen her lädt.

Ein nächstes' Flipflop 501-30 wird in seinen Binärzustand über die UND-Glieder 501-34 und 501-33 umgeschaltet, und zwar auf das Auftreten der Signale FCF1C10, FCCLR20 und FIDPY10 hin. Außerdem wird das Flipflop in den Binärzustand über zwei Verknüpfungsglieder 501-35 und 501-36 auf die Aufnahme eines frühen Warnsignals von der Zentraleinheit her umgeschaltet (d.h. dann, wenn das Signal FGEWS10 ein Binärsignal 1 ist), wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit eine Fehlerdiagnoseoperation ausführt (dies heißt, daß

A09829/0 8 49

das Signal FID1M31 ein Binärsignal 1 ist). Das Flipflop 501-30 wird in seinen Binärzustand 0 einen Taktimpuls später über das UND-Glied 501-37 zurückgestellt. Das Binärsignal 1 des Flipflops 501-30 wird als Eingangssignal dem Flipflop 501-40 zugeführt; es bewirkt die Umschaltung des Flipflops in den Binärzustand 1 über eine Vielzahl von UND-Gliedern 501-35, 501-36, 501-41 und 501-42. Das Flipflop 501-40 wird in seinen Binärzustand 0 einen Taktimpuls später über das UND-Glied 501-43 zurückge stellt.

Das binäre 1-Ausgangssignal FCF4C10, das von dem Flipflop 501-40 geliefert wird, bewirkt die Umschaltung des Flipflops 501-45 in den Binärzustand 1 über das UND-Glied 501-46 während der Ausführung des Anzeigebefehls (d.h., daß das Signal FIBDM20 ein Binärsignal 1 ist). Das Flipflop 501-45 wird über das UND-Glied 501-47 zurückgestellt, wenn das Signal FCAFCOO in ein Binärsignal 0 übergeführt wird.

Die Signale FCF5C10 und FIDPY10 schalten zusammen mit den Signalen FIOPCOO und FCCLR22 das Flipflop 501-50 in dessen Binärzustand 1 um, und zwar über die UND-Glieder 501-51 und 501-52. Das UND-Glied 501-33 stellt das Flipflop in dessen Binärzustand 0 einen Taktimpuls später zurück. In ähnlicher V/eise schaltet das Flipflop 501-55 in seinen Binärzustand 1 um, wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nicht einen Anzeigebefehl ausführt (das bedeutet, daß das Signal FIDPYOO ein Binärsignal 0 ist), wenn das Flipflop 501-50 im Binärzustand 1 ist sowie bei Fehlen eines Löschsignals (d.h., daß das Signal FCCLR20 ein Binärsignal 1 ist). Das Umschalten erfolgt über eine UND-Gatter- und Inverterschaltung 501-57 und ein UND-Glied 501-56. Das Flipflop 501-55 verbleibt in seinem Binärzustand 1 solange, bis die ange-■ zeigte Information richtig ausgerichtet ist für eine Über-

409829/0849

tragung zu der Zentraleinheit (d.h. solange, bis das Signal FCRM41B in ein Binärsignal 0 umgeschaltet ist). Dies veranlaßt das Flipflop 501-55, über zwei UND-Glieder 501-58 und 501-59 in seinen Null-Zustand umzuschalten. Gleichzeitig schalten die Signale FCRM41B und FCCNV10 das Flipflop 501-60 über das UND-Glied 501-61 in den Binärzustand 1 um. Dieses Flipflop wird durch das UiID-GIied 501-62 einen Taktimpuls später zurückgestellt.

Auf die Umschaltung des Flipflops 501-60 in den Binärzustand hin veranlaßt das UND-Glied 501-66 das Flipflop 501-65, in den Binärzustand 1 umzuschalten. Dieses Flipflop wird in seinen Binärzustand 0 über eine Gatter- und Inverterschaltung 501-68 und das UND-Glied 501-67 zurückgestellt, wenn die Zentraleinheit das Signal FCPDT50 in ein Binärsignal 1 überführt. Gleichzeitig wirkt dieses Signal zusammen mit dem Signal FCRH510 in der Weise, daß das Flipflop 501-10 in seinen Binärzustand 1 umgeschaltet wird, womit der zyklische Betrieb der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit während der Verarbeitung des Anzeigebefehls beendet ist.

In Fig. 6b sind einige der Speichereinrichtungen und die zugehörigen Gatterverknüpfungsschaltungen gezeigt, die bestimmte Signale der Signale erzeugen, welche den Flipflops der Takt- und Folgezykluslogikschaltungen 501-3 gemäß Fig. 6a zugeführt werden. Wie aus Fig. 6b hervorgeht, können diese Schaltungen in vier Bereiche aufgeteilt werden. Der erste Bereich enthält das Flipflop 501-70, welches in der Weise betrieben ist, daß es das Signal FGBWS10 erzeugt. Dieses Signal zeigt an, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit eine Anzeige darüber gespeichert hat, daß sie ein frühes Warnsignal von der Zentraleinheit her empfangen hat.

409829/08 49

Insbesondere dann, wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit einen /mzeigebefehl zu verarbeiten hat, gibt die Zentraleinheit die Signale PPRO11C bis PPRO6IC ab, die ihren Ursprung in dem 3teuerfeld-R-Register haben. Diese Signale werden von einem Decoder 501-77 decodiert, der von herkömmlichem Aufbau ist. Dieser Decoder liefert die Signale, die angeben, zu welchem Gleitkomma-Akkumulatorspeicherplatz des oteuerspeichers 502-6 ein Zugriff für die Anzeige des Speicherplatzinhalts zu erfolgen hat. Wenn die Signale, die kennzeichnend sind für die SteuerSpeicherplätze 0 bis 3, angezeigt werden, überführt das UND-Glied 501-76 das Signal PIIUS10 in ein Binärsignal 1, was seinerseits das Flipflop in den Binärzustand 1 umschaltet, wenn die Zentraleinheit durch eine Bedienperson in den Stopzustand gebracht ist (was bedeutet, daß das Signal FCSTP3Q ein Binärsignal 1 ist) und wenn ein Löschsignal nicht erzeugt worden ist (dies heißt, daß das Signal FCCLR20 ein Binärsignal 1 ist). Demgemäß arbeiten die Verknüpfungsglieder 501-78, 501-75 und 501-72 in der Weise, daß sie. die Umschaltung des Flipflops 501-70 in dessen Binärzustand bewirken. Das Flipflop 501-70 wird außerdem in seinen Binärzustand 1 auf die Aufnahme eines frühen Warnsignals von der Zentraleinheit her umgeschaltet (d.h., daß das Signal FCEWS50 ein Binärsignal 1 ist), wenn das Signal FGEWPOO ein Binärsignal 1 ist.

Das FGEWPOO wird von dem UND-Glied 501-86 erzeugt, wenn die beiden Flipflops 501-70 und 501^85 in ihren Binärzuständen sind. Das Flipflop 501-85 wird in den Binärzustand 0 umgeschaltet, wenn die Zentraleinheit ein Stopsignal erzeugt (d.h., daß das Signal FCSTP30 in ein Binärsignal 1 übergeführt wird). Die Rückstellung erfolgt über das Verknüpfungsglied 501-80, die Inverterschaltung 501-82 und das UND-Glied 501-83. Das Flipflop wird außerdem dann zurückgestellt, wenn ein Lösch-

409829/08A9

signal FCCLR1O an das Verknüpfungsglied 501-81 abgegeben wird. Wenn das Flipflop 501-70 in den Binärzustand 1 umgeschaltet wird, veranlaßt es die Umschaltung des Flipflops 501-85 in den Binärzustand 1, und zwar, wie dargestellt, über das Verknüpfungsglied 501-84.

Bas Signal FGEWPOO veranlaßt ferner die Umschaltung des Flipflops 501-90 in einen Fehlerdiagnose- oder Prüfoperationsbetrieb, wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit sich in einem Anfangszustand befindet (das Signal FCF1C30 ist ein Binärsignal 1) und keine Fehlerzustände vorliegen (das Signal FSiRfIOO ist ein Binär signal 0), und zwar bei Fehlen eines von der Zentraleinheit erzeugten Abtastsignals FSIV30. Das Setzen des Flipflops 501-90 erfolgt über das UND-Glied 501-87 und das UND-Glied 501-91. Das Flipflop wird über das UND-Glied 501-89 und die Gatter- und Inverterschaltung 501-99 zurückgestellt, wenn das Signal FCF1C00 in ein Binärsignal 1 übergeführt wird. Das Binärausgangssignal 0 des Flipflops 501-90 wird dazu herangezogen, ein Belegt-Flipflop 501-95 der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit in den Binärzustand 1 umzuschalten, wenn das Signal FCF2C10 ein Binärsignal 1 ist. Die Umschaltung erfolgt über das UND-Glied 501-97. Das Flipflop wird zurückgestellt, wodurch der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ein Nicht-Belegt-Zustand signalisiert wird, wenn das Signal FCF1CA in ein Binärsignal 1 übergeführt wird. Die Rückstellung erfolgt über das UND-Glied 501-96 und die Gatter- und Inverterschaltung 501-98.

Unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren wird nunmehr die Arbeitsweise des Systems gemäß Fig. 1 erläutert werden. Hierzu wird besonders auf die Flußdiagramme gemäß Figuren 9 bis 12 Bezug genommen. Zunächst sei beschrie-

409829/0849

ben, wie die Zentraleinheit 300 gemäß Fig. 1 nicht-wissenschaftliche Befehle, wissenschaftliche Befehle und Eingabe/Ausgabe-Befehle verarbeitet. Es werden bestimmte Bedingungen angenommen, die am besten die Art und Weise veranschaulichen, in der das System gemäß Fig. 1 imstande ist, eine Vielzahl von Operationen zu überlappen, welche die Zentraleinheit, die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit und die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheiten gemäß Fig. 1 umfassen. So sei z.B. angenommen, daß die Zentraleinheit in der Weise arbeitet, daß sie als ersten Befehl einen Befehl ausblendet bzw. extrahiert, der eine Eingabe/Ausgabe-Operation angibt, und daß-die für die Operation benötigten Hilfsquellen (z.B. Lese-Schreib-Kanal, eine periphere Steuereinheit und Einrichtung) verfügbar sind und daß die übertragung eine gepufferte Sektoroperation umfaßt. Es sei ferner angenommen, daß auf die Extraktion des Eingabe/Ausgabe-Befehls hin die Zentraleinheit in der Weise arbeitet, daß sie einen wissenschaftlichen Befehl ausblendet, dessen Ausführung entweder vollständig oder teilweise überlappt sein kann. Ferner sei angenommen, daß auf die Extraktion dieses Befehls die Extraktion eines nicht-wissenschaftlichen und eines Nicht-Eingabe/Ausgabe-Befehls folgt, der von der Zentraleinheit ausführbar ist. Das ins Auge gefaßte besondere Beispiel ist schematisch in Fig. 7 veranschaulicht; es umfaßt die schematisch in Figuren 8a und 8b angegebenen Operationen.

