DE2415900A1 - Rechenautomat mit mehreren mit je einem vorratsspeicher versehenen rechenanlagen - Google Patents

Description

SPIiRRY RAND CüKPuP.ATIüi\^T, flew York, H. Y./üSA

Rechenautomat mit mehreren mit je einem Vorratsspeicher versehenen

He chenanlagen

Die Erfindung betrifft einen digitalen Rechenautomaten mit mehreren kechenanlagen, die je ihren eigenen, ihnen zugeordneten, oit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Vorratsspeicher, sowie einen geiaeinaauen, ihnen zugeteilten Hauptspeicher besitzen.'

Bsim Bau vcn Rechenautomaten hat man die Vorteile erkannt, die sich aus eineiii puffernden- Vorratsspeicher mit einer geringen Zykluszeit ergeben, der zwischen dem Hauptspeicher &it einer größeren Zykluszeit und der verarbeitenden Rechenanlage eingeschaltet ist. Der Zweck des Vorratsspeichers ist es, eine gunstigere Anpassung zwischen dem ziemlich langsam arbeitenden Hauptspeicher und den hohen Kechengeschv/indigkeiten der Rechenanlage zu erreichen· In mehreren aufeinanderfolgenden Aufsätzen von C. J. Conti u. a., sowie J. S. Liptay in der Zeitschrift: "IBM Systems Journal", Band 7, Wr. 1, (1968) wird die Anwendung des Vorratsspeicher-Prinzips auf den IBiu-Uechenautoinaten 36o kodel 85 erläutert. Ein weiterer Aufsatz, der sich auf die Benutzung eines Vorratsspeichers ia System eines Rechenautomaten bezieht, ist in der Zeitschrift: "Electronics^ you. R· Ι·Ι. iieade mit detu Titel: "How a Cache tienory Enhances a Computer's Performance", am 17. Januar 1972 herausgegeben. In der USA-Patentschrift Hr. 3.699ο533 ist ferner eine Anordnung erläutert, mit der die Wahrscheinlichkeit vergrößert wird, daß ein gerade von der Rechenanlage gesuchtes V/ort im Vorratsspeicher vorhanden ist.

Diese Vorveröffentlichungen beziehen sich prinzipiell auf den Einbau eines Vorratsspeichers in das System einer Uechenanlage. Obgleich

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es im Aufsatz von R. k. i-ieade als wünschenswert erachtet wird, Vorratsspeicher in einem System mit mehreren Reshenanlagen anzuwenden, ist jedoch nicht die Art dieser erwünschten Konstruktion erläutert«

In einem üblichen Systüia Hit mehreren Rechenanlagen tauschen zahlreiche Rechen- und Ein-/Ausgabeiiioduln mit einem gemeinsamen Hauptspeicher über passende Vcrrangschaltungen und elektronische Schalter Iiachrichten aus. Obwohl viele Fachleute erkannt haben_r daß der Einbau von Ycrratsspeichern in ein System mit mehreren Reohenanlagen Wögen der Erhöhung des Durchsatzes erwünscht ist, so sind doch bis heute nur zwei Lösungen für diese Aufgabe vorgeschlagen worden. Bei der einen Lösung wird ein einziger Vorratsspeicher auf swei oder mehrere Rechenanlagen aufgeteilt. Dieses Verfahren ist als ganzes nicht einwandfrei.» da die Anzahl der verwendbaren Reehenanlagen starkfgewöhnlieh auf 2 beschränkt ist und Verzögerungen durch die ferdrahtung und die logischen Schaltelemente zwischen dem Vorratsspeicher und den mit ihm in Verbindung stehenden Reciienanlagen eingeführt werden.. Derartige Verzögerungen können die Vorteile der hohen Geschwindigkeit ausgleichen, die man zu erreichen hoffte*

Die andere Lösung ist in der Dissertation von Alan R. Geller mit dem Titel: "A Block Transfer I-iemory Design in a Multiprocessing Computer System" an der"Graduate School of Syracuse University",(Juni I969) erläutert; bei dieser muß jedesmal, wenn ein Wort in einen im Hauptspeicher untergebrachten Block eingeschrieben werden soll, eine Durchsuchung der Vorratsspeicher eingeleitet werden, um zu bestimmen, ob der Block darin untergebracht ist. Im positiven Fall muß der Block ungültig gemacht werden, damit gewährleistet ist, d&L· sieh bei einem nachfolgenden Zugriff der neue, in den Vorratsspeicher zu übertragende Block ergibt. Bei dieser Lösung geht viel Seit verloren.

Gemäß der Erfindung ist allen Rechenanlagen eines Rechenautomaten ein eigener Vorratsspeicher zugeordnet, der mit ihr im selben Abteil un-

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tergebracht ist, damit die Kabellänge verringert und der Zugriff schneller durchgeführt werden kann. Falls es als vorteilhaft für das System angesehen wird, können auch die Ein-/Ausgabemoduln ihre eigenen Vorrätsspeicher aufweisen. Infolge der Zuordnung eines Verratsspeichers zu jeder Rechenanlage bzw. jedem datenverarbeitenden Modul werden in den Zwischeneinheiten zwischen der Rechenanlage und dem Vorratsspeicher keine Vorrangschaltungen und elektronischen Schalter benötigt, verglichen mit den bekannten Systemen, in denen sich die Rechenanlagen einen gemeinsamen Vorratsspeieher teilen. Außerdem ist der Durchsatz beim System gemäß der Erfindung erhöht.

Neben der zu erläuterten Zuordnung der Vorratsspeicher werden ein inhaltsadressierbarer Suchspeicher und die zugehörigen Steuerschaltungen zur Verfolgung des ZustandeS der Blöcke benutzt, deren Daten in den verschiedenen Vorratsspeichern untergebracht sind. Dieses Gebilde sei als CACMT-Liste bezeichnet, die für jeden Block Informationen _s der in jeden der zahlreichen Vorratsspeicher ruht, einen Eingang aufweist. Gemeinsam mit den Adressen jedes Blockes ist eine Reihe Steuerbits gespeichert, die nach ihrer Zuordnung durch die oteuerschaltungen es der anfordernden Einheit (einer Rechenanlage oder einem Ein«·/Ausgabemodul) gestatten, mit dem Hauptspeicher in Verbindung zu treten, nachdem festgestellt ist, daß das gerade zum Lesen oder Schreiben durch die anfordernde Rechenanlage gesuchte Wort nicht iia zugehörigen Vorratsspeicher zur Verfügung steht.

Wenn eine Einheit des Systems Informationen anfordert, wird zuerst auf ihren zugeordneten Vorratsspeicher zugegriffen. Falls der das gewünschte Wort enthaltende Block im Vorratsspeieher vorhanden ist, wird das Datenwort ausgelesen und unmittelbar zur Rechenanlage gesendet. Im negativen Fall wird die CACMT-Liste abgefragt um festzustellen, ob der gewünschte Block im Vorratsspeieher einer anderen Rechenanlage ruht. Wenn dies der Fall ist und gewisse vorgegebene Steuerbedingungen erfüllt sind, sendet die anfordernde Rechenanlage ein

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Anforderungs-Steuersignal sum Hauptspeicher und grsift auf ά&η gewünschten Block zu. In der Zwischenzeit wird der Issre Baum in dem

der anfordernden Rechenanlage zugehörigen forratsspeicher aufgehoben, wia ein spezielles Bit des in. der SlGI-S^List© -snt-Mltsnsa Steusrwortes wis?d g©sstat um anzuz3igea₉ daß dar TorFatsgpgieae^ der anfordernden eghpaaalage gerade auf den gswüsssliten Elosk wartet ο Falls die Ursprung* lislie Stesüse in der CAGLH?-Liste ergist _f, daß des.³ mim. lesen oder Setirei« !b@s gerade angeforderte Bloek nic-ht in forratjf speiser eiser anderen des S^ateias enthalten ist₃ ®irä eis Isasa für diesea

gS3t@Ilfe₃ w&bei dl© Bloskadresse i:i das Sadafsld dss Vorratsspsishers siag©s®ihri2bsn mri« iuöerdsm wire sin Eißgaag ia da?¹ GASMf-Jbiste TOrber-sitetj für öle die £dress3 dss Sloeksü is 'das Siichf'sld gesetsits ^•ji^äg el&na mrd ei^ Änfor-dea^jmg-sbit. gsseösfep cisis a2so©igt_s ^aS di© Dafeso. ©Egefcrdertj aber nosh aiolrfe is Speieasi" eisJSs

oisr ferarssltiang möglich ist₉ wsrd&a PrEf- wzä Sgtslbefslils ^ur feststsllmg verwendet, ob ein Zugriff auf v©2*ssM®ds^© Bateasltse angelassen werden soll« In typischer sfeise prüfen₅ ss'S2©3i odsr löschsji derartige .Befehle bestimmte IsssigeMi«© ia sisiaa -S'isiserwspife, um die Zugriffsrechte auf jene Daten zu ^rwAtteln_a Beim System dsF k'rfinduzig ist die Arbeitsweise der ÖACMT-Liste, ein® !Combination aus der Rechenanlage und dem Yorratsspeicher ansuseigen₉ damit ein won einer unterschiedlichen Eechenanlage abgeänderter Datenblock ungültig ge« macht wird oder die geänderten Baten der Kombination rückgespeichert werdenj wenn eine andere Rechenanlage diesen Block Informationen angefordert hat, in idealer Weise an die Bearbeitung der Prüf- und Sets befehle angepaßt.,

Dadurch daß je ein Vorratsspeicher allen Hechenanlagen des Systems hinzugesetzt und Hilfsmittel zur überwachung und Anzeige der Gegenwart oder Abwesenheit eines gewünschten Wortes oder Bloekes Informa-

x) der gewünschte Block aus dsia Hauptspeicher angefordert und

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ticmen in einem oder mehreren von diesen Vorratsspeichern vorgesehen sind, kann die effektive Zykluszeit des Hauptspeichers von normalerweise 1 bis 2 msec bis auf einen Wert im Bereich von 80 bis 200 nsec herabgesetzt werden, was von den Hilfsgrößen der Vorratsspeicher und speziellen Merkmalen des Systems abhängig ist.

Hauptziel der Erfindung ist es daher, in einem digitalen Rechenautomaten mit mehreren, Rechenanlagen Vorratsspeicher zur Steigerung des Datendurchsatzes anzuwenden, die je allen Rechenanlagen zugeordnet

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein inhaltsadressierbarer Speicher j dem Steuersehaltungen zugeordnet werden, damit Steuerwörter aufbewahrt werden können_s die aus Adressenbits und Steuerbits für jeden Block in einem oder mehreren Vorratsspeichern untergebrachter Baten bestehen, damit schnell ermittelt werden kann, ob ein gegebener Block von einer Rechenanlage erwünschter Informationen in einera Vorratsspeicher einer anderen Rechenanlage vorhanden ist.

