DE2626019A1 - Speichersystem - Google Patents

Description

Speiehersystem

Die Erfindung betrifft eine Rechneranlage

mit einer Datenverwendungsanordnung und einem damit über eine Datenwegleitung verbundenen Speichersystem mit mindestens einem im wesentlichen plattenförmigen Speicher, bei dem mindestens ein im Speicher vorgesehener Zyklus von Speicherstellen mit zumindest nahezu gleichförmiger Geschwindigkeit nacheinander mindestens einem zugeordneten Lese/Schreibelement zuftihrbar ist, wobei mindestens zwei gesondert adressierbare derartige Zyklen vorhanden sind und ein Zyklus eine Folge von η vollständigen Informations sätzen (Sektoren oder physikalischen Sätzen) enthält, die je von einem in einer vorbestimmten Adressenfolge

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geordneten, für den betreffenden vollständigen Informationssatz spezifischen Adressensignal selektiv aufrufbar sind, wobei ein Adressenbefehlsregister über eine Adressenleitung mit der Benutzeranordnüng verbunden ist und unter der Steuerung eines Adressenbefehlssignals vom Lese/Schreibeleraent gelesene Datensignale auf der Datenwegleitung erscheinen. Eine derartige Rechneranlage kann mit einer oder mehreren gleichförmig drehbaren, magnetisierbaren Scheiben mit einem oder mehreren Lese/Schreibköpfen pro Scheibenoberfläche ausgeführt sein. Sie kann auch mit Platten aus magnetischem Material ausgeführt sein, in dem ein quer zu den Platten gerichtetes Magnetfeld magnetische Domänen (Blasen) aufrechterhalten kann. Diese Domänen können dabei unter der Steuerung eines drehenden in der Plattenebene liegenden Feldes, längs einer Domänenführungsstruktur angetrieben werden, die aus auf der Platte aufgedampften Elementen aus Permalloy oder aus Leiterschleifen bestehen kann. Auf diese Weise können die Speicherstellen in bezug auf das Material des plattenförmigen Speichers verlagerbar oder ortsfest sein. Bei derartigen Speichersystemen ist der Zugriff zur Information zeitabhängig (beispielsweise zyklisch), was beispielsweise im Gegensatz zu den Speichern mit wahlfreiem Zugriff (random access) steht. Auch bei anderen Gattungen von Speichersystemen ist die Erfindung anwendbar.

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Ein Speichersystem der eingangs genannten Art ist aus der USA-Patentschrift 33^8213 bekannt. Diese bekannte Technik bezieht sich auf einen Scheibenspeicher nach dem sogenannten CKD-Verfahren (count-key-data-Verfahren). Dabei sind die für spätere Datenverarbeitung gespeicherten Datenelemente (Bits) gruppenweise zu sogenannten "physikalischen Sätzen" geordnet, denen jeweils zusätzliche Datenelemente vorangehen, die nur von Interesse für die Steuerung der Auswahl dieser Informationssätze auf der Speicherscheibe sind» Diese Information enthält dabei zunächst eine mit der Folge der Informationssätze in einer einzigen Spur stetig wachsende Zählerinformation zum beliebigen Auswählen eines Informationssatzes innerhalb der Satzfolge. Weiter gibt es ein Kennwort pro Informationssatz für eine auf seinen Inhalt orientierte Auswahl, Diese Kennung oder dieser Schlüssel kann beispielsweise einen Personennamen identifizieren. Weiter sind stets informationsIose Zwischenräume, beispielsweise für Synchronisierungszwecke, und zusätzliche Informationselemente zum Detektieren und/oder korrigieren von Fehlern erforderlich. Diese zusätzlichen Zwischenräume und zusätzlichen Datenelemente erfordern selbstverständlich viel Platzraum auf der Speicherscheibe.

Nach der bekannten Technik erfolgt Zugriff zu einem Informationssatz dadurch, dass die Gesamtinformation

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einer Spur während kaum mehr als einer vollen Umdrehung der Speicherscheibe gelesen wird. Dabei wird jeder vollständige Informationssatζ an der «einer Rangfolge in der betreffenden Spur entsprechenden Stelle in einem Kernspeicher mit einer 3D-0rganisation gespeichert. Genauere Auswahl innerhalb des Inhalts der. Ge samt spur erfolgt durch Adressierung des Kernspeichers. Wenn pro Spur nur ein vollständiger Informationssatζ erfordert wird, ist dabei eine verhältnismässig sehr grosse Lesezeit nötig, nämlich eine, die stets mehr als einer Umdrehung der Speicherscheibe entspricht. Gleiches gilt, wenn nur ein Teil des erwähnten vollständigen Informationssatzes benötigt wird. Ausserdera benötigt man einen komplizierten zusätzlichen Kernspeicher mit einer verhältnismässig grossen Kapazität. Der damit verknüpfte Nachteil wird bei grösserer Schreibdichte (Bits pro Länge"einer Spur) auf der Scheibe schnell grosser·

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Speichersystem mit einer grossen Informationsdichte auf der Speicherplatte zu schaffen, wobei schneller Zugriff auch zu einem Teil eines vollständigen Informationssatzes möglich ist und ein Pufferspeicher mit verhältnismässig beschränkter Kapazität ausreicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Leseelement und der Datenwegleitung eine Serienschaltung