Gemäß Fig. 3 arbeitet die Zentraleinheit in der Weise, daß sie den FoIgezählerinhalt aus dem Steuerspeicher 304-1 abholt und diesen Inhalt an das S-Register 110 des Speichersystems 100 abgibt. Die Adressenerzeugerschaltungen 105 liefern die erforderlichen Adressensignale aus der Adresse, die in dem Register 110 enthalten ist, und adressieren vier aufeinanderfolgende Zeichenspeicherplätze in vier Moduln, die jeweils in einer anderen Speicherschnittstelleneinrichtung enthalten sind. Die vier Zeichen werden dann in den vier Bereichen

40 98 29/0849

des Registers 301 gespeichert. Es sei angenommen, daß die Zentraleinheit in einem 4-Zeichen-Betrieb arbeitet, in welchem die Adressen A und B jeweils vier Zeichen enthalten. Wie durch das Flußdiagramm gemäß Fig. 11 angegeben, erhöht die Zentraleinheit während des V3-Zyklus auch den Folgezählerinhalt um 1, und zwar über das M-Register 304-5, und speichert dann den betreffenden Inhalt in den Steuerspeicher 304-1 wieder ein. Zusätzlich lädt die Zentraleinheit das F-Zeichen aus dem M4-Bereich in das I-Register 302-1, und zwar durch Erzeugung des Unterbefehlssignals IIFN410.

Am Ende des V3-Zyklus tritt die Zentraleinheit in einen A-Operationszyklus ein, in welchem sie die vier Zeichen der A-Adresse herausholt, welche den Anfangsspeicherplatz des Sp ei eher syst ems 100 des Operajxlenfeldes anzeigt, aus welchem die Datenzeichen zu übertragen sind. Wie Fig. 11 angibt, werden die vier Zeichen abgeholt und in das Register 301 geladen und sodann zu der Rechen- und Verknüpfungseinheit übertragen. Außerdem wird der Inhalt des Folgezähler-Speicherplatzes um vier erhöht und in den Steuerspeicher zurückgespeichert.

Die Zentraleinheit tritt dann in einen B-Zyklus ein, in welchem sie verschiedene Steuerzeichen C1, C2/Ce und C3/C4 und den Operationscode des nächsten Befehls extrahiert. Die Steuerzeichen bestimmen die Parameter, die mit der Verarbeitung des peripheren Datenübertragungsbefehls in Zusammenhang stehen. Das C1-Zeichen bestimmt die Sektornummer und die Frequenzzuteilung. Das C2/Ce-Zeichen wird dazu benutzt, den Sektor zu bezeichnen, über den die Übertragung stattfindet, und den Übertragungstyp (d.h. direkt oder gepuffert). In dem Beispiel sei ein gepufferter Sektor bezeichnet. Das C2-Zeichen gibt die Verknüpfungsadresse der peripheren Steuereinheit an,

408829/0849

die für die Übertragung erforderlich ist, und die Übertragungsrichtung. In diesem Beispiel bezeichnet das C2-Zeichen eine Ausgabeoperation (d.h., daß Daten von dem Speicher zu der Einrichtung hin zu übertragen sind) und die Verknüpfungsadresse einer peripheren Steuereinheit einer Platteneinrichtung, wie sie mit dem Sektor 2C in Fig. 1 verbunden ist.

Die Zentraleinheit leitet die Steuerzeichen zu der Eingabe/ Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 hin und erzeugt ein Start-Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheits-Zyklusunterbefehlssignal APSEX10, welches der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 signalisiert, daß die Verarbeitung der Anforderung begonnen wird. Die Steuerzeichen werden in Registern gespeichert, die in dem Steuerbereich 200-10 der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 enthalten sind und die decodiert werden. Die Zentraleinheit verbleibt im B-Zyklus solange, bis sie ein Änderungszyklussignal APNXC10 von der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 her empfängt.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß das Signal APSEX10 die Setz-Zyklusschaltungen des Steuerbereichs 200-10 veranlaßt, den Zykluszähler 200-12 in einen E1-Zyklus umzuschalten. Während dieses Zyklus prüft der Steuerbereich 200-10 über die BeIegt-Schaltungen 200-46 den Lese-Schreib-Kanal-Zustand, hier auch als RWC-Zustand bezeichnet, und den Zeitfachzustand des ausgewählten Sektors. Dies erfolgt durch eine Bezugnahme auf den in Frage kommenden Speicherplatz innerhalb der Speicher 200-31 und 200-34 und durch Überprüfung der Zustandsinformationsbits, die in diesen Speichern gespeichert sind. Nachdem bestimmt ist, daß beide Hilfsquellen für den Gebrauch verfügbar sind, erzeugt die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit das Signal APNXC10 und gelangt in den E2-0perationszyklus. Die Zentraleinheit schaltet auf das Auftreten des Signals APMXC10

40982970849

hin in den M1-Zyklus um und wartet darauf, daß die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 wieder das Signal APNXC1O erzeugt.

Während des E2-Zyklus veranlassen die Eingabe/Ausgabe-Zyklussteuerschaltungen 200-16 die peripheren Befehlsverknüpfungsschaltungen 200-18, eine Steuerleitung FDD des Sektors 2C in den Binärzustand 1 umzuschalten und die Verknüpfungsadresse der peripheren Steuereinheit an die Sammelausgangsleitungen des Sektors abzugeben. Die Leitung FDD signalisiert sämtlichen, an dem Sektor 2C angeschlossenen peripheren Steuereinheiten, daß die Sammelleitung eine Adresse enthält. Lediglich einer der peripheren Steuereinheiten wird die betreffende Adresse zugeteilt sein, und diese Einheit wird . ihr Adressen-Flipflop umschalten.

Die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 schaltet dann in einen E3-Zyklusum, in welchem sie in der Weise arbeitet, daß der Zustand der peripheren Steuereinheit überprüft wird. Insbesondere veranlassen die Eingabe/Ausgabe-Zyklussteuerschaltungen 200-16 die peripheren Befehlsverknüpfungsschaltungen 200-18, die Steuerleitung FKK in den Binärzustand 1 umzuschalten. Dies bewirkt, daß die Steuereinheit ein codiertes Antwortsignal über die Zustandssteuerleitung FSS zurückgibt. Die Schaltungen 200-46 arbeiten in der Weise, daß sie ein Signal an die Steuereinheit 200-10 abgeben, welches Signal kennzeichnend ist für den Steuereinheitszustand. Da die periphere Steuereinheit in diesem Beispiel verfügbar ist, ist die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 in den Stand gesetzt, in einen E4-Zyklus einzutreten. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt/wieder das Signal APNXC10. Während des Zyklus veranlassen die Zyklussteuerschaltungen 200-16 der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 die Ver-

409829/0849

knüpfungsschaltungen 200-18, die Steuerleitung in den Binärzustand 1 umzuschalten. Die Steuerleitung FPP signalisiert der peripheren Steuereinheit, daß die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 eine Parameterinformation an die Sektorausgangsleitungen abgegeben hat. Die Parameterinformation könnte die in Frage kommende Einrichtung identifizieren; sie wird von der Steuereinheit gespeichert. Die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 arbeitet während der Aussendung der Parameterinformation in der Weise, daß sie eine "Wortmarke" in dem Register 200-75 feststellt, welche das Ende der Befehlsextraktion signalisiert. Gleichzeitig arbeitet die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 in der Weise, daß sie das Signal APNXC10 an die Zentraleinheit 300 aussendet.

Auf die Aufnahme des Signal APNXC10 hin arbeitet die Zentraleinheit 300 in der Weise, daß sie in einen P2-Zyklus eintritt, in welchen sie die Α-Adresse aus dem A-Adressen-Zählerplatz des Steuerspeichers ausliest und die Α-Adresse auf die Übertragung zu dem Speicheradressenregister 110 hin überprüft. Auf die Feststellung hin, daß die Adresse gültig ist, gibt die Zentraleinheit 300 an die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 ein Signal ab, in dem sie das Signal MA0K10 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt löst sich die Zentraleinheit selbst von der "Verarbeitung des Eingabe/Ausgabe-Befehls, und die Verarbeitung wird von der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 fortgesetzt. Außerdem lädt die Zentraleinheit während des P2-Zyklus den A-Adresseninhalt in den laufenden Lese-Schreib-Zählerspeicherplatz und StartSpeicherplatz des Steuerspeichers 304-1. Am Ende des Zyklus veranlassen die Steuerschaltungen 302-5 die Zentraleinheit 300, in einen V3-0perationszyklus zurückzukehren, um die Extraktion des nächsten Befehls zu beginnen. Aus Fig. 4d ergibt

£09829/0849

sich, daß das UND-Glied 302-130 die Zentraleinheit in einen V3-Zyklus zurückführt, und zwar dadurch, daß das Flipflop 302-115 in den Binärzustand 1 während des Zentraleinheits-Operationszyklus umgeschaltet wird (was bedeutet, daß das Signal TACPA3O ein Binärsignal 1 ist); wenn der periphere Befehl nicht eine Verzweigungsoperation bezeichnet, ist keine Verzweigung erforderlich, da die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 und die Hilfsquellen erforderlich sind (d.h., daß die Signal IPCB015 und IBNCHOO Binärsignale sind). Die Zentraleinheit befindet sich in einem M1 -Zyklus (d.h., daß das Signal J3MIC10 ein Binärsignal 1 ist), und die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 hat das Signal APNXC10 ausgesendet (d.h., daß das Signal JNXC010 ein Binärsignal 1 ist).

Wie durch Fig. 11 veranschaulicht, tritt die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 in einen E5-Zyklus ein, in welchem sie in der Weise arbeitet, daß ein Zugriff zu dem Speicher 200-31 erfolgt. Dies dient dazu, den ausgewählten Lese-Schreib-Kanal durch den Befehl in einen Belegtzustand zu setzen und ein Betriebsbit derart zu setzen, daß eine gepufferte Übertragung bezeichnet wird. Außerdem l_egt die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200-10 die Zeitfächer fest, die von dem laufenden Befehl für einen Belegtzustand verlangt werden. ¥enn der in Frage kommende Speicherplatz des Speichers 200-40 adressiert ist, lädt die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200-10 die gewünschte Steuerwortinformation in die MLR-Schaltung 200-41, in die die betreffende Information eingeschrieben wird. Zusätzlich leitet die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 einen peripheren Zyklus ein, in welchem sie einen Zugriff zu dem Speichersystem 100 erhält und zwei Puffer für den Sektor 2C mit acht Zeichen lädt. Dies dient dazu, die Übertragungsfrequenz der

409829/0849

Ausgangsplatteneinrichtung aufrechtzuhalten und die in dem Speicher 200-40 gespeicherte Information zu aktualisieren. Am Ende der Ladeoperation tritt die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 in einen E6-Zyklus ein, in welchem die Steuerschaltungen 200-16 die peripheren Befehlsverknüpfungsschaltungen 200-18 veranlassen, die Leitung FGG in den Binärzustand 1 umzuschalten. Dies signalisiert der peripheren Steuereinheit,daß die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 den Lese-Schreib-Kanalcode an die Ausgangssektorsammelleitungen abgegeben hat. Die Steuereinheit speichert den Code in einem Register, um während der Ausführungsphase des peripheren Datenübertragungsbefehls darauf Bezug zu nehmen. Danach beginnt die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit 200 mit ihrer Ausführung der Datenübertragungsoperation.