Ein drittes Ziel der Erfindung ist es, in einem Rechenautomaten mit mehreren Rechenanlagen, denen je ein eigener Vorratsspeicher zugeordnet ist, ©ine GACMT-Liste vorzusehen, von der eine Aufzeichnung des Sustandes der Datenblöcke festgehalten wird, die die verschiedenen puffernden Vorratsspeicher verlassen bzw. in diese eintreten»

Ausführungsbeispiele der Erfindungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen;

die Figuren la und Ib, die zu einer Figur 1 zusammengesetzt werden, den Aufbau eines datenverarbeitenden Systems als Blockschaltung, in der die Erfindung angewendet wird,

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die Figuren 2a und 2b, die gemäß der Figur 2 zusammengesetzt werden, ein integriertes CAM-l/AM-Schaltungselement zum Einbau in einen Vorratsspeicher,

Figur 3 die Art und Weise, in der mehrere CAU-WAl-i-Schaltungseinheiten der Figur 2 zur Zusammensetzung des Vorratsspeichers miteinander verbunden werden können,

Figur 4 den schematischen Aufbau der in der CACwT-Liste enthaltenen Steuerwörter,

die Figuren 5a, 5b und 5c, die nach Figur 5 untereinander angeordnet werden, ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsgänge, falls sich eine der Rechenanlagen im System der Figur 1 iia Lesevorgang befindet, und

die Figuren 6a, 6b und 6c, die gemäß der Figur 6 zusammenzustellen sind, als Flußdiagrasna die Folge der Arbeitsvorgänge im System der Figur 1, wenn eine Rechenanlage des Systems gerade einen Schreibvorgang durchführt.

In seiner einfachsten Form enthält der Rechenautomat gemäß der Figur 1 mehrere gesonderte Rechenanlagen 2 und 4, eine entsprechende Anzahl Vorratsspeicher 6 und 8, eine CACI-ZT-Liste 10 und einen Hauptspeicher 12, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Zahl der Rechenanlagen auf 2 beschränkt wurde, obgleich eine weit größere Anzahl zur Anwendung kommen kann, die an weiteren öffnungen der CACKT-Liste 10 anschließbar sind« Außerdem gehören zum Rechenautomaten dieser Art gewöhnlich mehrere Steuereinrichtungen, die die Ein-/Ausgabe-Vorgänge zwischen den peripheren Geräten, wie I-iagnetband-Einheiten, Magnettroinseln, Tastaturen usw. und dem Hauptspeicher des Systems bewirken. Obgleich sie im Blockschaltbild der Figur 1 nicht zu sehen sind, würden sie mit weiteren Öffnungen der CACitfT-Liste 10 verbunden sein,

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damit die peripheren Geräte wie eine Rechenanlage mit dem Hauptspeicher 12 nachrichten austauschen können. Auch den Steuereinrichtungen können forratsspeicher augeordnet werden, falls sie sich für das System nützlich erweisen. Wenn auch zu Zwecken der Erläuterung die Figur 1 nur eine Öffnung für eine Rechenanlage zu ihrem zugeordneten Vorratsspeicher sseigt, soll daraus nicht entommen werden, daß nur eine selche vorhanden sein darf; in gewissen Fällen ist es erwünscht, mehrere Eingänge zwischen einer Rechcnanlage und ihrem Vorratsspeicher vorzusehen»

Die Reciienanlagen 2 und 4 weisen jeweils übliche Befehlsabfrage- und ausführungsschaltungen (nicht gezeigt) auf, die allgemein in der zentralen, datenverarbeitenden Einheit eines solchen Systems vorgefunden werden. Da sich die Erfindung nicht auf die Informations-Übertragung zwischen der Rechenanlage und ihrem zugehörigen Vorratsspeicher bzw, zwischen dem letzteren und dem Hauptspeicher bezieht, scheint eine ausführliche Erklärung der Merkmale der befehlsausführenden Einheiton einer Rechenanlage überflüssig zu sein.

In den Rechenanlagen 2 und 4 sind je ein Adressen-Register 14, ein Datenregister 16 und eineSteuerung 20 untergebracht, deren logische Schaltungen das sich der Bearbeitung unterziehende Befehlswort decodieren und Befehlsschalt-Signale hervorbringen, die in anderen Abschnitten des Systems Steuerfunktionen bewirken. Von den bistabilen Flipflopstufen des Adressen-Registers 14 werden vorübergehend Signale festgehalten, die nach ihrer Zuordnung die Adresse im zugehörigen Vorratsspeicher von einem »iort vorschreiben, auf das zum Lesen oder Schreiben zugegriffen werden soll. Die tatsächlichen Daten, die in den Vorratsspeicher eingeschrieben oder aus ihm erhalten werden sollen, gehen durch das Datenregister 16 hindurch.

Die Konstruktion der beiden Vorratsspeicher 6 und 8, die der Rechenanlage 2 bzw. 4 zugeordnet sind, ist etwa dieselbe; ihr inhaltsadres-

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sierbarer Speicherabschnitt 22 ist vorzugsweise blockorganisiert und in seinem Aufbau als Suchspeicher allgemein bekannt, in dem jeder Block aus zahlreichen adressierbaren Größen oder Bitzusammenstellungen besteht, (die Befehle oder Operanden sein können)jund als eine einzige Größe kombiniert und bearbeitet wird* wobei die Adresse des Blockes der Adresse der ersten Bitzusararaenstellung entsprechen kann.

In den Vorratsspeichern befinden sich zusätzlich zum inhaltsadressierbaren Speicherabschnitt 22 ein Halteregister 24, ein Suchregister 26 und ein Datenregister 28. Das Halteregister 24 ist mit den Adressenregister 14 der Rechenanlage 2 über ein Kabel 30 verbunden, das eine Parallel-Übertragung einer Adresse aus mehreren Bits voia Adressen-Register 14 zum Halteregister 24 zuläßt, wenn dazwischen liegende Gatter {nicht gezeigt) von eineia Steuersignal geschaltet sind. In ähnlicher Weise ist das Datenregister 28 der Vorratsspeicher mit dem Datenregister 16 der zugehörigen Rechenanlage 2 bzw. 4 durch ein Kabel 32 verbunden, das ebenfalls eine Parallel-Übertragung eines Operanden oder Befehls zwischen diesen beiden Registern ermöglicht.

Die Vorratsspeicher 6 und 8 weisen schließlich noch eine Steuerung 34 auf, deren Schaltungen Lese- und Schreibströme hervorbringen, die das Auslesen von Daten aus dem Speicherabschnitt 22 und die Einspeisung neuer Daten, also eines neuen Wortes in diesen bewirken. Ferner enthält die Steuerung 34 einen Anpassungs-Detektor, von dem die An- oder Abwesenheit eines gerade im Speicherabschnitt 22 gesuchten Wortes angezeigt werden kann.

Zusätzlich zu diesem Detektor bestimmen weitere Schaltungen der Steuerung 34 der Vorratsspeicher, ob der Speicherabschnitt 22 gänzlich gefüllt ist_j d_a seine Kapazität in typischer Weise eine Konstruktions-Hilfsgröße darstellt, \ienn neue Blöcke Informationen in ihn eingespeist werden, wird ein Zähler ausgelöst. Beim Erreichen einer vorgegebenen Zahl dient der überlauf des Zählers als Anzeieesignal dafür,

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daß keine weiteren Eingaben in den Speicherabschnitt 22 erfolgen sollen, falls nicht die zuvor gespeicherte Information aus inta hinaus befördert ist.

Die Steuerung 20 der Rechenanlage 2 bzw. 4 ist über eine Steuerleitung 36 , in der die Anforderungssignale zum Lesen und Schreiben übertragen werden, an die Steuerung 34 des zugehörigen Vorratsspeichers 6 oder 8 angeschlossene Eine zweite parallele Steuerleitung 33 dient der Übertragung eines Anerkenntnissignals, das die F.echenanlage 2 bzw· 4 unterrichtet, daö die von der Rechenanlage vorgeschriebene Anforderung erfolgt ist» Eine vollständigere Erläuterung für die Übermittlung vcn Anforderungssignalen und Anerkenntnissignalen zwischen untereinander verbundenen digitalen Recheneinheiten 1st in der USA-Patentschrift Hr, 3«243»781 von Ehrraan u. a. wiedergegeben»

Nunmehr sei der bevorzugte Aufbau der Vorratsspeicher 6 und 8 betrachtet, die im System der Figur 1 angewendet werden. In der Steuerung 34 und in ihrem Speicherabschnitt 22 ist eine logische Schaltung der Figur 2 untergebracht, die mehrere integrierte Schaltungselemente enthalten kann, deren Emitter gekoppelt sind« Diese einstückigen Schaltungselemente nach Art eines Monolithen sind mit Datenausgabe-Leitungen B₀, B₁, B_n versehen, so daß sie auch als wortadressiorbare

Speicherabschnitte brauchbar sind, wobei jedoch beachtet sei, datt sie nicht gleichzeitig die Funktionen des Lesens eines Wortes und eines parallelen Suchens übernehmen können. Wegen der doppelten Fähigkeiten dieser integrierten Schaltungselemente werden sie auch als CAI'l-VfAII-Schaltungseleniente bezeichnet, die über Eingabe-Leitungen Dq, D,, D₂,..,...D am unteren Rand der Figuren 2a und 2b beim Schreibvorgang zu speichernde Datenbits oder bei einem Suchvorgang den Inhalt des Suchregisters aufnehmen. Unmittelbar rechts neben den Eingabe-Leitungen D_n liegt für jede Bitposition eine Abschirrawortklemme

MK_n, da nur vorgegebene Bits des Suchregisters 26 die Suchkriterien aufweisen.

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Öle logische Schaltung der Figur 2 speichert beispielsweise 32 Bits in Form von 8 Wörtern von je 4 Bits Länge, während in einem tatsächlichen System zusätzliche Wortregister von größerer Länge benutzt werden· Alle rfbrtregister enthalten vier bistabile Flipflops FF, an deren Ein- und Ausgangsklemmen VerknUpfungsglieder zur Ausführung vorgegebener logischer Funktionen, v/ie des Setzens oder Löschens des Flipflop cder der Anzeige einer Übereinstimmung zwischen dem im. Flipflop untergebrachten Bit und dem Bit eines Suchwortes angeschlossen sind, das im Suchregister festgehalten wird. Die in der Figur 2 benutsten Symbole sind in Normungstafeln mit der Bezeichnung: "Military Standard Graphic Symbols for Logic Diagrams" mit der Nummer IiIL-STD 8O6D vom 26. Februar 1V62 zu finden, so daß eine genaue Erklärung der Konstruktion und Arbeitsweise der CAM-VAi-i-Schaltungselemente Überflüssig erscheint.