Auf die Rückkehr in einen V3-Zyklus zu einem Zeitpunkt, der mit dem Zyklus E5 der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit zusammenfällt, beginnt die Zentraleinheit 300 nunmehr mit der Extraktion des nächsten Befehls, der, wie dies durch Fig. 7 veranschaulicht ist, ein wissenschaftlicher Befehl ist. Aus Fig. 10 ergibt sich, daß die Zentraleinheit während eines V3-Zyklus den Inhalt des Folgezählerspeicherplatzes des Steuerspeichers 304-1 zu dem Register 110 hin überträgt und die vier Zeichen des nächsten Befehls in das Register 301 ausliest. Das Operationscodezeichen in dem Bereich N4 des Registers 301 wird in dem I-Register gespeichert, und zwar auf das Signal IIFN410 hin, das von den Steuerschaltungen 302-5 erzeugt wird. Außerdem werden die Zeichen V1 und V2 des Bereichs N3 bzw. N2 des N-Registers 301 in das W-Register 302-3 auf das Signal RWFNR10 hin eingespeichert. Dieses Signal wird ih ein Binärsignal 1 durch das einzige Signal FBFNM10 von dem Flipflop 302-76 gemäß Fig. 4c übergeführt. Das Flipflop wird

409829/0849

über das UND-Glied 302-97 in den Binärzustand 1 während jedes V-Zyklus mit Ausnahme einesV2-Zyklus umgeschaltet. Der FoIgezählerinhalt wird über das M-Register um 1 erhöht und in den Steuerspeicher zurückgespeichert.

Am Ende des V3-Zyklus tritt die Zentraleinheit in einen A-Operationszyklus ein, währenddessen sie die nächsten vier Zeichen aus dem Speichersystem 100 ausliest.

Aus Fig. 4b ergibt sich, daß auf den Eintritt in den A-Zyklus die Zentraleinheit 300 in der Weise arbeitet, daß sie ein frühes Warnsignal FCEWS30 für die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit über das UND-Glied 302-50 erzeugt, wenn sie bestimmt hat, daß das Operationscodezeichen in dem Bereich 4 des Registers 301 ein wissenschaftlicher Operationscode ist, der nicht in der "Datenwortmarke" enthalten ist. Danach arbeitet die Zentraleinheit 300 in der Weise, daß sie über das UND-Glied 302-42 das Flipflop 302-52 setzt, welches in diesem Zustand solange gehalten wird, bis die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in ihren Anfangszustand umschaltet (was bedeutet, daß das Signal FSF1C40 ein Binärsignal 0 ist).

Aus Figuren 6a und"6b ergibt sich, daß die Flipflops 501-30, 501-70 und 501-85 in die Binärzustände 1 auf die Aufnahme des frühen Warnsignals FCEWS50 von der Zentraleinheit her umgeschaltet werden. Das Flipflop 501-30 wird vom Binärzustand 0 in den Binärzustand 1 über die Verknüpfungsglieder 501-35 und 501-36 umgeschaltet. Normalerweise befindet sich das Flipflop 501-90 gemäß Fig. 6b im Binärzustand Dies bewirkt, daß das Signal FIDIM31 ein Binärsignal 1 ist. Das Flipflop 501-30 schaltet wieder in den Binärzustand einen Taktimpuls später um, und zwar auf das Auftreten eines

409829/0849

PDA-3ignals hin. Gleichzeitig wird das Flipflop 501-40 über die Verknüpfungsglieder 501-38, 501-42 und 501-41 in seinen Binärzustand 1 umgeschaltet. Die durch die Binärzustände 1 dieser beiden Flipflops festgelegten Hauptzyklen ermöglichen der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, in ihren Anfangszustand zurückzukehren, wenn sie in einem Prüfbetrieb arbeitet. Da Einzelheiten bezüglich des Prüfbetriebs der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit nicht im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, werden sie hier nicht weiter ins einzelne gehend beschrieben werden.

Flipflpps
Auf die Umschaltung des75ö!-4Ö in den Binärzustand 1 hin arbeitet das UND-Glied 501-12 gemäß Fig. 6a in der Weise, daß es das Flipflop 501-10 in den Binärzustand 1 umschaltet. Dies führt die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in einen Anfangszustand über. Das Signal FGEDP10 ist ein Binärsignal 1, da das Flipflop 501-85 gemäß Fig. 6b sich im Binärzustand 1 befindet. Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Zentraleinheit das Frühwarn-Flipflop 302-52 um, welches in diesem Zustand gehalten bleibt. Dies wiederum veranlaßt die Zentraleinheit, das Signal FCEWF30 an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit zu übertragen; das betreffende Signal wird seinerseits über das UND-Glied 501-73 an das Frühwarn-Flipflop 501-70 abgegeben, welches in dem Binärzustand 1 gehalten wird. Wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in ihren Anfangszustand zurückgekehrt ist, was einem F1-Operationszyklus entspricht, veranlaßt sie die Rückstellung des Flipflops 501-90 in den Binärzustand 0, und zwar zusammen mit dem Flipflop 501-95. Das Binärsignal 1 des Flipflops 501-95 wird zu der Zentraleinheit hin geleitet; es signalisiert der Zentraleinheit, daß sich die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in einem Zustand befindet, um den nächsten Befehl zu

409829/0849

-5B-

verarbeiten (d.h. nicht belegt ist).

Aus Fig. 4a ist ersichtlich, daß dann, wenn die Zentraleinheit sich in einem A-Operationszyklus befindet (d.h.,dass das Signal JFACY1O ein Binärsignal 1 ist), das I-Register einen gültigen oder rechtmäßigen Operationscode enthält(das bedeutet, daß das Signal IOCVS66 ein Binärsignal 1 ist). Das UND-Glied 302-6 schaltet das Signal JDACY1O in ein Binärsignal 1 um. Wenn außerdem das Operationscodezeichen angibt, daß der Befehl nicht ein FMA-Format hat„und wenn die Zentraleinheit nicht in einem Vier-Zeichen-Betrieb arbeitet (d.h., daß das Signal JFMA420 ein Binärsignal 1 ist), besitzt das Operationscodezeichen einen Wert zwischen O und 7 (d.h., daß das Signal IIUEO1O ein Binärsignal 1 ist); die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ist nicht belegt (d.h., daß das Signal FUBSYOO ein Binärsignal 1 ist), und das Signal JDACY10 ist ein Binärsignal 1. Das UND-Glied 302-7 schaltet das Flipflop 302-18 über das UND-Glied 302-9 in den Binärzustand 1 um, und zwar auf das Zeitsteuersignal CT210 hin. Dies veranlaßt die Zentraleinheit, das Signal FSIVS30 an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit zu übertragen. Aus Fig. 4c ergibt sich, daß die Signale JDACY52 und IISU012 außerdem die Um- · schaltung der Flipflops 302-84 und 302-92 in ihre Binärzustände 1 bewirken. Die Signale FB4F110 und FBFWR1O veranlassen die Multiplexschaltung 306 gemäß Fig. 1, das Operationscodezeichen und die Zeichen V1 und V2, die in dem I-Register bzw. W-Register gespeichert sind, an die in Frage kommenden Sammelleitungen FNW01 bis FNW24 abzugeben. Dies heißt, daß der Operationscodeinhalt des Registers 302-1 an die Leitungen FNW24 bis FNW19 abgegeben wird, daß das in dem oberen Bereich des Registers 302-3 gespeicherte Zeichen V1 an die Leitungen FNW18 bis FNW13 abgegeben wird und daß das in dem unteren Bereich des Registers 302-3 gespeicherte V2-Zeichen an die Leitungen FWiHZ bis FNW7 abgegeben wird.

409829/0849

240136Λ

Aus Figuren 5 und 6a ergibt sich, daß das Signal FSIVS30 die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit veranlaßt, den

und

Operationscode / die V1- und V2-Zeichensignale auf den Eingangssammelleitungen FNWO1 bis FNW24 in das IV-Register 501-2, das FA-Register 502-2 und das El-Register 503-2 zu laden. Wie erwähnt, führt dies zum Laden der Bitstellen 7 und 8 in Übereinstimmung mit den beiden Bits niedriger Wertigkeit des Befehlsoperationscodes, der an die Leitungen FNW19 und FNW20 abgegeben ist. Das Bitmuster des V2-Zeichens wird in die Bitstellen 1 bis 6 des IV-Registers der wissenschaftlichen ■Verarbeitungseinheit geladen. Darüber hinaus wird das Bitmuster des V1-Steuerzeichens, das an die Leitungen FNW18 bis FNW13 abgegeben worden ist, in dem FA-Register gespeichert, Wie erwähnt, bezeichnet das V1-Zeichen die beiden Akkumulatorspeicherplätze in dem Steuerspeicher 502-6, die während der Ausführung eines Befehls mit einem FAA-Format zu manipulieren sind.

Wie aus dem Flußdiagramm gemäß Fig. 10 hervorgeht, kehrt die Zentraleinheit sofort in einen V3-0perationszyklus zurück, in welchem sie in der Weise arbeitet, daß der nächste Befehl herausgeholt bzw. extrahiert wird. Dies geschieht auch unmittelbar dann, wenn die Zentraleinheit einen wissenschaftlichen Befehl mit einem BMS-Format verarbeitet hat, wie dies durch Fig. 10 veranschaulicht ist. Aus Fig. 4d ergibt sich, daß dann, wenn die Zentraleinheit feststellt, daß das Operationscodezeichen entweder einen BMS- oder FAA-Formatbefehl angibt, das UND-Glied 302-100 das Signal ISAA014 in ein Binärsignal 1 überführt. Da die Zentraleinheit in·einem A-Operationszyklus arbeitet (was bedeutet, daß das Signal JDACY10 ein Binärsignal 1 ist), ist der Operationscode gültig (d.h., daß das Signal I0CVS66 ein Binärsignal 1 ist); er wird nicht veranlaßt, in irgendeinen der Zyklen umzuschalten, die

409829/0849

240136A

in Fig. 10 angegeben sind (d.h., daß das Signal JFV3C1R ein Binärsignal 1 ist). Das UND-Glied 302-104 schaltet das V3-Zyklus-Flipflop 302-115 über die Verknüpfungsglieder 302-106 und 302-110 in den Binärzustand 1 um. Das Flipflop 302-115 verbleibt solange im Binärzustand 1, bis das Signal RACPA30 in ein Binärsignal 1 übergeführt wird.