Am linken Hand der Figur 2 sind mehrere Eingangsklemraen Aq, A₁,

A_n von tfortwahlleitungen angegeben, über die während eines Sehreib- oder Lesevorganges ein spezielles Wortregister adressiert oder ausgewählt wird. Während des Lesens wird eine Eingangsklemme Ag, A₁,......

A_n des UAI-i-Abschnittes erregt, während ein Lese-Steuerimpuls an einer Lese-/Suchklemme erscheint, und die den eingabe-Leitungen Dq, D₁,....

D_n zugeleitete Adresse stimmt mit einer im CAK-Abschnitt festgehaltenen Blockadresse überein. Hierdurch werden ausgewählte Verknüpfungsglieder in der Anordnung eingeschaltet, wodurch das in den ausgewählten V/ort-Flipflops enthaltene tfbrt an die Ausgabe-Leitungen Bq, B_n herangebracht wird, die zum Datenregister 28 der Figur 1

laufen.

Zur Eingabe eines neuen Wortes in das CAU-WÄH-Schaltungselement an eine oder mehrere Adressen wird es vom Datenregister 28 (Figur 1) an die Eingabe-Leitungen D_Q, D₁,....D_n des WAU-Absehnittes angelegt, und ein v/ortwahlsignal wird auf eine Eingangskiemae A_Q, A₁,.....A_n bei einer Adressen-Übereinstimmung mit den Eingabe-Leitungen Dq,

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D₁, D₂,.....D_n gebracht. Sobald ein Schreibeinblend-Steuersignal der angegebenen Klemme zugeleitet wird» werden die ausgewählten Wortregister des Speicherabschnittes ausgelöst, damit sie die in den suvor bezeichneten Eingabe-Leitungen erscheinende BitZusammenstellung aufnehmen, falls nicht zugleich ein Abschirmwort an den Abschirrawort-

klemraen MK_Q, MK₁, HK_n angelegt wird. Im letzteren Fall verbleiben

die gerade abgeschirmten Bits (Registerstufen) in ihrem bisherigen Zustand, werden also nicht ausgelöst.

Beim Suchvorgang wird der Inhalt des Suchregisters 26 als Suchkriterium auf die Eingabe-Leitungen D_Q, D₁, D₂, D_n gelegt, wahrend ein

_Q
Abschirmwort den Abschirmwortklemmen MKq, IJK₁, UK₂......KK_n augeleitet

werden kann. ~äenn ein Such-Steuersignal an der Lese-ZSuchkleame auftritt, wird der Inhalt jedes Registers gleichzeitig mit den (abgeschirmten oder nicht abgeschirmten) Suchkriterien verglichen, wodurch

an Klemmen Mq, K₁, M₂, M_n Signale erscheinen j die die Gleichheit

oder die fehlende Übereinstimmung zwischen den nicht abgeschirmten Bits des Suchregisters und dem Wortregister des Vorratsspeichers anzeigen«

Aus der Figur 3 geht die Art und Weise hervor, wie die verschiedenen GAI-i-VfAII-Schaltungselemente der Figur 2 untereinander verbunden werden, damit der Speicherabschnitt 22 und die Steuerung 34 entstehen. Der CALi-Abschnitt speichert die Adressen der Blöcke von Datenwörtern, die in den verschiedenen "Wortregistern untergebracht sind. Da jeder Block in typischer Weise 16 einzelne Datenwörter enthalten kann, werden zusätzliche, ähnliche Schaltungselemente zur Erzielung der erwünschten Kapazität an Wörtern und Bits je Wort benötigt.

Zwischen den Kleimnen Kq, K₁, Ii₂,....Ii_n des CAM-Abschnittes für die Blockadressen und den entsprechenden Eingangsklemraen Aq, A^, A₂,.... A_n für die Wortwahl im WAIl-Abschnitt liegen zahlreiche Verknüpfungsglieder, die je für alle Wörter in einem Block vorgesehen sind. Das

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an einer Klemme IJ^, K^, Hg, .......Ii_n erscheinende, eine Übereinstimmung anzeigende Signal dient als Schaltsignal für alle V/ortverknüpfungsglieder, die jenem Block zugeordnet sind, und der restliche Satz Eingangssignale für diese Verknüpfungsglieder kommt aus den vorgegebenen Stufen des Suchregisters 26 (Figur 1) heran und bildet eine von l6 Decodierungen dieser vier Viortadressenbits.

Unter Verwendung der Schaltung nach der Figur 3 kann eine Blockadresse in das Suchregister 26 des Vorratsspeichers eintreten, damit parallel bestimmt werden kann, ob ein Bleck mit dieser Adresse im Vorratsspeicher vorhanden ist; wenn sich bei der parallelen Abfragung eine Übereinstimmung ergibt, kann in einzigartiger Weise ein beliebiges in jenem Block enthaltenes Datenwort adressiert und über das Datenregister 28 zur Rechenanlage übertragen werden.

Die beiden Rechenanlagen 2 und 4 und ihre zugehörigen Vorratsspeicher 6 und 8 sind mit Hilfe von Daten- und Adressenkabeln, sowie Steuerleitungen an der CACIiT-Liste 10 angeschlossen, die als Zwischeneinheit ein den Vorrang auswertendes Schaltnetzwerk 40 mit zahlreichen Öffnungen 0, 1, 2,·.··.η aufweist. Die Funktion des letzteren besteht darin, die zahlreichen, von den verschiedenen Rechenanlagen und Ein-/ Ausgabe-Steuerschaltungen des Systems eintreffenden Anforderungssignale zu prüfen und auf der Basis eines gegebenen Vorrangschemae eine einzige Einheit unter Ausschluß aller anderen auszuwählen. Sobald der Vorrang einer gegebenen Subeinheit aus Rechenanlage und Vorratsspeicher festgestellt ist, lenkt das Schaltnetzwerk 40 die übertragung der Daten- und Steuersignale zwischen den gewählten Einheiten und den übrigen Teilen der GACMT-Liste 10,

Wenn auch die Art der Steuersignale und Datenbahnen zwischen der Steuerung des Vorratsspeichers und dem Netzwerk 40 der CACIIT-Liste später ausführlich erläutert wird, soll jetzt bereits auf einen Leiter 42 hingewiesen werden, der ein Blockanforderungs-Steuersignal von der

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CACMT-Liste 10 zur Steuerung 34 des Vorratsspeichers 6 über die Öffnung 0 des den Vorrang auswertenden Schaltnetzwerkes 40 zurückleitet, und eine ähnlicher Leiter 44 übernimmt diese Funktion zwischen der Öffnung η und der Steuerung 34 des Vorratsspeichers 8, Außerdem ist die Steuerung 34 der Vorratsspeicher 6 und 8 mit Hilfe von Steuerleitungen 46 und 48 an der zugehörigen Öffnung des Schaltnetzwerkes 40 angeschlossen, ähnliches gilt für die' Halteregister 24, aus denen je ein Kabel 50 austritt, sowie für die Suchregister 26 mit einem weiteren, zum Schaltnetzwerk 40 laufenden Kabel 52. Schließlich ermöglicht ein Kabel 54 einen Datenaustausch zwischen dem Schaltnetzwerk 40 und dem Datenregister 28 der von ihm ausgewählten Rechenanlage.

Zusätzlich zu dem den Vorrang auswertenden Schaltnetzwerk 40 weist die CACLIT-Liste 10 einen wortorientierten, inhaltsadressierbaren Speicherabschnitt 56, ein zugehöriges Suchregister 58 und ein Datenregister 60 auf. »fie in Verbindung mit den Speicherabschnitten der Vorratsspeicher 6 und 8 erklärt ist, gehört zum Speicherabschnitt 56 ebenfalls eine Steuerung 62 iait einem Anpassungs-Detektor, sowie anderen logischen Schaltungen, die zur Eingabe und zum Auslesen von Daten in bzw. aus dem Speicherabschnitt 56 benötigt werden.

Figur 4 macht das Format der im Speicherabschnitt 56 untergebrachten Zustandssteuerwörter anschaulich. Die Länge L dieses Speicherabschnittes 56 ist derart gewählt, daß für jeden Datenblock, der von den Vorratsspeichern aufgenommen werden kann, ein ZustandssteuerWort einen ausreichenden Platz vorfindet. Diese Zustandssteuerwörter weisen eine solche Zahl Adressenbits auf, daß auf einen beliebigen, im Hauptspeicher 12 festgehaltenen Datenblock zugegriffen werden kann. Außer den Adressenbits ist eine Anzahl Identifizierbits P_Q bis P_n vorhanden, der die Zahl der im Rechenautomaten benutzten, unabhängigen Rechenanlagen entspricht» In gleicher V/eise ist den Bin-/Ausgabe-Steuerschaltungen des Systems je ein Identifizierbit l/0_Q bis 1/O_n innerhalb des Zustandssteuerwortes zugeordnet. Weitere Steuerbits des letzteren

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sind ein Gültigkeitsbit V, ein Anforderungsbit R und ein Xnderungsbit C.

Zwischen dem Hauptspeicher 12 und dem den Vorrang auswertenden Schaltnetzrerk 40 werden die Adresaeninforaationen und Daten durch Kabel 74» 7ό und 73 übertragen. Von Verstärkern und Taktgebern des Schaltnetzwerkes 40 werden diejenigen Signale erstellt, die innerhalb der GACKF-Liste ihren Ausgang nehmen und den Eigenschaften des Hauptspeichers angepaßt sind.

Zum Hauptspeicher 12 gehören ein ziemlich umfangreicher Speicherabschnitt 66, sowie die benötigten Adressierschaltungen 68, Inforraations-Öbertragungsschaltungen 70 und Steuerungen 72. In der Praxis ist der Speicherabschnitt 66 vorzugsweise ein blockorganisierter Speicher, in deia die Informationen an adressierbaren Plätzen untergebracht sindj sobald ein Zugriff auf einen dieser Plätze, gewöhnlich auf die erste Bitzusamaenstellung des Blockes zwecks Lesen oder Schreiben erfolgt, wird auf den gesamten, aus zahlreichen Bitzusammenstellungen oder Wörtern bestehenden Block zugegriffen. Obgleich er Ringkerne oder ebene, dünne, ferromagnetische Filme als Speicherelemente aufweisen kann, werden für den Speicherabschnitt 66 vorzugsweise plattierte Speicherdrähte benutzt, da sich diese wegen ihrer erheblichen Speicherkapazität, des nichtlüsehenden Lesens und ziemlich kurzer Zykluszeiten besonders eignen. Ein magnetischer Drahtspeicher ist für diesen Zweck in der Zeitschrift: "Computer Hardware¹¹ am 15.Februar 1971 unter dem Titel: "Piated Y/ire Hakes its Hove¹¹ und in der Zeitschrift: "Honeywell Computer Journal", Band 6,' am 1. November 1972 unter dem Titel: "Piated %/ire Memory - Its Evolution for Aerospace Utilization" näher erläutert. Die Blockgröße, also die Anzahl der Uörter oder

Bitzu3aaaonstellungen eines Blockes hängt etwas von der getroffenen Auswahl und anderen Größen des Rechenautomaten ab, wie von der Ge-

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samtzahl der gemeinsam in den Vorratsspeichern unterzubringenden BlOkke, der Aufnahmefähigkeit des Speicherabschnittes 56 der GACHT-Liste XO, der Zykluszeit der Vorratsspeicher und von der Art des Ersatz-Algorithiaus, der für den Umlauf des Inhaltes der verschiedenen Vorrangspeicher angewendet wird.

Beim Zugriff auf den Hauptspeicher laufen die die Adresse angebenden Signale von Schaltnetzwerk 40 über das Kabel 74 in die Adressierschaltung« η 68 hinein, wo sie vorübergehend festgehalten werden; boi Smpfang eines Übertragungsbefehls auf dem Kabel 76 wurdua ai»

in den Steuerungen 72 zugeordnet , damit infolge einer Erregung von Stromtreibern aer gewünschte Datenblock durch das Kabel 78 die Datenübertragungs-Schaltungen 70 verläßt und in das Schaltnetzwerk 40 gelangte Venn in ähnlicher Weise ein Block neuer Informationen aus den Ein-/Ausgabe-Steuerschaut ungen (nicht gezeigt) oder aus einem Vorratsspeicher in den Hauptspeicher gebracht werden soll, werden die Daten wiederum in Blockform vom Kabel 78 übertragen. Der Datenaustausch zwischen dem Hauptspeicher 12 und der CACMT-Liste 10, sowie der zwischen der letzteren und dem Vorratsspeicher 6 oder 8 erfolgt auf der Blockbasis, während der Datenaustausch zwischen einer Rechenanlage und ihrem zugehörigen Vorratsspeicher dagegen auf der Uortbasis stattfindet. In typischer Weise kann ein Block aus 16 Wörtern und Jedes Wort aus 36 Bits aufgebaut sein. Jeder Block innerhalb eines Vorratsspeichers besitzt einen Adressen-Anzeiger, dem die Blockadresse des Hauptspeichers entspricht, die in jener Blockposition des Vorratsspeichers zugegen ist.

Nachdem zuvor die Organisation des Systems mit der Erfindung erörtert ist, sei nun seine Arbeitsweise betrachtet.

Aus der Figur 1 und dem Flußdiagramm der Figuren 5a, 5b und 5c läßt sich die Art und Weise entnehmen, in der eine gegebene Rechenanlage ein spezielles Wort in ihrem zugehörigen Vorratsspeicher aufsuchen,

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also lesen kann. Zunächst sei angenommen, dsui in dem vou der Hechenanlage 2 der Figur la durchlaufenen Programm gefordert wird, es seile aua dera zugehörigen ¥orrats3peicher 6 ein Wort herausgesucht werden. Natürlich kann diese Art Operation auch in einer anderen Rechenanlage des Systems stattfinden. Die Steuerung 20 ermittelt, daß im gerade ausgeführten Befehl Daten aus dam Hauptspeicher 2 angefordert werden sollen, und erzeugt ein Leseanforderungs-Steuersignal, das in die Steuerung 34 des Verratsspeichers 6 über die Leitung 36 Übertragen wird. Die im Adressen-Register 14 aufbewahrte Adresse des gewünschten Datenwortes wird durch das Kabel 30 dem Halteregister 24 zugeleitet. Nach ihrem Eintritt gelangen diese Adresse anzeigende Signale weiter in das Suchregister 26. Sobald die Suchkriterien im Suchrtgister 26 untergebracht sind, bewirkt die Steuerung 34 eine gleichzeitige {parallele} Durchsuchung aller iia Speicherabschnitt 22 vorhandenen Blockadrössen, ob dort der Block, der das gesuchte tfort enthält, vorliegt und das der Blockadresse zugeordnete Gültigkeitsbit in seinen 1-Zustand gebracht ist. Von den Detektoren des Speicherabschnittes wird ein das Antreffen oder Vermissen angebendes Signal erzeugt. Im Falle des Antreffens wird also angezeigt, daiS der gewünschte Bleck im Speicherabschnitt 22 zur Verfügung steht, worauf das angeforderte Wort dieses Blockes von de» »,'Ali-Abschnitt (Figur 3) zum jJatenregister 28 hin eingeschleust wird. Anschlieiiend laufen diese Daten in das Datenregister 16 der Rechenanlage 2 zurück, und ein Anerkenntnissignal wird von der Steuerung 34 durch den Leiter 38 zur Steuerung 2ü der Rechenanlage zurückgeleitet. Es stellt ein Hilfsmittel dar, durch das der Rechenanlage mitgeteilt wird, daß die gesuchten Daten übertragen worden sind.

Die zuvor erläuterte Arbeitsweise ist in der Figur 5a als Bahn mit Blöcken 80, 82, 84, 86, 88, 90 und 92 wiedergegeben, wobei die Annahme gemacht ist, daß der das angeforderte Wort enthaltende Block im Speicherabschnitt 22 des Vorratsspeichers zu der Zeit vorhanden war, als das Leseanforderungs-Steuersignal über die Leitung 36 zu ihm herange-

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führt wurde. Nunmehr sei angenommen, daß der das gewünschte /fort enthaltende Block im Verratsspeicher fehlt und beim Abfragen des Speicherabschnittes 22 ein das Vermissen angebendes Signal erzeugt wird. In der Figur 5a wird dieser Fall durch sine mit Nein bezeichnete, aus dem Block 86 austretende Bahn dargestellt, die zu einem Block 94 führt· Wenn also das gerade gesuchte Wort im Speicherabschnitt 22 fehlt, mui es natürlich im Hauptspeicher 12 aufgesucht werden. Es besteht jedoch keine direkte Verbindung zwischen dem Hauptspeicher 12 und der Rechenanlage 2, so daß jede Datenübertragung über den zugeordneten Vorratsspeicher 6 erfolgen huü. Dementsprechend wird geprüft, ob dor Speicherabschnitt 22 gefüllt ist, damit im positiven Falle ein Raum verfügbar gemacht v/erden kann, in den der Block hineinpaßt, der das gewünschte, aus dem Hauptspeicher 12 zu empfangende »/ort enthält. Bei dieser Prüfung wird der Speicherabschnitt 22 des Vorratsspeichers, der der anfordernden Rechenanlage zugeordnet ist, darauf untersucht, ob in einem beliebigen Blockadressen-Hegister des CAM-Abschnittes (Figur 3) das Gültigkeitsbit V=O ist, was eine ungültige Eingabe bedeutet. Hierbei werden alle Bits im Suchregister 26 mit Ausnahme des am äußeren Knde, also des Bits V ausgeblendet (abgeschirmt),und dann erfolgt eine parallele Durchsuchung der Blockadressen des CAU-Abschnittes.Von einem in einer speziellen Leitung Kq, M,, LL** ······"*. auftretenden Signal wird angezeigt, daß das Gültigkeitsbit V bei jener Blockadresse null ist und der mit dieser Adresse versehene Block keine Gültigkeit weiterhin besitzt und somit ersetzt werden kann« Diese Folge von Vorgängen geben Blöcke 94, 96 und 98 der Figur 5a an.

Falls die Prüfung ergibt, daß kein Gültigkeitsbit V der Blockadressen des CAM-Abschnittes null ist, muß die Entscheidung getroffen werden, welcher Block zur Schaffung des Raumes für die neue Eingabe im CAU-WAU-Schaltungselement beseitigt werden soll.

liehrere Lösungen stehen für die Entscheidung zur Verfügung, welcher Datenblock des Vorratsspeichers außer Gebrauch gesetzt werden soll,

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wenn neue Informationen in einen bereits gefüllten Vorratsspeicher eingegeben werden sollen; für die Folge von Schritten, die durch die Steuerungen des Vorratsspeichers zum Ausfindigraachen von Platz für neue Eingaben zur Anwendung kommen, wird der Begriff "iSr sat ζ-Algorithmus" benutzt. Eine erste Lösung liegt darin, daß derjenige Posten, der am längsten im Vorratsspeicher verweilt hat_} für den Ersatz ausgesucht wird. Bei einem anderen Schema können die verschiedenen Datenblöcke des Vorratsspeichers unter Mitwirkung von Eingaben in eine Tätigkeitsliste entsprechenden Blöcken des Hauptspeichers zugeordnet werden. Die Liste wird unter dem Gesichtspunkt geordnet, daß der Block, auf den zuletzt vom Programm der Rechenanlage zugegriffen wurde, an den Anfang der Liste gesetzt v/ird. Infolgedessen gelangen die Eingaben in die Tätigkeitsliste, die sich auf Blöcke beziehen, auf die weniger zugegriffen wird, an den Schluß der Tätigkeitsliste. Falls dann der gewünschte Block nicht im Vorratsspeicher vorliegt und dieser bereits mit gültigen Eingaben gefüllt ist, wird der Block, auf den zuvor während der längsten Zeit nicht zugegriffen wurde, von der Eingabe ausgeschlossenο

Es können noch andere Ersatz-Algorithmen betrachtet werden, bei denen zum Ersatz der Block ausgesucht wird, auf den am wunigsten zugegriffen wird. Dieser verträgt sich am besten mit dem Aufbau des Vorratsspeichers, der nur deshalb so vorteilhaft ist, weil die von den Rechenanlagen direkt ausgeführten Programme hinsichtlich ihrer Adressierung nicht willkürlich sind, sondern aufeinanderfolgende Adressen in sich schließen, die nur gelegentlich von Sprungbefehlen unterbrochen werden, die die Programmschritte auf eine Reihe anderer aufeinanderfolgender Adressen ableiten.