Wenn der wissenschaftliche Befehl, der von der Zentraleinheit verarbeitet wird, das FMA-Format hat und eine Speicher-Register-Übertragungsoperation bezeichnet, oder wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit signalisiert, daß sie belegt ist, arbeitet die Zentraleinheit in der Weise, daß sie in einen S1-Operationszyklus eintritt, bis die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nicht mehr belegt ist oder bis die Zentraleinheit die A-Operandenzeichen zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit übertragen hat. Dies kann aus Fig. 10 ersehen werden. Wenn die Zentraleinheit in dem Vier-Zeichen-Betrieb arbeitet und einen wissenschaftlichen Befehl mit einem FMA-Format verarbeitet, arbeitet die betreffende Zentraleinheit in der Weise, daß sie das Operationscodezeichen während des V3-Zyklus speichert und die vier A-Operanden-Adressenzeichen während des A-Operationszyklus abholt bzw. abruft. Die Zentraleinheit tritt dann in einen B-Zyklus ein, in welchem sie den A-Adressenzähler-Speicherplatz des Steuerspeichers 304-1 über die Rechen- und Verknüpfungseinheit 305 mit der Α-Adresse lädt. Die in das Register 301 während des B-Zyklus ausgelesenen V1- und V2-Zeichen werden zusammen mit dem Operationscodezeichen an die Sammelleitungen FNW01 bis FNW24 abgegeben. Aus Fig. 4a ergibt sich dabei insbesondere, daß das UND-Glied 302-10 in der Weise arbeitet, daß es das Signal FSIVS1B während eines B-Zyklus in ein Binärsignal 1 überführt (dies bedeutet, daß das Signal JFBCY10 ein Binärsignal 1 ist), und zwar im

Λ09829/0849

Vier-Zeichen-Betrieb, wenn der Operationscode anzeigt, daß der Befehl ein FMA-Format hat (d.h. , daß das Signal JFMA410 ein Binärsignal 1 ist) und wenn die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nicht belegt ist (d.h., daß das Signal FUBSYOO ein Binärsignal 1 ist). Das Signal FSIVS1B schaltet seinerseits das Flipflop 302-18 in den Binärzustand um, wodurch das Signal FSIVS3O zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit hin geleitet wird. Gleichzeitig bewirken die Signale M4CM052, 1FMA012 und JFBCY52, daß das Flipflop 302-80 in den Binärzustand 1 umgeschaltet wird. Außerdem veranlassen die Signale IIUE012 und JFBCY52 die Umschaltung des Flipflops 302-84 in den Binärzustand 1; Die Übertragungssignale FBFNU10 und FB4FI10 veranlassen die Multiplexschaltung 306, den Operationscode sowie die V1- und V2-Zeichen an die in Frage kommenden Leitungen FNW01 bis FNW24 abzugeben. Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit lädt in der zuvor beschriebenen Weise ihre Register auf das Signal FSIVS30 hin. Das Signal FSIVS10 veranlaßt die Umschaltung des Flipflops 302-20 in den Binärzustand 1.

Aus Fig. 10 geht hervor, daß die Zentraleinheit in einen " S1-Operationszyklus eintritt, in welchem sie den A-0peranden aus dem Speichersystem 100 abruft, und zwar unter Heranziehung der Α-Adresse, die in dem A-Zählerplatz des Steuerspeichers 304-1 gespeichert ist. Der Α-Operand wird in das Register 301 eingelesen und dann an die Leitungen FNW01 bis FNW24 der Sammelschiene der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit abgegeben. Aus Fig. 4b ergibt sich hierbei insbesondere, daß die Signale FPIVS10, JS1CV52 und FTRSC10 die Umschaltung des Flipflops 302-65 in den Binärzustand 1 bewirken. Das Signal FTRSC10 wird in ein Binärsignal 1 übergeführt, wenn das Operationscodezeichen anzeigt, daß der Befehl ein FMA-Format hat (dies heißt, daß das Signal IFM012 ein

29/0849

Binärsignal 1 ist), und wenn das Register 302-3 einen Änderungezeichencode speichert, der eine Speicher-Register-Übertragung bezeichnet (dies heißt, daß das Signal FTSC1A ein Binärsignal 1 ist). Darüber hinaus bewirkt das Signal FCPDV1A die Umschaltung des Flipflops 302-76 in den Binärzustand 1. Die von den Flipflops 302-76 und 302-65 erzeugten Signale FBFNM1O und FCPDV10 veranlassen die Multiplexschaltung 306, den Α-Operand an die Sammelschiene der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit abzugeben.

Aus Fig. 6 geht hervor, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit nach Rückkehr in den F1-Zyklus und Beendigung der Ausführung der F2- und F4-Zyklen in der Weise arbeitet, daß sie den FI-IA-Befehl wie folgt verarbeitet. Zuvor, als die Zentraleinheit das Signal FSIVS30 übertrug, wurde die wissenschaftliche Verarbeitungseinbeit in der Weise betrieben, daß die Operationscodebits gespeichert wurden, die an die Leitungen FNW19 und FNW20 abgegeben wurden, und das V2-Zeichen, das an die Sammelleitungen 12 bis 7 abgegeben wurde. Außerdem wird das V1-Zeichen, welches den Akkumulatoradressenspeicherplatz des Ergebnisses (Y-Akkumulatoradresse) bezeichnet, und der andere Operand in das FA-Register 502-2 von den Leitungen 8 bis 13 her geladen. Da der X-Akkumulatorspeicherplatz zuerst einen Zugriff erhält, wird die in dem Register FA gespeicherte X-Akkumulatoradresse auch direkt in das Register FR geladen. Dies ermöglicht der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit einen Zugriff zu dem Steuerspeicher während des nächsten Zyklus (das ist der F2-Zyklus).

Während des nächsten Zyklus werden der Exponent der Gleitkommazahl (Xe) und die unteren zwölf Bits des Mantissenteiles der Gleitkommazahl (Xe) aus dem Steuerspeicher zu den oberen 24 Bits des Y-Registers 501-1 hin übertragen. Der Exponent (Xe)

409829/0849

24Ü1364

wird außerdem in dem E1-Register 503-2 gespeichert. Während des nächsten Zyklus (F3-Zyklus) wird der Exponentteil (Ae) des Α-Operanden aus dem Speichersystem 100 abgerufen, und die unteren zwölf Bits des Mantissenteiles (A1) des aus dem Hauptspeichersystem 100 abgerufenen Gleitkommaoperanden werden von den Eingangssammelleitungen in die oberen 24 Bitstellen des Y-Registers 504-1 geladen. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, geschieht dies, wenn die Zentraleinheit das Signal FCPDV30 in ein Binärsignal 1 überführt. Gleichzeitig bewirkt das Signal FE1BU10, daß der Exponentteil (Ae) von den Eingangssammelleitungen her in das E1-Register 503-2 geladen wird.

Während des nächsten, von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführten Zyklus arbeitet die betreffende Verarbeitungseinheit in der Weise, daß die unteren zwölf Bits des Mantissenteiles (Ae) von den oberen zwölf Bitstellen des Y-Registers in die unteren zwölf Bitstellen speichert. Außerdem wird der Exponentteil (Ae) über den Weg 503-14 in das ES-Register gespeichert, und das E2-Register wird durch das Signal FE2CL10 auf Null gestellt bzw. gelöscht. Während des nächsten Zyklus werden die oberen 24 Bits des Mantissenteiles (Au und Am) von der Eingangssammelschiene her in die oberen 24 Bitstellen des Y-Registers 504-1 geladen. Während eines nachfolgenden Zyklus wird der Mantissenteil (Au, Am und A1) über den Hauptaddierer 504-4 von dem Y-Register 504-1 her in das B-Register 504-2 geladen. Außerdem wird die in dem FA-Register 502-2 gespeicherte Y-Adresse in das FR-Register 502-4 geladen.

Während der folgenden Zyklen wird der obere Teil der Mantisse (Au, Am) in den bezeichneten Y-Akkumulator-Speicherplatz in

409829/0849

dem Steuerspeicher 502-6 eingeschrieben. Außerdem wird der Exponentteil (Ae) von dem ES-Register 503-6 an die Bitstellen 13 bis 24 des B-Registers 504-2 abgegeben, und der untere, in den unteren zwölf Bitstellen des B-Registers gespeicherte Mantissenteil wird zu den oberen zwölf Bitstellen hin übertragen. Danach erfolgt ein Zugriff zu den unteren 24 Bitstellen des Y-Akkumulator-Speicherplatzes des Steuerspeichers 502-6, und der Sxponentteil (Ae) und die unteren 24 Bits des Mantissenteiles (A1) werden in die unteren 24 Bitstellen des Y-Akkumulators in dem Steuerspeicher 502-6 eingeschrieben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ähnliche Arten von Übertragungen ausführt, wenn sie einen wissenschaftlichen Befehl mit einem FAA-Format verarbeitet. Der Unterschied besteht selbstverständlich darin, daß auf den Exponent, der in dem durch die X-Adresse bezeichneten Akkumulator-Speicherplatz gespeichert ist, zusammen mit dem Mantissenteil Bezug genommen wird, der dort gespeichert ist, und daß eine Übertragung zu dem Akkumulator-Speicherplatz erfolgt, der durch die in dem FA-Register gespeicherte Y-Adresse bezeichnet ist. Somit erfolgen keine Informationsübertragungen von der Sammelschiene zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, wie dies von einem wissenschaftlichen Befehl gefordert wird, der eine Speicher-Register-Operation mit dem FMA-Format bezeichnet.

Aus Fig. 10 dürfte ersichtlich sein, daß die Zentraleinheit sofort in einen V3-0perationszyklus zurückkehrt, sobald die Exponent- und Mantissenteile des aus dem Speichersystem 100 abgerufenen Operanden von der Sammelschiene in das Y-Register 504-1 übertragen worden sind. Aus Fig. 4d dürfte ersichtlich sein, daß das Flipflop 302-115 über die Verknüpfungsglie-

409829/0849

der 302-116, 302-108, 302-106 und 302-110 in den Binärzustand 1 umgeschaltet wird. Wie durch Fig. 8b veranschaulicht ist, ist eine gewisse Zeitspanne vorhanden, während der die Zentraleinheit 300 den Operanden abrufen muß, bevor sie mit der Extraktion eines nächsten Befehls beginnt. Aus Fig. 8a dürfte jedoch hervorgehen, daß im wesentlichen keine Verzögerung im Falle eines FAA-Format- · Befehls vorhanden ist. Damit ist die Zentraleinheit im wesentlichen imstande, vom V3-Zyklus zu dem Α-Zyklus und zu dem V3-Zyklus überzugehen, wie dies durch Fig.- 10 veranschaulicht ist.

Aus Vorstehendem geht hervor, daß die Zentraleinheit 300 schnell wissenschaftliche Befehle verschiedener Typen unter minimalem zeitlichen Aufwand ausführen kann, und zwar durch Einbeziehung von Einrichtungen zur Identifizierung des zu verarbeitenden Befehls als innerhalb einer bestimmten Klasse liegenden. Befehlsund zur Zurückführung der Zentraleinheit zu der Stelle, an der sie mit der Extraktion eines nächsten Befehls beginnen kann, unmittelbar nachdem sie die Information herausgeführt hat, die erforderlich ist für die Bereitstellung einer Information, die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit ausgeführt wird.

Im folgenden wird auf Fig. 7 Bezug genommen, aus der hervorgeht, daß der nächste, in diesem Beispiel aus dem Speichersystem 100 extrahierte Befehl ein nicht-wissenschaftlicher Befehl ist, der überdies ein Nicht-Eingabe/Ausgabe-Befehl ist. Durch Ausführen der Reihe von in Fig. 9 dargestellten Zyklen vermag die Zentraleinheit den Befehl in herkömmlicher Weise abzurufen, um die benötigte Adressierung bei Bedarf auszuführen und das System für seine Ausführung bereitzumachen.