Aus Zweckmäßigkeit ist die bevorzugte Ausführungsform und beste Art, den Ersatz-Algorithmus durch Geräte zu verwirklichen, einfach die, in der Steuerung 34 des Vorratsspeichers einen m-stufigen Zähler vorzusehen, wobei ^ gleich oder größer als die Aufnahmefähigkeit

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in den Blöcken des Vorratsspeichers ist· Jedesmal wenn eia nouer Block Informationen in den UAK-Abschnitt eingelassen und seine zugehörige Adresse in den CAM-Abschnitt (Figur 3) eingeschrieben wird, rückt der Zähler um einen Schritt vor, so daß man sagen kann, daß der Inhalt des m-stufigen Zählers ein Anzeigewort bildet, das den zu ersetzenden Block im Vorratsspeicher stets identifiziert. VJenn bei der Suche nach den Gültigkeitsbits ein ungültiger Block für den Ersatz nicht angezeigt v/erden kann, wird das Anzeigewort überprüft und der iron ihin identifizierte Block zum Ersatz ausgewählt. Ein solcher Ersatz erfolgt tatsächlich in der Weise, daß die Adresse des vom Anzeigewert identifizierten Blockes in das Suchregister 26 eingelassen und das Gültigkeitsbit V dieser Blockadresse gelöscht wird. Das Ersatz-Anzeigewort üiird dadurch auf den neuesten Stand gehalten, üau aur vorherigen Zahl des m-stufigen Zählers der Wert +1 während der Seitspanne addiert wird, in der die neue Eingabe gerade in den von der vorherigen Zahl festgelegten Spalt eingegeben wird (Block 100 der Figur 5a)· Somit läuft der Ersatz-Zähler durch die Blockadressen-Segister hindurch; wenn eine Eingabe in den letzten Registerplatz vorgenommen wird, zeigt der Zähler dann gerade auf den Platz O als nächste zu ersetzende Eingabe,

Als nächstes muß ermittelt werden, ob das Änderungsbit C der Blockadresse für den zu verwerfenden Block gesetzt ist; hierdurch wird angezeigt, daß ein oder mehrere Informationswörter dieses Blockes gegenüber denjenigen abgeändert sind, die im entsprechenden Block dee Hauptspeichers vorliegen. Gemäß der Figur 3 geschieht dies durch eine Inpulsgabe an der Lese-/Suchklemme und der Eingabe-Leitung D_Q, D₁, D₂

,D der Adresse dieses Blockes und durch Prüfen der Ausgangssign

nale in der dem Änderungsbit C zugehörigen Bitleitung. Sobald festgestellt ist, daß das Änderungsbit für den Block im CAM-Abschnitt des Vorratsspeichers gesetzt ist, gibt die anfordernde Rechenanlage unmittelbar ein Schreibanforderungs-Steuersignal an den Hauptspeicher ab, um diesen Block des Hauptspeichers auf den neuesten Stand zu bringen.

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Die Art und rfeise, in der der letzte Schritt durchgeführt wird, wird noch in Verbindung mit dem Schreibvorgang erklärt. Sobald festgestellt ist, daß das Xnderungsbit C nicht gesetzt ist, würde der Schritt, eine Anforderung zum Schreiben einzuleiten, umgangen werden, wie Blöcke 102 und 104 der Figur 5a anschaulich machen.

In Flußdiagramm der Figur 5b folgt der Ermittlung des zu ersetzenden Blockes der Schritt gemäß einem Block 106, in dem die Adresse des zu verwerfenden Datenblockes, die bei der Ausführung des Ersatz-Algorithmus erstellt wird, also im Suchregister 26 des Vorratsspeichers 6 festgehalten wurde, in das Suchregister 58 der CACilT-Liste 10 eingeschleust wird· ICLt Hilfe dieser Information wird dann der Speicherabschnitt 56 abgefragt, um zu bestimmen, ob dieser Block ait der zu beseitigenden Information sonst noch im System, z. B. in einem Vorratsspeicher, der zu einer anderen Rechenanlage gehört, oder im Hauptspeicher 12 enthalten ist. Bei dieser Abfragung entsteht wieder ein das Antreffen oder Vermissen angebendes Steuersignal, von denen das letztere zur Erzeugung eines Fehlerunterbrechungssignals führt, da in Gegegenwart eines Blockes in einem Vorratsspeicher notwendigerweise eine ihm entsprechende Eingabe in der GACMT-Liste vorhanden sein muli. Im Falle eines das Antreffen angebenden Signals wird das Steuerwort aus der Adresse plus Kennbits vom Speicherabschnitt 56 in das Datenregister 6o übertragen. Die Steuerung 62 überprüft die Rechenanlagen-Identifizierbits dieses Steuerwortes mit Hilfe eines Zuordnungs-Hetzwerkes, um zu bestimmen, ob der Vorratsspeicher, der mehreren Rechenanlagen zugeordnet ist, den zu verwerfenden Block enthält. Diese Vorgänge sind in Blöcken 108, 110, 112 und 114 des Flußdiagramms der Figur 5b angegeben.

Wenn die Steuerung 62 feststellt, daß mehrere Rechenanlagen den Block zu beseitigender Informationen enthalten (Block 116), müssen das Identifizierbit P der Rechenanlage und das Xnderungsbit C des Steuerwortes bei dieser Adresse des Speicherabschnittes 56 gelöscht werden (Block

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118). Gemäß der Figur 4 befindet sich das Identifizierbit Im Xennfeld der Steuerwörter, die im Speicherabschnitt 56 der anfordernden Einheiten gespeichert sind, also im Feld von P_Q bis P_n; die Ein-/Ausgabe -Einrichtungen des Systems verfügen somit über ein Identifizierbit l/O_Q bis 1/O_n in jedem Steuerwort.

Falls die Prüfung ergibt (Block 116 der Figur 5b), daü der zu verwerfende Block allein im Vorratsspeicher der anfordernden Rechenanlage und in keiner anderen enthalten ist, wird die Eingabe des Zustandssteuerwortes in die CACKT-Liste 10 entsprechend dem für den Ersatz ausgesuchten Block einfach dadurch beseitigt, daii sein Gültigkeitsbit gelöscht wird (Block 120). Unabhängig vom Ergebnis der Durchsicht bei den Identifizierbits der Rechenanlage im Zustandssteuerwort für den zu ersetzenden Block muß die neue Blockadresse, die von der anfordernden Rechenanlage erzeugt wird (und im Schritt des Blockes 82 der Figur 5a in das Halteregister 24 des Torratsspeichers eingelassen war), vom letzteren zum Suchregister 26 und von dort an den ungefüllten Platz in der Reihe der Blockadressen im CAM-Abschnitt (Figur 3) gebracht werden. Nach diesem Vorgang (Block 126 der Figur 5b) wird der Inhalt des Halteregisters 24 des Vorratsspeichers zum Suchregister 58 der CACIiT-Liste durch das Kabel 50 übermittelt, das an der Öffnung O der CAGMT-Liste 10 angeschlossen ist (Block 122 der Figur 5b). Sobald sich diese Adresse im Suchregister 58 befindet, wird der Speicherabschnitt 56 parallel abgefragt, und es wird festgestellt, ob das Zustandssteuerwort für den ursprünglich angeforderten Datenblock in diesem Speicherabschnitt 56 enthalten ist (Block 124 der Figur 5c). Im positiven Falle ergibt ein das Antreffen anzeigendes Bit an jener Adresse eine Übertragung des Zustandssteuerwortes zum Datenregister 60 und zur Steuerung 62.

In den meisten Rechenautomaten, die ein mehrfaches Programmieren und/ oder Verarbeiten der Daten ermöglichen, werden Prüf- und Setzbefehle benutzt, um festzustellen, ob ein Zugriff auf mehrere Datensätze zu-

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It

lässig ist. Diese Befehle prüfen, setzen oder löschen in typischer Weise bestimmte Anzeigebits des Steuerwortes» um die Zugriffsrechte zu jenen Daten zu ermitteln. Gemäß der Erfindung ist die Arbeitsweise der CACIIT-Liste beim Anzeigen der Kombination von Rechenanlage und Vorratsspeicher, um einen von einer anderen Äechenanlage abgeänderten Datenblock ungültig zu machen, oder beim Anzeigen der Kombination von Rechenanlage und Vorratsspeicher, um ihre geänderten Daten rückzuspeichern, wenn eine andere Rechenanlage diesen gleichen Block Informationen angefordert hat, in idealer VTeise an die Bearbeitung der Prüf- und Setzbefehle angepaßt. Das Änderungsbit C des Zustandssteuerwortes (Figur 4) wird geprüft« Falls es gesetzt ist, zeigt es der anfordernden Hechenaniage an, daß eine andere Rechenanlage laufend eine Informationsänderung in dem jenem Zustandssteuerwort zugeordneten Block bewirkt, so daß eine Verzögerung herbeigeführt wird. Die anfordernde Rechenanlage muß also warten, bis der gerade gesuchte Block von der speziellen Rechenanlage freigegeben wird, die die Änderungen dieses Blockes herbeiführte. Anstatt in diesem Fall das gesamte System zusammenzuschalten, eigasliaiert die Liste 10 der Rechenanlage, die den Setzzustand dieses Anderungsbit bewirkt hatte, daß eine andere Rechenanlage gerade zum Zugriff auf denselben Block Informationen auffordert, und daß die abändernde Rechenanlage diesen Block unmittelbar in den Hauptspeicher rückspeichern und das Änderungsbit löschen muß, damit einer zweiten Rechenanlage eine Gelegenheit zum Zugriff auf die geänderte Information gewährt werden kann (Blöcke 132 und 134 der Figur 5c).

Gemäß der früheren Annahme ruht das Zustandssteuerwort für den angeforderten Block in der CACLiT-Liste, so daß das Änderungsbit überprüft werden könnte. Falls das Durchsuchen der letzteren ergibt, daß das Zustandssteuerwcrt dort nicht vorhanden ist, muß da ein neues gebildet werden, was durch eine Übertragung des Inhaltes des Suchregisters 56 an den ersten Platz der CACIIT-Liste geschieht, in der das Gültigkeit sbit gelöscht wird. Viie erinnert sei, wurde bei der Ausführung

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des Schrittes geraäii deui Block 113 oder 120 der Figur 5b das Gültigkeit sbit V in mindest einem der in der CACiIT-Liste enthaltenen Zustandssteuerwörter gelöscht« Somit ist sichergestellt, daß an zumindest eineiu Platz der CACuT-Liste das Gültigkeitsbit null iat. Bei dar Bildung des neuen Zustandssteuerwortes in der CAC-iT-Liste zur Vorbereitung des Heraussuchens eines Blockes Informationen aus den. Hauptspeicher werden das Identifizierbit der ftechenanlagen für die anfordernde Rechenanlage und das Anforderu-igsbit U für diesen 31ock gesetzt,"wie als Blöcke 136 und 133 in der Figur 5c gezeigt ist. Dadurch da* das Anforderuagsbit H im einem Block zugeurdneton Zustandssteuerwort gesetzt wird, wird eine beliebige andere anfordernde iiecheiianlage des Systems unterrichtet, daü eine erste Rechenanlage auch sehen angefordert hat und gerade auf die Ankunft des gewünschten Blockes aus dei.i Hauptspeicher wartet.

dar ursprünglichen Annahme, daii die Hechenanlaße 2 die gerade anfordernde ist, wird durch das Setzen des Identifizierbit Pq bei dieser Adresse der CAGI-iT-Liste angezeigt, dak die anfordernde Rechenanlage gerade herangeht, diesen Block Informationen zu benutzen. Als nächstes wird das Leseanforderuncs-Steuersignal über das Kabel 76 su den Steuerungen 72 des Hauptspeichers 12 übertragen, llit Hilfe dieses Signals wird dem Hauptspeicher mitgeteilt, dal» ein Vorratsspaicher einen von einer Rechenanlage angeforderten Block Informationen zu empfangen wünscht, der aber nicht im zugehörigen Vorratsspeicher vorgefunden wurde. Jährend das Leseanforderungs-Steuersignal über das Kabel 76 an die Steuerungen 72 abgegeben wird, wird die im Suchregister 26 des Vorratsspeichers 6 aufbewahrte Blockadresse zu dem dan Vorrang auswertenden Schaltnetzwerk 40 der CACIiT-Liste 10 hindurchgelassen (Block 140 der Figur 5c).

Sobald die Adresse des gewünschten Blockes Informationen und ein Anforderungssignal dem Hauptspeicher 12 dargeboten werden, wird der bei der vorgeschriebenen Adresse aufbewahrte Block Informationen vom Hauptspeicher aus in das Datenregister 70 ausgelesen und von dort

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über das Schaltnetzwerk 40 und das Kabel 54 zum Datenregister 28 des der anfordernden Rechenanlage zugeordneten Vorratsspeichers übertragen. Sobald dies geschehen ist, wird in der Steuerung 34 ein Befehl erzeugt, der bewirkt, daß der neue Bleck Daten an den richtigen Plätzen des \ΖΑϊ·Ι-Abschnittes des Vorratsspeichers bei dsr Adresse eingeschrieben wird, die im Suchregister 26 festgehalten wird. Somit wird der spezielle Block Daten, der das gewünschte, von der Rechenanlage angeforderte l/ort enthält, mit Hilfe des Vorratsspeiehers rom Hauptspeicher aus jener Rechenanlage zur Verfugung gestellt. Diese Schritte sind in der Figur 5c durch Blöcke 142 und 144 angegeben.

Iiach dem Einspeisen des gewünschten Datenbloekes in den Vorratsspeicher der anfordernden Rechenanlage wird das Gültigkeitsbit V für diesen Block im Speicherabschnitt 22 gesetzt, und das Ahforderungsbit R (Figur 4), das im Steuerwort des Speicherabsclmittes 56 enthalten ist, ίαιχύ gelöscht werden, wodurch angezeigt wird, daß der angeforderte Block Informationen aus dem Hauptspeicher empfangen und im Speicherabschnitt 22 vorhanden ist. Fernerhin muß das Gültigkeitsbit V in dem diesem neuen Block zugeordneten Zustandssteuerwort in der CACkT-Liste gesetzt werden, um anderen anfordernden Rechenanlagen anzuzeigen, daß der zur Rede stehende Block gültig ist.

Gemäß den Blöcken 150 und 152 der Figur 5c werden die Daten vom Vorratsspeicher 6 über das Datenregister 28 und das Kabel >2 in das Da-' tenregister 16 der anfordernden Rechenanlage 2 befördert, damit das Datenwort bei der Ausführung des in der Rechenanlage 2 ablaufenden Programms verwendet werden kann.

Nun seien nochmals die Steuersignale in den Steuerleitungen'46 und 48 der Figur 1 betrachtet. Als der Ersatz-Algorithmus des Vorratsspeiehers zur Schaffung von Raum für eine neue Eingabe angerufen wurde, lief die Adresse des wegfallenden Blocks vom Suchregister 26 des Verrat sspei eher s über ein Verknüpfungsglied in das Suchregister 58

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«Γ

der CACIiT-Liste 10 hinein. In diesem Zeitpunkt wird ein Blockbese:·.-tigungs-Anforderungs-Steuersignal von der Steuerung 34 des Vorratsspeichers über die Steuerleitung 46 an die Steuerung 62 der CAChT-Listfc gegeben. Nachdem der zu beseitigende Block im Vorratsspeicher gelöscht ist, unterdruckt die CACkT-Liste den Posten im Sijeicherabschnitt 56 oder löscht das Identifizierbit der Rechenanlage in Abhängigkeit davon ob im ersten Fall mehrere Rechenanlagen als nur eine Jene Information enthielt. Dann wurde es notwendig, die Adresse der ursprünglichen Anforderung vom Halteregister 24 des Vorratsspeichers zu»a Suchregister 58 der CACMT-Liste zu Übertragen, damit der Speicherabschnitt 56 parallel durchsucht werden konnte, ob er das Steuerwert mit der Adresse des ursprünglich angeforderten Blockes enthält· Gleichzeitig wird ein Steuersignal zur Blockanforderung aus der CACi-IT-. Liste von der Steuerung 34 des Vorratsspeichers 6 über die Steuerleitung 43 zur Steuerung .62 der CACIiT-Liste 10 übermittelt.

Folglich bewirken die Steuersignale in den Steuerleitungen 46 und-43 eigentlich den Einlaß der Adresseninforuation in das Suchregister 58, um zur Bestimmung, ob eine Übereinstimmung mit jener Adresse im Speicherabschnitt 56 vorhanden ist, den Vergleich einzuleiten.

Wenn zu Anfang die Rechenanlage 2 ein spezielles Datenwort wünschte und seine Anforderung auf dasselbe abgab, erschien in der Steuerleitung 36 ein Lese-ZSchreibanforderungs-Steuersignal, das in den zugehörigen Vorratsspeicher 6 eintritt. Sobald feststand, daß dort die Information für die anfordernde Rechenanlage verfügbar war, oder im Falle des Vermissens, daß also die gesuchte Information irgendwo im System vorhanden viar_t wenn also diese Information schließlich im Vorratsspeicher der anfordernden Rechenanlage zur Verfügung stand, wurde ein Anerkenntnissignal von der Steuerung 34 über die Steuerleitung 38 zur Steuerung 20 der Rechenanlage rückübertragen. Mt Hilfe dieses Anerkenntnissignals wird der anfordernden Rechenanlage 2 mitgeteilt, daß sie eine Überführung der Daten vom Datenregister 28 zua

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Datenregister 16 erwarten kann und mit dem Abruf des nächsten Befehls beginnen soll.

Das den Vorrang auswertende Schaltnetzwerk 40 ist ein übliches Gerät, das in Systemen angewendet wird, in denen mehrere Rechenanlagen, mehrere. Ein-/Ausgabe-Steuerungen und/oder Speicher arbeiten. Im Rechenautomaten gemäß der Erfindung wird festgelegt, ob die Rechenanlage 2 oder 4 unter der Steuerung der CACI-IT-Liste 10 und. sehlieulich des Hauptspeichers 12 steht. Vom Schaltnetzwerk 40 werden ferner die angeforder-ten Adressen und Daten vom Hauptspeicher 12 zur steuernden Rechenanlage und zum Vorratsspeicher ssurückgegeben, der diese Informationen angefordert hatte.

Hachdem die Art und Weise, in der eine Rechenanlage Informationen aus ihrem zugehörigen Vorratsspeicher oder Hauptspeicher auslesen kann, falls der Vorratsspeicher nicht das gewünschte Wort enthält, erläutert ist, sei nun betrachtet, wie eine neue in einer Rechenanlage erzeugte Information in dan ihr zugeordneten Vorratsspeicher und Ten dort in den Hauptspeicher eingeschrieben werden kann, in dem sie den anderen Rechenanlagen des Systems mit Hilfe der diesen zugehörigen Vorratsspeichern zur Verfügung gestellt wirdr Wie Jedoch beachtet sei, ist das zur Rede stehende System blockorientiert; die Daten werden also auf der Basis von Blöcken und nicht als einzelne Wörter übertragen. Während des Schreibvorganges muß häufig auf einen ganzen Block zugegriffen werden, falls man nur ein einzelnes Wort in dem betreffenden Block abzuändern oder zu überschreiben wünscht.

Bei der anschließenden Erläuterung des Schreibvorganges ist die Annahme gemacht, daß die Rechenanlage 4 (anstatt 2} ein neues Datenwort in einen Block einzuführen wünscht. In derselben rfeise, wie beim Lesevorgang die Rechenanlage 2 nur als Beispiel gewählt war, soll für die Erörterung des Schreibvorganges die Rechenanlage 4 benutzt werden, obgleich die Rechenanlage 2 genauso arbeiten würde.

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Mit der Abgabe des Schreibanforderungs-Steuersignals in der Sfceuerleitung 36 wird der Schreibvorgang der Rechenanlage 2 eingeleitet, wie in einem Block 154 der Figur 6a angegeben ist. Hierdurch wird die Adresse des Blockes, in dein das neue Datenwort eingeführt werden sollj vom Adressen-Register 14 der Rechenanlage 4 zum Halteregister 24 des Vorratsspeichers und von dort sum zugehörigen Suchregister 26 befördert {Block 1$6}* Die erste durchzuführende Prüfung (Block 158) ist die Bestimmung, ob der angeforderte Block im Vorratsspeicher 8 ruht, der der Rechenanlage 4 zugeordnet ist. Hierbei werden die Blockadressen im GAII-Abschnitt des Vorratsspeichers parallel durchsucht und daraufhin geprüft, ob eine dieser Blockadressen mit derjenigen übereinstimmt, die von der Rechenanlage 4 in das Suchregister 26 eingespeist ist. Gleichzeitig wird das Gültigkeitsbit V bei jeder Blockadresse ait dem Gültigkeitsbit V verglichen, das sich im !-Zustand inerhalb des Suchregisters 26 befindet (Block I60 der Figur 6a). Im Falle, daß die im CAM-Abschnitt aufbewahrte Blockadresse in jeder Hinsicht mit den Adressen-Kriterien des Suchregisters 26 Übereinstimmen sollte, aber das Gültigkeitsbit für eine solche Blockadresse 0 (und nicht 1) ist, bedeutet dies, daß ein oder mehrere im WAH-Abschnitt (Figur 3) gespeicherte Wörter nicht mehr gültig sind und ersetzt werden müssen·

Angenommen daß der angeforderte Block sich im Vorratsspeicher befindet und sein Gültigkeitsbit eins ist, wird vom Speicherabschnitt 22' ein das Antreffen angebendes Signal an die Steuerung 34 des Vorratsspeichers 8 abgegeben. Sobald es von der Steuerung erkannt ist, werden die im Datenregister 16 der Rechenanlage aufbewahrten Daten durch das Kabel 32 zum Datenregister 28 des Vorratsspeichers 8 überführt (Block 162 der Figur 6a). Unter der weiteren Steuerung der Lese-/ Schreibschaltungen der Steuerung 34 wird das neue Datenwort aus dem Datenregister 28 in den Speicherabschnitt 22 an den Platz des obersten Uortes innerhalb des gewählten Blockes eingeschrieben, wobei die Plätze des i/ortes und Blockes durch die Adressensignale im Suchregister 26 bezeichnet sind (Block I64 der Figur6a).