409829/0849

Da dieser Befehl von der Zentraleinheit auszuführen ist, ermöglicht dies die Überlappung der in Fig. 7 angegebenen drei Operationen in der dargestellten Weise.

Nunmehr werden die von der Zentraleinheit ausgeführten Operationen unter Bezugnahme auf Fig. 9 näher erläutert werden. Es sei erneut angenommen, daß die Zentraleinheit noch in einem Vier-Zeichen-Betrieb arbeitet. Während eines V3-Zyklus arbeitet die Zentraleinheit in der Weise, daß sie vier aufeinanderfolgende Zeichen, die aus dem Speichersystem ausgelesen worden sind, zu dem N-Register hin überträgt, den Inhalt des FolgeZählerplatzes des SteuerSpeichers 304-1 erhöht und den betreffenden Inhalt in einem Arbeitsspeicherplatz abspeichert. Wie durch Fig. 9 ferner veranschaulicht ist, speichert die Zentraleinheit das Operationscodezeichen in dem Bereich N4 des Registers 301 in ,a_as I-Register 302-1.

Ferner lädt die Zentraleinheit das W-Register 302-3 mit den V1- und V2-Zeichen, die in den Bereichen N3 und N2 des Registers 301 gespeichert sind. Die Zentraleinheit tritt dann in einen A-Operationszyklus ein, in welchem sie in der Weise arbeitet, daß die nächsten vier Zeichen der A-0perandenadresse zu der Rechen- und Verknüpfungseinheit 305 hin übertragen werden. Dieser Zyklus wird von einem B-Zyklus gefolgt, in welchem der A-Zählerspeicherplatz des Steuerspeichers 304-1 mit der Α-Operandenadresse von der Rechen- und Verknüpfungseinheit 305 her geladen wird und in welchem die in dem Register 301 gespeicherte B-Aüresse zu der Rechen- und Verknüpfungseinheit 305 hin übertragen wird.

Während eines V1-Operationszyklus lädt die Zentraleinheit die vier Zeichen der B-Adresse in den B-Adressenspeicherplatz

409829/0849

des Steuerspeichers und tritt in einen "V2-0perationszyklus ein. In diesem Zyklus arbeitet die Zentraleinheit in der Weise, daß sie den Inhalt des Folgezählerspeicherplatzes des Steuerspeichers 304-1 zum Zwecke des Auslesens nachfolgender Änderungszeichen des Befehls erhöht, bis das Operationscodezeichen des nächsten Befehls zu dem N-Register 301 hin ausgelesen ist. Wenn die Zentraleinheit die "Wortmarke" des Operationscodezeichens ermittelt, schaltet sie in einen ersten Zyklus einer Reihe von Ausführungszyklen um, die für die Ausführung des Befehls erforderlich sind. Im Hinblick auf zusätzliche Beispiele zur Veranschaulichung der Art und Weise, in der die Zentraleinheit die normalen Befehle ausführt, sei auf die US-PS 3 344 404 Bezug genommen.

Im obigen Beispiel ist die Art und Weise veranschaulicht, in der ein Datenverarbeitungssystem gemäß der Erfindung imstande ist, die Überlappung einer Befehlsausführung durch Untersysteme zu maximieren, die in dem Datenverarbeitungssystem enthalten sind. Darüber hinaus veranschaulicht das obige Beispiel die Art und Weise, in der die Verarbeitung eines wissenschaftlichen Befehls durch eine mit der Zentraleinheit verbundene Unter-Einheit bei minimaler Abänderung des vorhandenen System erzielt wird.

Anzeigebefehlsausführung

Einige Systeme vermitteln einer Bedienperson die Fähigkeit, einen Zugriff zu irgendeinem Speicherplatz aus einer Anzahl von Gleitkomma-Speicherplätzen auszuführen; dies dient dazu, die Bedienperson bei der Ausführung bestimmter Prüfoperationen zu unterstützen. In dem System gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die Zentraleinheit und die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit jeweils eine Einrichtung, die eine

409829/0849

ähnliche Anzeigehilfseinrichtung bereitstellt, ohne daß es erforderlich ist, daß die Zentraleinheit die Speicherung für die Gleitkommazahlen.bewirkt.

Wenn eine Bedienperson den Inhalt eines genau angegebenen Gleitkomma-Speicherplatzes anzeigt, überführt die Bedienperson im allgemeinen die Zentraleinheit in einen Stopbetrieb, und zwar durch Drücken einer Stoptaste, die in dem Systemsteuerfeld 400 enthalten ist. Dies veranlaßt die Zentraleinheits-Steuerschaltungen 302-5, das Stopsignal FCSTP30 in ein Binärsignal 1 zu überführen und dieses Signal an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit abzugeben. Darüber hinaus wählt die Bedienperson über das Steuerfeld 400 die Adresse des anzuzeigenden Speicherplatzes aus. Diese Adresse wird in Form der Signale PTR011C bis PTRO6IC an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit übertragen. Wie aus Fig. 6b hervorgeht, bewirkt das Stopsignal FCSTP30 zusammen mit den decodierten Adressensignalen die Umschaltung des Flipflops 501-70 in den Binärzustand 1. Dieses Flipflop veranlaßt durch die Erzeugung des Signals FGEWS10 die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit, den Fehlerdiagnosebetrieb zu beenden und in der zuvor beschriebenen Weise in einen F1-Zyklus zurückzukehren. Danach führt die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit 500 auf das Auftreten eines Anzeigesignals PFDPX30 von der Zentraleinheit her eine Folge von in Fig. 12 dargestellten Zyklen aus. Dies führt zu einer Übertragung des Inhalts des genau bezeichneten Akkumulatorspeicherplatzes zu dem S-Register der Zentraleinheit, und zwar über die Ausgangssammelleitungen FPY015 bis FPY36. Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit verarbeitet im wesentlichen den Anzeigebefehl als einen Pseudobefehl, wobei sie das "Ergebnis" zu der Zentraleinheit zurücüeitet. Das "Ergebnis" wird in dem S-Register 110 für eine anschließende Anzeige durch Steueranzeige-Anzeigeschaltungen gespeichert.

409829/0849

24

dl 36A

Nunmehr sei die Arbeitsweise der v/issenschaftliehen Verarbeitungseinheit näher betrachtet. Aus Fig. 5 ergibt sich, daß die Signale PPR011C bis PPR06IC an die Steuerverknüpfungsschaltungen des Blockes 501-5 abgegeben werden. Diese Schaltungen, die in Fig. 6d gezeigt sind, decodieren die Adressensignale und geben Steuersignale an das R-Register 502-4 des Steuerspeichers 502-6 ab. Wenn den Oktaladressen von 41 bis 57 entsprechende Signale an die Decodierschaltung 501-77 abgegeben werden, erzeugt diese insbesondere die Decodiersigna-Ie 1, 2 oder 3. Diese decodierten Signale geben an, zu welchem "Akkumulatorspeieher"-Platζ in dem Steuerspeicher 502-6 ein Zugriff erfolgen soll und welcher Teil des 48-Bit-Gleitkommawortes an die Ausgangssammelschiene für eine Anzeige in dem Steuerfeld abzugeben ist. Diese decodierten Signale veranlassen daher das FR-Register und die übrigen Schaltungen in der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, eine Folge von Zyklen in einer in Frage kommenden Häufigkeit auszuführen zum Zwecke des Auslesens des gewünschten Teiles des Gleitkommawortes.

Der erste Zyklus, den die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit ausführt, ist der F1-Zyklus. In diesen Zyklus wird eingetreten, nachdem die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit einen F4-0perationszyklus abgeschlossen hat, der auf eine Beendigung des PrüfOperationsbetriebs durch die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit folgt. Das UND-Glied 501-12 schaltet insbesondere das Flipflop 501-2 gemäß Fig.6a in dessen Binärzustand 1 um. Dies bewirkt, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in den F1-Zyklus eintritt. Während dieses Zyklus erzeugt die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit das Unterbefehlssignal FIADP10, welches in die Bitstellen 2 bis 4 des FR-Registers 502-4 die Adresse des Akkumulatorspeicherplatzes lädt, der durch die decodierten Signale von den Steuerfeldschaltern her angegeben ist. Außer-

409829/0849

dem sperrt das Signal FSDPX60 die Erzeugung des Signals FIVBÜ1O. Dies hindert das IV-Register 501-2 daran, von den Sammelleitungen her geladen zu werden.

Am Ende des F1-Zyklus wird die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit über die Verknüpfungsglieder 501-32 und 501-33 in einen F2-0perationszyklus umgeschaltet. Während dieses Zyklus erzeugt die betreffende Verarbeitungseinheit das Unterbefehlssignal FBRLR10, welches den in dem L-Register 504-3 gespeicherten Ergebniswert niedriger Wertigkeit in das B-Register 504-2 überträgt und die Bitstelle 1 des FR-Registers 502-4 zum Zwecke der Adressierung der oberen 24 Bitstellen des bezeichneten Akkumulatorspeicherplatzes setzt. Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit arbeitet ferner in der Weise, daß sie die Unterbefehlssignale FE1KM10 und FYRKM10 erzeugt, die bewirken, daß der Exponent (Ae) und der mittlere Teil (Am) der in dem Akkumulatorspeicherplatz gespeicherten Mantisse in das Y-Register 504-1 geladen wird und daß der Exponent (Ae) in das E1-Register 503-2 geladen wird.

Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit tritt dann in einen F4-0perationszyklus ein, in welchem sie das Signal FYLYU10 erzeugt, welches den unteren Teil (Ae) der Mantisse aus den oberen 12 Bitstellen des Y-Registers 504-1 zu den unteren 12 Bitstellen des Registers hin überträgt. Darüber hinaus erzeugt die betreffende Verarbeitungseinheit das Signal FYRKM10, welches den oberen und mittleren Bereich des Y-Registers 504-1 mit dem oberen und mittleren Teil (Au, Am) der Gleitkomma-Mantisse aus dem Steuerspeicherregister 502-8 lädt. Außerdem erzeugt die wissenschaftliche Verarbeitungs- ' einheit während dieses Zyklus das Unterbefehlssignal EBRMA10, welches den Exponenten und den niederwertigen Teil (Ae, A1) der

409829/0849

in dem Y-Register gespeicherten Mantisse über den Hauptaddierer 504-4 in das B-Register lädt.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, schließt dies den F4-Zyklus at», und die "wissenschaftliche Verarbeitungseinheit wird dann über das UND-Glied 501-46 gemäß Fig. 6a in einen F5-Zyklus umgeschaltet. Während dieses Zyklus erzeugt die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit linterbefehlssignale, umfassend das Signal FBRMA1O, welche ein anzuzeigendes Zeichen aus dem Y-Register 504-1 über den Hauptaddierer 504-4 zu dem B-Register 504-2 übertragen. Danach schaltet die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in einen MUV-Operationszyklus um, in welchem sie die Signale FBRLR10 und FLRBR10 erzeugt, die die Zeichen in dem B-Register 504-1 zu dem L-Register 504-3 übertragen. Außerdem erfolgt die Übertragung des in dem L-Register 504-3 gespeicherten Ergebnisses niederer Wertigkeit in das B-Register 504-2.