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Nach der Eingabe eines neuen Datenwortes an seinen Platz im vorgeschriebenen Block wird bestimmt, ob das Änderungsbit C der im Suchregister 26 (Figur la) aufbewahrten Blockadresse zuvor gesetzt war (Block 166). Im positiven Falle ist der Schreibvorgang beendet» Ansonsten müssen dieses Änderungsbit C (Block 168) und das des Zustandssteuerwortes für diesen in der CACIIT-Liste untergebrachten Block gesetzt sein, damit sie anzeigen, daß eine andere Rechenanlage oder eine andere Ein-/Ausgabe-Steuerung auf den entsprechenden Block des Hauptspeichers zugreifen will, der nicht länger die laufende Information enthält; daher muß die spezielle, für diese Abänderung verantwortliche Rechenanlage die neue Information in den Hauptspeicher einschreiben, damit sie den anderen anfordernden Rechenanlagen des Systems zur Verfügung steht. Gemäß den Blöcken 170 (Figur 6a), 172, 174, 176, 178 und 180 der Figur 6b wird in den dort angegebenen Schritten das Änderungsbit C der Zustandssteuerwörter in der CACHT-Liste auf den neuesten Stand gebracht· Die Adresse des neuesten Blokkes wird vom Halteregister 24 über das Kabel 50 und das den Vorrang auswertende Schaltnetzwerk 40 in das Suchregister 58 der CACKT-Liste überführt. Dann wird das parallele Heraussuchen aus dem Speicherabschnitt 56 zur Bestimmung eingeleitet, ob ein Zustandssteuerwort mit demselben Adressen-Anzeiger wie die Adressen-Signale im Suchregister 58 innerhalb des Speicherabschnittes 56 vorhanden sind. Im negativen Falle liegt ein Fehler vor, da gemäß dem Aufbau des Systems ein Zustandssteuerwort in der CACMT-Liste für jeden Block vorhanden sein muß, der im Vorratsspeicher ruht. Sobald der Platz des erwünschten Zustandssteuerwortes im Speicherabschnitt 56 gefunden ist, werden die Schreibeinblend-, die passende V/ortadressen- und Bitleitungen erregt, damit das Änderungsbit C des vorgeschriebenen Zustandssteuerwortes (Figur 4) gesetzt wird (Block 176 der Figur 6b).

Als nächstes werden die Identifizierbits Pq, P·^, p2»«-««»P_n der Rechenanlagen und l/0_Q, I/O^, 3-/^_n ^der S^teuereinr*^ch^tunS^en dieses

Zustandssteuerwortes zur Bestimmung abgetastet, ob der fragliche

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Slock im Vorratsspeicher einer anderen anfordernden iieehenanlage des Systems vorhanden ist (Block 178). In einem solchen Fall führt die Steuerung 62 über die Leiter 43» an die die Steuerungen 34 des Vorratsspeichcirs angeschlossen sind, in Jfcin d«r abzuändörndö Block enthalten ist, ein Steuersignal ab, das das Ungültigkeits-Plipflop (nicht gezeigt) setzt» das in den vorgeschriebenen Steuerungen des Vorratsspeichers enthalten ist« Zusätzlich zu dem Steuersignal für die Anforderung eines ungültigen Blockes eupfängt der Vorratsspeicher die Adresse des gerade geänderten Blockes über das Kabel 52 aus dfciu Suchregister 58 der CACHT-Liste· Diese Blockadresse wird in das Suchregist er 26 des passenden Vorratsspeichers eingelassen. Dann werden die Blöcke durchsucht und für diese Eingabe in den Vorratsspeicher das Gültigköitsbit V gelöscht. Zugleich wird auch das Identifizierbit P der Reche.ianlage in der Eingabe zur entsprechenden CACi-iT-Liste gelöscht. Daher ergibt sich aus der nachfolgenden Anforderung für diese Information aus der ßechenanlage η die Feststellung, daa die Information nicht im Suchspeicher dsr Rechenanlage η enthalten ist, so daß der Hauptspeicher ausgelesen werden muk, um die neueste Information für den Verratsspeicher η abzunehmen.

Hier.Oit wird die Erläuterung des Schreibvorganges in einem Rechenautomaten mit mehreren Rechenanlagen und Verratsspeiehern beendet, wenn der abzuändernde Block im Vorratsspeicher der aktiv anfordernden Uechenanlage ruht. Nunmehr seien die zusätzlichen Arbeitsschritte beschrieben, die sich dann ergeben, falls der abzuändernde Datonblock zu Anfang nicht im Vorratsspeicher der anfordernden Rechenanlage vorhanden ist. Gemäß der Figur 6a laufen die v/eiteren Arbeitsgänge dann auf der rechten Seite längs der iiarkierung "tfein" vom Block 153 aus weiter.

.7enn man die Flußdiagramrae der Figuren 5 und 6 vergleicht, erkennt man die Identität von Blöcken 182 bis 234 der Figur 6 mit den geradzahligen Blöcken 94 bis 146 der Figur 5. Da diese Arbeitsvorgänge

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in Verbindung mit dem LeseVorgang bereits vollständig beschrieben sind, brauchen sie daher in Verbindung .nit dem Schreib Vorgang nicht nochmals erläutert zu v/erden. Es erscheint ausreichend anzugeben, daä bei den Vorgängen der Blöcke 182 bis 188 der Figur 6a ein Platz im Vorratsspexchfcr geschaffen wird, an dem ein neuer Block aus dem Hauptspeicher eingesetzt werden kann; in den Schritten gemäß den Blöcken l$/0 und 192 wird der Hauptspeicher auf den neuesten Stand gebracht, wenn sich der zu verwerfende Block voa seinem Gegenstück im Hauptspeicher unterscheidet; in den weiteren Schritten der Blöcke 1S4 bis 206 der Figur 6b wird das Zustandssteuerv/ort in der CACkT-Liste für den zu verwerfenden Block auf den neuesten Stand g&bracht, um die Aufnahme eines Krsatzzuatands-Steuerwortes für einen neuen, aus deia Hauptspeicher 12 auszusuchenden Blockes vorzubereiten. Bei dem Vorgang gemäß dem Block 210 wird die Blockadresse im CAM-Abschnitt des Vorratsspeichers erstellt, urn festzulegen, wo die neue Information aus dem Hauptspeicher im ./Ai-I-Abschnitt untergebracht werden soll; in weiteren Arbeitsschritten gemäß den Blöcken 212 bis 228 trifct ein neues Zustandssteuerwort (Figur 4) in der CACkT-Liste für den neuen Block Informationen ein, der in den Puffer des Vorratsspeichers eingebracht werden soll, der zur aktiven, anfordernden Rechenanlage gehört; schließlich wird in den Stufen der Blöcke 230 bis 234 der neue Block Informationen aus dem Hauptspeicher 12 über das den Vorrang auswertende Schaltnetzwerk 40 zum Datenregister 28 der anfordernden Rechenanlage hin ausgelesen, und der neue Block wird in den Bereich des WÄü-Abschnittes des Vorratsspeichers eiageschrieben, der zu seiner Aufnahme vorbereitet ist.

Sobald der einzuschreibende 31ock im -tfAl-i-Abschnitt des Vorratsspeichers ruht, der zur anfordernden Uechenanlage gehört, werden die Gültigkeits- und Änderungsbits der Blockadresse in CAH-Abschnitt des Vorratsspeichers gesetzt, um anzugeben, dais der fragliche Block Informationen gültig ist und bereitsteht, sich einer Änderung zu unterziehen, die ihn von seinem Gegenstuck im Hauptspeicher 12

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unterschiedlich maeht· Anschließend wird das Zustands3teuc3rwo.<t ira Speicberabsehnitfc 56 der CACUT-Liste lait deiasölben Blockadressen~Anzeiger wie der gewählte Block ii.i Vorratss^eicher dadurch auf den neuesten Stand gebracht, dato das Änderungsbit C und das Gültigkeitsbit Y gesetzt werden und das Änfordörungöbit Ü gelöscht wird, was in den Blöcken 236 und 238 der Figur 6c gezeigt wird.

Beira Schreibvergang wird der Inhalt des Dabenregisters 16 in der Eechenanlage in das Datenregister 28 des zugeordneten Vorratsspeichers

eingelassen, so daa er an den Eingabe-Leitungen Dq, D,, D₂, D des

rfAM-Abschnittes für den vorgeschriebenen Block erscheint· Wenn ein impuls auf die Schreibeinblendleitung gelegt wird, tritt der Inhalt . des Datenregisters 28 in das Wortregister des V/Ak-Absehaittes ein, das von der im Suchregister 26 festgehaltenen Adresse vorgeschrieben ist, die Vorgabe des adressierten i/crtes innerhalb des Blockes beenist ο

Bei den bekannten Vorratsspeichern, die zu Beginn dieser Beschreibung erwähnt sind, muli jedesmal, wenn die Rechenanlage einen Schreibbefehl erzeugt, ein Speicherschreibzyklus durchlaufen werden. Beim Rechenautomaten gemäfs der Erfindung wird die Information iia Hauptspeicher nur bei einer beabsichtigten Änderung auf den neuesten Stand gebracht, uad dies auch nur dann, wenn eine andere Rechenanlage auf jenen selben geänderten Block zugreifen will. Hier bietet sich der Vorteil aa, dal* dasselbe Wort mehrere i-iale vor seinem Rückschreiben in dea Hauptspeicher geändert werden kann; wenn also diese Information laehraala abgeändert wird, wird die Notwendigkeit zusätzlicher Speicherschreibayklen unigangen·

Line gegebene Rechenanlage des systems gemäß der Erfindung nimmt auf die CACl-FT-Liste bezug, um zu bestimmen, ob eine andere in ihrem Vorratsspeicher einen speziellen Block aufgenommen hat, und ob der Block geändert wurde. Im Falle einer Änderung spricht die

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auf die Anforderung der anderen Rechenanlage an und uaterrichtet die Rechenanlage, in deren-Vorratsspeicher dieser Block enthalten ist, dab er in den Hauptspeicher rückzuschrtiiben ist, damit die neue anfordernde Reehenanlage die auf den neuesten Stand gebrachten Blöcke aus dem Hauptspeicher heraussuchen kann. Für eine Übermittlung zwischen den einzelnen Vbrratsspeichern, die den verschiedenen Rechenanlagen des Systems gesondert zugeordnet sind, wurde koixi Versuch unternehmen* I-Üt anderen Worten ausgedruckt, wird die CÄCiiT-Liste abgefragt, und die Daten werden stets über den Hauptspeicher von Reehenanlage zu Rechenanlage übertragen. Obgleich es iia ersten Augenblick wünschenswert erscheinen raag, eine direkte Übertragung zwischen den Vorratsspeichern zuzulassen, erweist sich dies nicht als vorteilhaft, weil zwei oder mehrere Rechenanlagen an einer derartigen Übertragung beteiligt und somit gebunden wären. Der Grund für die Benutzung eines Vorratsspeichers im ersten Fall besteht darin, die Arbeitsweise im Zwischenraum zwischen den Rechenanlagen und dem Hauptspeicher zu beschleunigen und dabei den Durchsatz der Rechenanlagen zu vergrößern. V/enn zwei oder mehrere Vorratss^eicher am Datenaustausch innerhalb des Rechenautomaten teilnehmen, sind sie gleichzeitig beschäftigt und hindern die ihnen zugeordneten Rechenanlagen daran, Informationen zu verarbeiten, während diese Datenübertragungen gerade stattfinden.