Aus Fig. 6a geht hervor, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit sodann in einen Umsetz-Operationszykxus umschaltet, in welchem sie in der Weise arbeitet, daß sie das Signal FL6LS10 erzeugt. Dieses Signal bewirkt die Verschiebung des Inhalts des L-Registers 504-3 um 6, bis eine geeignete Ausrichtung für die Übertragung zu der Zentraleinheit erreicht ist. Die Häufigkeit, in der der Umsetz-Operationszyklus ausgeführt wird, wird durch die Ergebnisse der Decodieroperation bestimmt, die von der Decodierschaltung 500-77 ausgeführt wird. Dabei wird insbesondere der Inhalt des L-Registers 504-3 um sechs Bitstellen nach links verschoben, wenn die Steuerfeldschalter-Decodiersignale einer 2 oder 3 entsprechen. Dies zeigt an, daß die Zeichen für den Teil niederer Wertigkeit oder hoher Wertigkeit der Mantisse in dem L-Register 504-3 enthalten sind. Deshalb.ist eine weitere Ausrichtung erforderlich, und die wissenschaftliche

409829/0849

Verarbeitungseinheit tritt in einen zweiten Umsetzzyklus ein. Wenn die Decodiersignale einer 1 entsprechen, zeigt dies an, daß keine weitere Ausrichtung des Exponententeiles der Gleitkommazahl erforderlich ist, und die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit tritt in einen R4M-Zyklus ein.

Während des R4M-Zyklus erzeugt die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit die Unterbefehlssignale FBRLR1O und FLRBR1O. Das erste Signal bewirkt, daß der niederwertige Teil und der mittlere Teil der Mantisse oder des Exponenten, die bzw. der in dem L-Register 504-3 gespeichert ist, in das B-Register 504-2 geladen wird. Gleichzeitig bewirkt das zweite Signal, daß das in dem B-Register 504-2 gespeicherte Ergebnis niederer Wertigkeit in das L-Register 504-3 geladen wird. Am Ende des RM4-Zyklus tritt die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit in einen RM5-Zyklus ein, in welchem sie den B-Registerinhalt an die Ausgangssammelschiene abgibt und ein die Gültigkeit der Daten der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit anzeigendes Signal (das ist das Signal FS0DV10) für die Zentraleinheit erzeugt.

Die Zentraleinheit reagiert auf das Signal FS0W10 in der Weise, daß sie die Signale auf der Sammelschiene in das N-Register 301 und sodann zu dem S-Register 10 überträgt, und zwar für eine Anzeige durch die Steueranzeigetisch-Anzeigeschaltungen. Wenn die Zentraleinheit diese Operations beendet, erzeugt sie ein Datenaufnahmesignal (FCPDT30),· welches die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit veranlaßt, in den F1-0perationszyklus zurückzukehren. Dies beendet die gemeinsame Ausführung des Anzeigebefehls durch die Zentraleinheit und durch die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit.

409829/0849

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die obige Anordnung . mit wenigen zusätzlichen Verknüpfungsschaltungen einer Bedienperson ermöglicht, einen Teil einer in dem Steuerspeicher der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit gespeicherten Gleitkommazahl oder die gesamte Gleitkommazahl anzuzeigen. Durch solche Auslegung der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit, daß das Anzeigebefehlssignal als Pseudobefehl behandelt wird, sind minimale zusätzliche Verknüpfungsschaltungen erforderlich, um den Anzeige-Hilfsdienst zu liefern. Ss sei ferner darauf hingewiesen, daß ein Minimum an zusätzlichen Verknüpfungsschaltungen in der Zentraleinheit erforderlich ist, da nämlich die Zentraleinheit lediglich die Anzeigeanforderung, die von der Bedienperson angezeigt wird, zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit für eine Ausführung hinzuleiten und die Ergebnisse zu dem Register 110 für die Anzeige zurückzuführen braucht.

Abschließend sei bemerkt, daß durch die Erfindung ein Datenverarbeitungssystem mit einem Hauptspeicher, einer Zentraleinheit , einer Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit und einer wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit geschaffen worden ist. Die Zentraleinheit arbeitet dabei in der Weise, daß sie die Befehle eines in dem Hauptspeicher gespeicherten Programms abruft und dann bestimmt, ob die Ausführung des Befehls durch die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinheit oder durch die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit mit dem Abruf eines nächsten Befehls des Programms durch die Zentraleinheit überlappt werden kann. Die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit enthält einen Speicher, der der Einheit ermöglicht, bestimmte Typen von Befehlen auszuführen, die sie von der Zentraleinheit her empfängt, und zwar unabhängig von der Zentraleinheit. Wenn die Zentraleinheit bestimmt, daß sie einen dieser Befehlstypen abruft, dann beginnt

409829/0849

sie unmittelbar mit dem Abruf eines nächsten Befehls, nachdem sie an die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit die Information abgegeben hat, die die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit für die Ausführung des Befehls benötigt. Das System enthält ferner eine Anordnung, die einer Bedienperson den Zugriff zu dem Speicher der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit für Prüfzwecke ermöglicht.

409829/0849

Claims

2Λ0138Λ

Patentansprüche

/T* Datenve'rarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine adressierbare Hauptspeichereinrichtung (100) vorgesehen ist, welche Programmbefehle und Datenspeichert, die sich auf zumindest ein Programm beziehen, daß mit der Speichereinrichtung (100) und einer Vielzahl von peripheren Einrichtungen eine Eingabe/Ausgabe-Datenverarbeitungseinrichtung (200) verbunden ist, die in der Weise betrieben ist, daß sie Datenübertragungsoperationen ausführt, die durch Datenübertragungsbefehle bezeichnet sind, welche in dem Programm für die Ausführung von Datenübertragungen bei einer bestimmten Frequenz zwischen der Speichereinrichtung (100) und irgendeiner der Vielzahl von peripheren Einrichtungen enthalten sind, welche in Übereinstimmung mit den Datenübertragungsbefehlen bezeichnet sind, daß mit der Speichereinrichtung (100) und der Eingabe/Ausgabe-Datenverarbeitungseinrichtung (200) eine zentrale Verarbeitungseinrichtung (300) verbunden ist, die jeden der Programmbefehle verarbeitet und die eine mit der Speichereinrichtung (100) verbundene Speicheranordnung für die Aufnahme eines Befehlsteiles des jeweils aus der Speichereinrichtung gelesenen Programmbefehls, eine mit der Speicheranordnung verbundene Decodierschaltungseinriclitung, die Steuersignale erzeugt, welche den durch den Befehl bezeichneten Operationstyp angeben, und eine Steuereinrichtung enthält, welche Signale von der Decodierschaltungseinrichtung und der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung aufnimmt und durch die Steuersignale veranlaßt wird, die zentrale Verarbeitungseinrichtung (300) bei der Verarbeitung des Befehls zu leiten, daß mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) eine wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung (500) verbunden ist, die Gleitkommaoperationen auszuführen vermag, welche durch

Λ09829/0849

Programmbefehle bezeichnet sind, und daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinheit (500) eine Steuerspeichereinrichtung zur Speicherung von Daten, die für die Ausführung der Gleitkommaoperationen erforderlich sind, und eine Zyklussteuereinrichtung enthält, welche auf die Steuersignale hin die zentrale Verarbeitungseinrichtung (300) veranlaßt, die Verarbeitung des nächsten Programmbefehls innerhalb einer bestimmten Minimalzeitspanne zu beginnen, derart, daß die Verarbeitung des nächsten Programmbefehls mit der Ausführung der Operationen überlappt erfolgt, die durch d.en vorhergehenden Befehl bezeichnet sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung eine Vielzahl von Sektor-Übertragungswegen enthält, die gemeinsam mit unterschiedlichen peripheren Einrichtungen der Vielzahl von peripheren Einrichtungen verbunden sind, daß die mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) verbundene Speicheranordnung zur Aufnahme einer Steuerinformation von der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) während der Ausführung eines Datenübertragungsbefehls dient, wobei die Steuerinformation digitale Signale umfaßt, welche, eine Anzahl von Hilfsquellen angeben, die für die betreffende Übertragung erforderlich sind und die einen Sektorweg, eine Übertragungsfrequenz und eine der unterschiedlichen peripheren Einrichtungen der Vielzahl von durch den Befehl bezeichneten peripheren Einrichtungen umfassen, daß die Steuereinrichtung mit der Speicheranordnung und jedem der Sektorwege verbunden ist und auf die Feststellung der Verfügbarkeit sämtlicher Hilfsquellen hin ein Steuersignal erzeugt, und daß die Einrichtung der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) durch das Steuersignal veranlaßt

409829/0849

wird, die Verarbeitung des nächsten Befehls zu beginnen.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptspeichereinrichtung für die Speicherung von Programmbefehlen und von Daten, die sich auf zumindest ein Programm beziehen, adressierbar ist, daß die mit der Speichereinrichtung verbundene zentrale Verarbeitungseinrichtung (300) jeden der Programmbefehle verarbeitet, daß die mit der Speichereinrichtung verbundene Speicheranordnung der zentralen Verarbeitungseinrichtung bestimmte Teile jedes von der Speichereinrichtung abgerufenen Programmbefehls aufnimmt, daß die Decodierschaltungseinrichtung der zentralen Verarbeitungseinrichtung Signale erzeugt, die jeden Programmbefehl eines bestimmten Typs als innerhalb einer Klasse einer Vielzahl von gesonderten Klasse liegend bezeichnen, daß die Steuereinrichtung der zentralen Verarbeitungseinrichtung die Signale von der DecodierSchaltungseinrichtung her aufnimmt, daß die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinrichtung (500) ausgeführten Gleitkommaoperationen durch jeden Programmbefehl eines bestimmten Befehlstyps bezeichnet sind, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung (500) eine mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) verbundene Registereinrichtung für die Speicherung einer SteuerinCormation, welche einen Operationstyp angibt, den die Verarbeitungseinrichtung auszuführen hat, und die mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung verbundene Steuerspeichereinrichtung enthält, welche die für die Ausführung der Grleitkommaoperationen erforderlichen Daten speichert, und daß die zentrale Verarbeitungssteuereinrichtung auf bestimmte Signale der genannten Signale hin mit der Verarbeitung eines nächsten Programmbefehls nach Beendigung

409829/0849

einer Informationsübertragung zu der Registereinrichtung hin beginnt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Teile jedes Programmbefehls eines bestimmten Befehlstyps so codiert sind, daß sie die Klassen in Bezug auf eine Vielzahl unterschiedlicher Übertragungsoperationstypen festlegen, die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit (500) auszuführen sind.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspeichereinrichtung eine Vielzahl von Registerspeicherplätzen für die Speicherung von Operandendatensignalen enthält und daß die unterschiedlichen Übertragungsoperationstypen Register-Register-Übertragungen mit Übertragungen zwischen bestimmten Speicherplätzen, Speicher-Register-Übertragungen mit Übertragungen von Operandendatensignalen von der Hauptspeiehereinrichtung zu einem der Speicherplätze hin und Register-Speicher-Übertragungen mit Übertragungen von Operandendatensignalen aus einem der Speicherplätze zu der Hauptspeichereinrichtung hin umfassen.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die zentrale Verarbeitungssteuereinrichtung eine Steuerspeichereinrichtung enthält, welche auf einen ersten Satz von Signalen hin, die die Register-Register-Übertragungen bezeichnen, die Steuereinrichtung veranlaßt, einen nächsten Befehl auf die Beendigung einer Übertragung von digitalen Signalen, die kennzeichnend sind für bestimmte Teile des in der Speicheranordnung gespeicherten Programmbefehls, zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinrichtung (500) hin abzurufen.