Zusammenfassend betrachtet, wurde ein datenverarbeitendes System erläutert, in dem ein Hauptspeicher mit einer ersten Arbeitsgeschwindigkeit und mehrere einzelne Rechenanlagon vorgesehen sind, die je ihren eigenen Vorratsspeicher besitzen, der mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit arbeitet, damit der Durchsatz durch das System gesteigert wird. Um den Zugriff auf den Hauptspeicher durch eine der zahlreichen Rechenaulagen zu beeinflussen und aus ihm Informationen zu erhalten, die nicht im zugeordneten Vorratsspeicher vorhanden sein können, ist eine adressierbare CACkT-Liste vorgesehen.

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Claims (13)

1. PATENTANWALT

   H. F. E L L M E R

   6 2 7 . O S T E : N

   P 24 15900.0 FRlEDtNSSTRASGE 29/31 £ ,· _±1

   TELEFON: IDSTEIN 8237 ^

   SPERRT RAKD CORPORATION ρ 154024

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   PATENTANSPRÜCHE

   (Jj/ Rechenautomat mit mehreren anfordernden Rechenanlagen, deren Zahl der Anzahl der mit ihnen direkt verbundenen, mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Vorratsspeicher entspricht, die eine beschränkte Anzahl Blöcke mit Wörtern an ihren adressierbaren Plätzen speichern, mit einem eine große Aufnahmefähigkeit aufweisenden Hauptspeicher von größerer Zykluszeit, der an seinen adressierbaren Plätzen ein vollständiges Komplement der im Rechenautomaten verwendbaren Blöcke mit Wörtern speichert, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hauptspeicher (12) und den Vorratsspeichern (6, 8) eine den Zustand der in den Vorratsspeichern (6, 8) befindlichen Blöcke (0 bis n) mit Wörtern verfolgende Steuerschaltung (CACMT-Liste 10) vorgesehen ist, in der fortlaufend Zustandssteuerwörter aufbewahrt sind, die je sämtlichen in den Vorratsspeichern (6, 8) befindlichen Blöcken (0 bis 11) zugeordnet sind, und von der das einem gegebenen Block (O bis n) in einem Vorratsspeicher (6, 8) zugeordnete Zustandssteuerwort zumindest einmal in einer Folge, in der die in·diesem Block enthaltene Information einer Änderung unterliegt, auf den neuesten Stand gebracht wird.
2. 2) Rechenautomat nach dem Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsspeicher (6, 8) je mehrere Speicherregister (CAM-Abschnitt) zur Aufnahme von Blockadressen wiedergebenden Signalen, ein Suchregister (26) zur Aufnahme eines Adressen-Anzeigers, einen Komparator zum Vergleichen des im Suchregister (26) enthaltenen Adressen-Anzeigers mit dem Inhalt der Speicherregister (CAK-Abschnitt) und zum Erzeugen eines Signals in einer Leitung (Mq,

   M₁, M₉, M ), die demjenigen Speicherregister zugeordnet ist, das

   eine mit dem Adressen-Anzeiger übereinstimmende Blockadresse festhält, weitere Speicherregister (IfM-Ab schnitt) zur Aufnahme der Blöcke (0 bis n) mit Wörtern und einen Wähler enthalten, von dem entsprechend dem Inhalt des Suchregisters (26) und dem in der Leitung (Mq₁ M^,.... oder M ) erzeugten Signal aus den Wörtern der Blöcke (0 bis n) das gesuchte Wort auswählbar ist.

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   SPERRY RAND CORPORATION «wv ρ 154024.
3. 3) Rechenautomat nach dem Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (GACMT-Liste 10) einen xnhaltsadressierbaren Speicherabschnitt (56) zur Aufnahme der Zustandssteuerwörter, die je ein Adressenfeld und mehrere Identifizierbits (Pq, P-,,......P ) aufweisen, und eine Vorrichtung (40, 58) enthält, die nach der Prüfung,, daß eine von einer gegebenen Rechenanlage (2 oder 4) gerade gesuchte Information nicht in dem an dieser angeschlossenen Vorratsspeicher (6 oder 8) enthalten ist, den inhaltsadressiarbaren Speicherabschnitt (56) nach einem Zus.tandssteuerwort mit einem vorgegebenen Adressenfeld durchsucht, und daß eine auf das Ergebnis der Durchsuchung ansprechende Einrichtung aus den Identifizierbits (Pq, P-j_, P_n) ermittelt, ob die gerade gesuchte Information im Vorratsspeicher einer anderen Rechenanlage enthalten ist.
4. 4) Rechenautomat, nach dem Anspruch 3, dadurch ge-' kennzeichnet, daß ein den Vorrang auswertendes Schalbnetzwerk (40) zahlreiche Öffnungen (0 bis n) zum Empfang von Anforderungs-Steuersignalen aus einem oder mehreren Vorratsspeichern (6, 8) und Schaltmittel enthält, die in einem gegebenen Augenblick eine Nachrichtenverbindung zwischen dem Hauptspeicher (12) und einem der Vorratsspeicher (6, 8) herstellen.
5. 5) Rechenautomat nach dem Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß vom Suchregister (26) Adressen wiedergebende Signale aus der zugehörigen Rechenanlage (2 bzw. 4) aufnehmbar sind, daß eine mit dem xnhaltsadressierbaren Speicherabschnitt (CAli-Abschnitt) verbundene Signalisier-Einrichtung anzeigt, ob ein Block (0 bis n) mit Wörtern, der in einer vorgegebenen Beziehung zu den die Adresse wiedergebenden, im Suchregister (26) enthaltenen Signalen steht, in dem wortadressierbaren Speicherabschnitt (WAM-Abschnitt) gespeichert ist, daß als Wähler eine logische Schaltung am inhaltsadressierbaren Speicherabschnitt (CAlVI-Abschnitt) und am Suchregister (26) angeschlossen ist und ein Wortregister des wortadressierbaren Speicherabschnittes (WAM-Abschnittes) auswählt, und daß ein Datenregister (28), das am wortadressierbaren Speicherabschnitt (WAM-Abschnitt) angeschlossen ist, vorübergehend die aus dem gewählten Wortregister ausgelesenen oder in dieses einzuschreibenden Wörter festhält.

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   SPERRiRANDCORPORATION «** ρ 154024 2415900
6. 6) · Rechenautomat nach dem Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung (CACMT-Liste 10) eine Steuerung (62) auf das Ausgangssignal der Signalisier-Einrichtung und den Inhalt des Suchregisters' (58) anspricht und nach einem gegebenen Zustandssteuerwort sucht, wenn die Signalisier-Einrichtung anzeigt, daß der im inhaltsadressierbaren Speicherabschnitt (CAM-Abschnitt) gesuchte Block dort nicht vorhanden ist.
7. 7) Arbeitsverfahren des Rechenautomaten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch. gekennzeichnet, der Adressen-Anzeiger und das Anforderungs-Steuersignal von zumindest einer Rechenanlage erzeugt und an ihren zugehörigen Vorratsspeicher gesendet wird, der zur Feststellung durchsucht wird, ob sich ein Block Wörter mit diesem Adressen-Anzeiger in ihm befindet, daß im positiven Fall das Anforderungs-Steuersignal und der Adressen-Anzeiger zur Steuerschaltung (10) übertragen werden, die nach einem Zustandssteuerwort durchsucht wird, das der Gruppe Wörter einschließlich des von der betreffenden Rechenanlage angeforderten Wortes entspricht,, daß das Zustandssteuerwort zur Anzeige einer Änderung des Inhaltes an Informationen im zugehörigen Vorratsspeicher auf den neuesten Stand gebracht wird, daß das Anforderungs-Steuersignal und der Adressen-Anzeiger von der Steuerschaltung zum Hauptspeicher befördert werden, und daß aus dem Hauptspeicher die vom Adressen-Anzeiger vorgeschriebene Gruppe Wörter ausgelesen und zum zugehörigen Vorratsspeicher zu ihrer weiteren Unterbringung in diesem übertragen wird.'
8. 8) Verfahren nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bits des Zustandssteuerwortes geprüft werden, und daß beim Vorliegen einer vorgegebenen Kombination an die das Anforderungs-Steuersignal abgebende Rechenanlage signalisiert wird, daß der gerade angeforderte ^Iock Wörter für sie nicht verfügbar ist.
9. 9) Verfahren nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fehlen von nicht zugeteiltem Speicherraum im zugehörigen Vorratsspeicher, in dem eine Gruppe Wörter aus dem Hauptspeicher- aufnehmbar ist, durch einen vorgegebenen Algorithmus eine Gruppe zu verwerfender Wörter aus dem zugehörigen Vorratsspeicher

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   SPERRY RAND CORPORATION <\L ρ 154024

   ausgewählt wird, und daß das Zustandssteuerwort in der Steuerschaltung, das dieser Gruppe- von Wörtern zugeteilt ist, geändert und das Beseitigen dieser Gruppe durch den zugeordneten ¥orratsspeicher angezeigt wird.
10. 10) Verfahren nach dem Anspruch ,7, d a d u r c h gekennzeichnet, daß von der anfordernden Rechenanlage ein Datenwort in den Block Informationen mit dem Adressen-Anzeiger hineingebracht wird, daß die Steuerbits des Zustandssteuerwortes daraufhin untersucht werden, ob der Block im Vorratsspeicher zumindest einer weiteren Rechenanlage gespeichert ist, und daß dieser anderen Rechenanlage angezeigt wird, daß der durch den Adressen-Anzeiger vorgeschriebene Block geändert ist.
11. 11) Verfahren nach dem Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (10) nach einem Zustandssteuerwort mit demselben Adressen-Anzeiger wie das von der Rechenanlage gesendete durchsucht wird, und daß seine Steuerbits daraufhin untersucht werden, ob der im Hauptspeicher untergebrachte Posten Informationen dieser Rechenanlage zur Verfügung steht.
12. 12) Verfahren nach dem Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steuerbits daraufhin geprüft werden, ob der durch den Adressen-Anzeiger vorgeschriebene Block Informaticmen in dem zumindest einer weiteren Rechenanlage zugeordneten Vorratsspeicher ruht, und daß im positiven Falle dieser weiteren Rechenanlage angezeigt wird, daß sich der Block in einem gerade sich ändernden Prozeß befindet.
13. 13) Verfahren nach dem Anspruch 12,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbits des Zustandssteuerwortes, das dem Block Informationen zugeordnet ist, abgeändert werden und seine Gegenwart dem zugehörigen Vorratsspeicher anzeigen, und daß danach ein Datenwort von der Rechenanlage zu einer vorgegebenen Adresse innerhalb des Blockes Informationen übertragen wird, der nun im der· Rechenanlage zugehörigen Vorratsspeicher enthalten ist.

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