409829/0849

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspeichereinrichtung auf einen zweiten Satz von Signalen hin, welche die Speicher-Register-Übertragungen bezeichnen, die Steuereinrichtung veranlaßt, den nächsten Befehl auf die Beendigung einer Übertragung von digitalen Signalen hin, die kennzeichnend sind für die bestimmten Teile des Programmbefehls in der Speichereinrichtung, und auf eine Übertragung von digitalen Signalen, die kennzeichnend sind für einen zu verarbeitenden Operanden, von der Speichereinrichtung her abzuholen.

8. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) ein Operationscoderegister sowie ein mit der Speichereinrichtung verbundenes erstes und zweites Register für die Speicherung von Signalen enthält, die einem Operationscodezeichen, einem ersten Steuerzeichen bzw. einem zweiten Steuerzeichen entsprechen, daß die Decodierschaltungseinrichtung eine erste Verknüpfungsschaltungseinrichtung, eine zweite Verknüpfungsschaltungseinrichtung und eine Übertragungseinrichtung enthält, daß die erste Verknüpf ungsschaltungseinrichtung so geschaltet ist, daß sie die Signale des Operationscodezeichens aufnimmt und in dem Fall, daß sie feststellt, daß die Operationscodesignale den bestimmten Programmbefehlstyp bezeichnen, der bearbeitet wird, ein erstes Steuersignal erzeugt ., welches der wissenschaftlichen Verarbeitungseinheit (500) anzeigt, daß sie eine durch ein zweites, in dem zweiten Register gespeichertes Zeichen bezeichnete Operation auszuführen hat, daß die zweite Verknüpfungsschaltungseinrichtung mit dem Operationscoderegister verbunden ist und auf das Auftreten eines bestimmten Satzes. der zweiten Steuerzeichensignale

409829/0849

hin ein zweites Steuersignal erzeugt, welches eine bestimmte Klasse der Befehlsklassen anzeigt, und daß die Übertragungseinrichtung mit der ersten Verknüpfungsschaltungseinrichtung und der zweiten Verknüpfungsschaltungseinrichtung verbunden ist und durch die ersten und zweiten Steuersignale veranlaßt wird, eine Folge von Übertragungssteuersigialen für die Abgabe von Signalen, die in dem Operationscoderegister sowie in dem ersten Register und dem zweiten Register gespeichert sind, für die Abgabe an die wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung (500) zu erzeugen.

Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptspeichereinrichtung für die Speicherung von Befehlen und von Daten, die sich auf zumindest ein Programm beziehen, adressierbar ist, daß mit der Speichereinrichtung eine erste Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, die für den Abruf der Befehle dient und die in der Weise arbeitet, daß sie diejenigen Befehle, die eine Operation bezeichnen, auf numerische Daten eines ersten Typs hin ausführt, daß mit der Speichereinrichtung eine Speicheranordnung für die Aufnahme eines Befehlsteiles des aus der Speichereinrichtung jeweils ausgelesenen Befehls verbunden ist, daß mit der Speicheranordnung eine Decodiereinrichtung verbunden ist, die eine Einrichtung aufweist, welche durch die Speicheranordnung veranlaßt wird, Steuersignale zu erzeugen, welche Operationen bezeichnende Befehle angeben, und zwar auf numerische Daten eines zweiten Typs hin, die in einer Klasse einer Vielzahl von Klassen enthalten sind, daß mit der Decodiereinrichtung eine Zyklussteuereinrichtung verbunden ist, die durch die Signale von der Decodierein-

409829/0849

richtung veranlaßt wird, Signale für die Einleitung des Abrufs eines nächsten Programmbefehls zu erzeugen, daß mit der ersten Verarbeitungseinrichtung eine zweite Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, die in der Weise arbeitet, daß sie die Befehle ausführt, die Operationen . bezeichnen, und zwar auf numerische Daten des zweiten Typs hin, daß die zweite Verarbeitungseinrichtung eine Steuerspeichereinrichtung enthält, welche Daten während der Ausführung des Befehls speichert, daß eine Register-' speichereinrichtung vorgesehen ist, die so geschaltet ist, daß sie Signale von der ersten Verarbeitungseinrichtung aufnimmt, welche Signale kennzeichnend sind für einen aus dem Speicher gelesenen Befehl, daß mit der Registerspeichereinrichtung eine Steuereinrichtung verbunden ist, die Signale für die Ausführung des Befehls erzeugt, und daß die Zyklussteuereinrichtung der ersten Verarbeitungseinrichtung durch die Signale, die bestimmte Klassen der genannten Klassen angeben, veranlaßt wird, mit der Extraktion eines nächsten Befehls des Programms innerhalb einer bestimmten Zeitspanne zu beginnen, derart, daß eine Überlappung in der Ausführung der Befehle, die Operationen auf numerische Daten des ersten Typs hin bezeichnen, mit der Ausführung der bestimmten Klassen durch die zweiten Verarbeitungseinrichtung ermöglicht ist.

10. System nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Decodiereinrichtung eine mit der Speicheranordnung verbundene Einrichtung enthält, die auf einen Befehlsteil jedes Befehls hin, der Operationen bezüglich des ersten Typs von numerischen Daten bezeichnet, Signale erzeugt, durch die die erste Verarbeitungseinrichtung veranlaßt wird, die genannten Operationen auszuführen, und daß die numerischen Daten des ersten Typs und die numerischen Daten des zweiten Typs als Festkommazahlen bzw. als Gleitkommazahlen codiert sind.

4098 29/0849

2407364

11. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Speichereinrichtung und einer Vielzahl von peripheren Einrichtungen eine dritte Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, die in der Weise betrieben ist, daß sie Datenübertragungsoperationen ausführt, die durch Datenübertragungsbefehle in dem Programm zur Ausführung von Datenübertragungen mit bestimmten Frequenzen zwischen der Speichereinrichtung und irgendeiner der Vielzahl von peripheren Einrjditungen bestimmt sind, welche in Übereinstimmung mit den Datenübertragungsbefehlen bezeichnet sind, und daß die erste Verarbeitungszyklussteuereinrichtung auf ein Signal von der dritten Verarbeitungseinrichtung hin die erste Verarbeitungseinrichtung in den Stand setzt, den Abruf des nächsten Befehls des Programms einzuleiten.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Verarbeitungseinrichtung eine Vielzahl von Sektor-Übertragungswegen enthält, die gemeinsam mit unterschiedlichen peripheren Einrichtungen der Vielzahl von peripheren Einrichtungen verbunden sind, daß mit der ersten Verarbeitungseinrichtung eine Speicheranordnung verbunden ist, die zur Aufnahme einer Steuerinformation von der ersten Verarbeitungseinrichtung während des Abrufs eines Datenübertragungsbefehls dient, daß die Steuerinformation digitale Signale enthält, die so codiert sind, daß sie eine Anzahl von Hilfsquellen, die für die Übertragung erforderlich sind und die einen Sektorweg mit einer Vielzahl von für eine bestimmte Übertragungsfrequenz erforderlichen Zeitfächern enthalten, und eine der verschiedenen peripheren Einrichtungen aus der Vielzahl von peripheren Einrichtungen angeben, und daß mit der Speicheranordnung und jedem der Sektorwege eine Steuereinrichtung verbunden ist, die auf die Feststellung der Verfügbarkeit sämtlicher Hilfsquellen hin das genannte Signal erzeugt.

409829/0849

13. System nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung eine Vielzahl von Registereinrichtungen enthält, deren Jede so geschaltet ist, daß sie einen anderen bestimmten Teil jedes Befehls von der Speichereinrichtung her aufnimmt, daß eine erste Sammelschiene mit der Vielzahl von Registereinrichtungen, mit der Steuerspeichereinrichtung und der Registerspeichereinrichtung verbunden ist, und daß die Decodiereinrichtung der ersten Verarbeitungseinrichtung eine Übertragungssteuereinrichtung enthält, welche durch die Signale veranlaßt wird, Signale für eine selektive Abgabe des Inhalts der Vielzahl von Registereinrichtungen in einer bestimmten Reihenfolge an die Sammelschiene zu erzeugen.

14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Registereinrichtungen ein Operationscode-

• register für die Speicherung des Operationscodezeichens eines Befehls, ein erstes Register für die Speicherung eines ersten Steuerzeichens des Befehls, und ein zweites Register für die Speicherung eines zweiten Steuerzeichens des Befehls enthält, daß die Steuerspeichereinrichtung eine Vielzahl von adressierbaren Speicherplätzen für die Speicherung von Operandendaten enthält, und daß die Übertragungssteuereinrichtung derart betrieben ist, daß sie Signale erzeugt für die Abgabe eines bestimmten Teiles des Operationscodezeichens an die Sammelschiene und des zweiten Zeicheninhalts des Operationscoderegisters bzw. des zweiten Registers an die Registerspeichereinrichtung zum Zwecke der Angabe des Formats des Befehls und der von der zweiten Verarbeitungseinrichtung auszuführenden Operation sowie zur Abgabe des ersten Zeicheninhalts des ersten Registers an die Steuerspeichereinrichtung zum Zwecke der Bezeichnung der Speicherplätze,

409829/0849

auf die während der Ausführung des Befehls Bezug zu nehmen ist.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung vorgesehen ist, die Signale erzeugt, welche eine Adresse darstellen, daß mit der Eingabeeinrichtung und mit der Steuereinrichtung eine zweite Sammelschiene verbunden ist, daß mit der ersten Verarbeitungseinrichtung und der Steuerspeichereinrichtung eine dritte Sammelschiene verbunden ist, und daß die Steuereinrichtung eine mit der zweiten Sammelschiene und der Steuerspeichereinrichtung verbundene Decodiereinrichtung enthält, die auf Signale, welche kennzeichnend sind für bestimmte Adressen, von der Eingabeeinrichtung her die Steuereinrichtung veranlaßt, eine Folge von Signalen zu erzeugen, die einen Zugriff zu einem der Speicherplätze zum Zwecke des Auslesens des Inhalts an die dritte Sammelschiene für eine nachfolgende Anzeige durch die erste Verarbeitungseinrichtung ermöglichen.

16. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsteil jedes Befehls, der Operationen auf numerische Daten des zweiten Typs hin angibt, so codiert ist, daß die Klassen in bezug auf eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Übertra^ingsoperationen definiert sind, die von der zweiten Verarbeitungseinrichtung auszuführen sind.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlsteilcodes unterschiedliche Typen von Übertragungsoperationen angeben, einschließlich Register-Register-Übertragungen von Operandendatensignalen von der Haupt-

409829/0849

speichereinrichtung zu einem der Speicherplätze hin und Register-Speicher-Übertragungen, umfassend Übertragungen' von Operandendatensignalen aus einem der Speicherplätze zu der Hauptspeichereinrichtung hin.

18. Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Speicherung von Programmbefehlen und von Daten, die sich auf zumindest ein Programm beziehen, dienende Hauptspeiehereinrichtung adressierbar ist, daß mit der Hauptspeichereinrichtung und einer Vielzahl von peripheren Einrichtungen eine Eingabe/Ausgabe-Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, die in der Weise arbeitet, daß sie Datenübertragungsoperationen ausführt, die durch Datenübertragungsbefehle bezeichnet sind, welche in dem Programm zur Ausführung von Datenübertragungen irit einer bestimmten Frequenz zwischen der Speichereinrichtung und irgendeiner peripheren Einrichtung der Vielzahl von peripheren Einrichtungen enthalten sind, welche periphere Einrichtung durch die Datenübertragungsbefehle bezeichnet ist, daß die Eingabe/Ausgabe-Datenverarbeitungseinrichtung eine Speicheranordnung enthält, die so geschaltet ist, daß sie eine Vielzahl von Steuerzeichen während der Extraktion jedes Datenübertragungsbefehls speichert, daß mit der Speicheranordnung und uer Vielzahl von peripheren Einrichtungen eine Steuereinrichtung verbunden ist, die durch die Speicheranordnung veranlaßt wird, ein Steuersignal zu erzeugen, welches die Verfügbarkeit einer der peripheren Einrichtungen anzeigt, die durch ein bestimmtes Steuerzeichen der Steuerzeichen bezeichnet ist, daß die zentrale Verarbeitungseinrichtung mit der Speichereinrichtung und der Eingabe/Ausgabe-Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist und in der

409829/0849

Weise betrieben ist, daß sie jeden Programmbefehl extrahiert, daß die zentrale Verarbeitungseinrichtung eine mit der Speichereinrichtung verbundene Speicheranordnung für die Aufnahme eines Befehlsteiles des aus der Speichereinrichtung Jeweils ausgelesenen Programmbefehls enthält, daß mit der Speicheranordnung eine Decodierschaltungseinrichtung verbunden ist, die in der Weise arbeitet, daß sie Steuersignale erzeugt, welche den durch den Befehl, bezeichneten Operationstyp angeben, und daß die Signale von der Decodierschaltungseinrichtung und von der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung von der Steuereinrichtung aufgenommen werden, die durch das Steuersignal von der Eingabe/Ausgabe-Verarbeitungseinrichtung während der Extraktion des jeweiligen Datenübertragungsbefehls veranlaßt wird, Signale zur Einleitung der Extraktion eines nächsten Befehls zu erzeugen, derart, daß die Ausführung des jeweiligen Datenübertragungsbefehls mit der Extraktion des genannten nächsten Befehls überlappt ist.

19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) die wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung (500) -verbunden ist, die in der Weise betrieben ist, daß sie Befehle ausführt, welche Operationen bezeichnen, und zwar auf numerische Daten in Gleitkommadarstellungsweise hin, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung (500) eine mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) verbundene Eingangsregistereinrichtung enthält, welche eine Steuerverarbeitungsinformation speichert, die den Typ der auszuführenden Operation bezeichnet, daß die wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung ferner eine adressierbare Steuerspeichereinrichtung mit einer Vielzahl von Speicherplätzen

409829/0849

2A0136-4

enthält, welche Speichereinrichtung Daten aufzunehmen gestattet, die für die Ausführung der Operationen erforderlich sind, daß mit der Eingangsregistereinrichtung eine Steuereinrichtung verbunden ist, die durch die Eingangsregistereinrichtung veranlaßt wird, Signale für die Ausführung der Operationen zu erzeugen, daß die Decodierschaltungseinrichtung eine Einrichtung enthält, welche derart arbeitet, daß sie Signale auf den Befehlsteil der Befehle hin erzeugt, die Operationen auf numerische Daten in Gleitkommadarstellungsweise als in einer Klasse einer Vielzahl gesonderter Klassen liegend angeben, und daß die zentrale Verarbeitungssteuereinrichtung auf bestimmte Signale der genannten Signale hin die Signale zur Einleitung der Extraktion eines nächsten Befehls erzeugt, derart, daß die Ausführung dieser Befehle durch die wissenschaftliche Verarbeitungseinrichtung (500) mit der Extraktion des nächsten Befehls überlappt ist.

20. System nach Anspruch 1.9, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsteil jedes Programmbefehls, der Operationen auf numerische Daten in der Gleitkommadarstellungsweise angibt, so codiert ist, daß die Klassen in bezug auf eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Übertragungsoperationen definiert sind, die von der wissenschaftlichen Verarbeitungseinrichtung (500) auszuführen sind.

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspeichereinrichtung eine Vielzahl von Speicherplätzen für die Speicherung von Operandendatensignalen enthält und daß die unterschiedlichen Typen von Übertragungsoperationen Register-Register-Übertragungen mit Übertragungen zwischen bestimmten Speicherplätzen, Speicher-Register-Übertragungen mit Übertragungen von

409829/0849

Operandendatensignalen von der Hauptspeichereinriehtung zu einem der Speicherplätze hin und Register-Register-Übertragungen mit Übertragungen von Operandendatensignalen von einem der Speicherplätze zu der Hauptspeichereinriehtung hin umfassen.

22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Verarbeitungssteuereinrichtung eine Steuerspeichereinrichtung enthält, welche auf einen ersten Satz von Signalen hin, die die Register-Register-Übertragungen bezeichnen, die Steuereinrichtung veranlaßt, einen nächsten Befehl auf die Beendigung einer Übertragung von digitalen Signalen hin zu der wissenschaftlichen Verarbeitungseinrichtung hin abzurufen, welche Signale den Befehlsteil des Befehlsjiarstellen, der in der Speichereinrichtung gespeichert ist.

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspeichereinrichtung auf einen zweiten Satz von Signalen hin, die die Speicher-Register-Übertragungen bezeichnen, die Steuereinrichtung veranlaßt, den nächsten Befehl abzuholen, und zwar auf die Beendigung einer Übertragung der digitalen Signale, .die den Befehlsteil des Programmbefehls in der Speichereinrichtung darstellen, und einer übertragung von digitalen Signalen von der Speichereinrichtung, welche Signale einen zu verarbeitenden Operanden darstellen.

24. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung vorgesehen ist, die Signale zu erzeugen gestattet, welche eine Adresse darstellen, daß mit der Eingabeeinrichtung und der Steuereinrichtung eine erste Sammelschiene verbunden ist, daß mit der zentralen

409829/0849

Verarbeitungseinrichtung und mit der Steuerspeichereinrichtung eine zweite Sammelschiene verbunden ist, und daß die Steuereinrichtung eine Decodiereinrichtung enthält, die mit der ersten Sammelschiene und mit der Steuerspeichereinrichtung verbunden ist und die auf bestimmte Adressen darstellende Signale von der Eingabeeinrichtung hin die Steuereinrichtung veranlasst ., eine bestimmte Folge von Signalen für die Freigabe des Zugriffs zu einem der Speicherplätze zu erzeugen, und zwar für ein Auslesen des Inhalts an die zweite Sammelschiene zum Zwecke einer anschließenden Anzeige durch die zentrale Verarbeitungseinrichtung.

25. Datenverarbeitungsanordnung für die Verarbeitung von Befehlen zumindest eines Programms, insbesondere in einem Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Verarbeitungseinrichtung (300) vorgesehen ist, die Befehle des einen Programms zu extrahieren gestattet, daß eine Registereinrichtung vorgesehen ist, die bestimmte Teile von Befehlen eines ersten und zweiten Typs speichert, welche Befehlsteile Operationen auf numerische Daten hin bezeichnen, die in einer ersten bzw. zweiten Form codiert sind, daß mit der Registereinrichtung eine Decodiereinrichtung verbunden ist, die durch die bestimmten Teil der ersten Befehle veranlaßt wird, Signale zu erzeugen, welche die Befehle als jeweils innerhalb einer Klasse einer Vielzahl von gesonderten Klassen liegend bezeichnen, daß mit der Decodiereinrichtung eine Steuereinrichtung verbunden ist, die Signale für die Ausführung der Befehle des zweiten Typs erzeugt, daß mit der zentralen Verarbeitungseinrichtung (300) eine Unter-

409829/0849

Verarbeitungseinrichtung (500) verbunden ist, die Befehle des ersten Typs ausführt und die eine Eingangsregistereinrichtung enthält, welche mit der Registereinrichtung der zentralen Verarbeitungseinrichtung verbunden ist, daß mit der Eingangsregistereinrichtung eine adressierbare Steuerspeichereinrichtung verbunden ist, die eine Vielzahl von Speicherplätzen für die Speicherung von Daten enthält, die während der Ausführung der Befehle des ersten Typs erforderlich sind, daß mit der Eingangsregistereinrichtung eine Steuereinrichtung verbunden ist, die Signale für die Ausführung der Befehle des ersten Typs erzeugt, und daß die zentrale Verarbeitungssteuereinrichtung auf bestimmte Signale der genannten Signale hin mit der Extrahierung eines nächsten Befehls beginnt, und zwar auf die Beendigung einer Übertragung von Signalen, die bestimmte Teile eines der Befehle des ersten Befehlstyps darstellen, zu der Eingangsregistereinrichtung hin, derart, daß der zentralen Verarbeitungseinrichtung ermöglicht ist, die Ausführung der Befehle des-zweiten Befehlstyps mit der Ausführung der Befehle des ersten Befehlstyps durch die Unter-Verarbeitungseinrichtung (500) zu überlappen.

26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,

daß die Befehle des ersten bzw. zweiten Typs so codiert sind, daß sie Operationen auf numerische Daten hin in Gleitkommaform und in Festkommaform bezeichnen.

27. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabeeinrichtung vorgesehen ist, die eine Adresse darstellende Signale erzeugt, daß mit der Eingabeeinrichtung und der Steuereinrichtung eine erste Sammelschiene verbunden ist, daß mit der zentralen Vera rbei-

4098 2 9/0849

2AO1364

tungseinrichtung und mit der Steuerspeichereinrichtung eine zweite Sammeschiene verbunden ist und daß mit der ersten Sammelschiene und der Steuerspeichereinrichtung eine Steuereinrichtung verbunden ist, die eine Decodiereinrichtung enthält, welche auf bestimmte Adressen darstellende Signale von der Eingabeeinrichtung her die Steuereinrichtung veranlaßt, eine bestimmte Folge von Signalen zu erzeugen, und zwar für die Freigabe eines Zugriffs zu einem der Speicherplätze zum Zwecke der Abgabe des Inhalts an die zweite Sammelschiene für eine anschließende Anzeige durch die zentrale Verarbeitungseinrichtung (300).

409829/08 4 9