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aus einem Datenauswahlpuffer und einem Auswahlsteuerelement hintereinander vorgesehen ist, dass die Speicherkapazität des Datenauswahlpuffers mit der Speicherkapazität mindestens eines und höchstens n/2 der in einem einzigen Zyklus dem Leseelement zugeführten vollständigen Informationssätzen übereinstimmt, die je mindestens zwei Datensätze (logical records) enthalten, wobei in einem Zyklus mindestens drei vollständige Informationssätze vorhanden sind, und dass unter der Steuerung eines Teiles der Signale des Adressenbefehlsregisters das Auswahlsteuerelement für einen vorbestimmten Teil der Datenelemente des Datenauswahlpuff er s durchlässig und für die übrigen Datenelemente undurchlässig ist. Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar bei einem Speichersystem, das Elemente v/ahlfreien Zugriffs und periodischen Zugriffs in der Adressierung verbindet. Bekannte Beispiele sind magnetische Scheibenspeicher und Magnetblasenspeicher.

Durch die Erfindung entsteht eine Rechneranlage, in der auch leicht Teile der vollständigen Informationssätze sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben zugänglich sind. Weiter entsteht durch die Erfindung eine Rechneranlage, in der auf der Datenwegleitung nur eine beschränkte Datenmenge transportiert werden muss. Dadurch kann die Datenverwendungsanordnung beispielsweise in einer langsameren Technologie als das Speichersystem

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ausgeführt sein. Auch lassen sich jetzt durch den Datenauswahlpuffer Eilsituationen vermeiden, weil der erwähnte Puffer auch den Datenaustausch mit Speicherelement und Datenverwendungsanordnung mit einem gegenseitigen Zeitunterschied ausführen kann.

Es ist dabei vorteilhaft, wenn das erwähnte Speicherelement eine drehbare Speicherscheibe ist, dass eine Steueranordnung von einem auf einer einer Anzahl zumindest nahezu konzentrisch angeordneter Spuren befindlichen Datensektor nur die darin enthaltenen Datensätze unter Sperrung von Steuerinformationselementen zum Datenauswahlpuffer durchlässt. Mit Hilfe derartiger Datensätze (logical records) entsteht eine flexible Organisation. In anderen Fällen ist es auch möglich, gerade einen Teil dieser Steuerinformationselemente mit durchzulassen. Es ist vorteilhaft, wenn die Kapazität: des Datenauswahlpuffers der Speicherkapazität mindestens zweier vollständiger Informationssätze entspricht. So ist auf verschiedenen Niveaus eine Wahl möglich. Die durchzulassende.Information kann sowohl in einem einzigen als auch in zwei verschiedenen vollständigen Datenelementen gespeichert sein.

Es ist vorteilhaft, wenn das Speichersystem eine Steueranordnung enthält, um die Datenelemente zweier nicht angrenzender vollständiger Informationssätze dem

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Datenauswahlpuffer zuzuführen und hierin aufeinanderfolgend zu speichern. Einerseits nimmt dies zwar mehr Zeit zum Füllen des vollständigen Datenauswahlpuffers in Anspruch, zum anderen gibt es auf diese Weise grössere Wahlmöglichkeiten. An sich ist zum Beispiel bekannt, aufeinanderfolgende vollständige Informationssätze nicht immer direkt aufeinanderfolgend sondern beispielsweise mit vollständigen Informationssätzen einer zweiten Folge verschachtelt (interleaved) auf der Speicherplatte zu speichern.

Vorzugsweise sind Mittel zum Aufnehmen der Datensignale aus dem Leseelement und zum Zuführen der Datensignale an das Leseelement auf der Art eines Schieberegisters vorgesehen.' Daraus ergibt sich eine ■ schnelle Organisation« Andererseits kann der Datenauswahl· puffer einen Matrixspeicher enthalten. Der wahlfreie Zugriff dieses Speichers ermöglicht die Verwirklichung einer einfachen Auswahlsteuerung.

Vorzugsweise sind weiter die Sektoren in. jeder Spur auf für jede Spur entsprechenden Tangentialkooridnaten angeordnet.

Es ist weiter vorteilhaft, dass unter der Steuerung eines Schreibbefehlssignals zunächst der Datenauswahlpuffer zum Empfangen der Datenelemente mindestens eines vollständigen Informationssatzes

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ansteuerbar ist, dass anschilessend unter der Steuerung eines Adressensignals aus dem Adressenbefehlsregisters das Auswahlelement für in einem vorbestimmten Teil des Datenauswahlpuffers zu "speichernde, über die Datenwegleitung empfangene Datenelemente durchlässig ist, um auf diese Weise die Information der gelesenen vollständigen Informationssätze zu ändern, und dass anschliessend die auf diese Weise geänderte Information durch ein Adressensignal aus dem Adressenbefehlsregister in die ursprüngliche Stelle rückschreibbar ist. Die beim Lesen erhaltenen Vorteile werden so auf analoge Weise auch beim Schreiben erhalten (write-after-read).

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielenäher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein einfaches Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Rechneranlage,

Fig. 2 den Aufbau eines Datensektors auf einer Spur einer Speicherscheibe, und

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Rechneranlage.

Fig. 1 stellt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Rechneranlage dar. Die Anlage enthält als Datenverwendungsanordnung eine Zentraleinheit (CPU) 59, die über eine mehrfache Leitung mit der Kanal-

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Steuereinheit 60 verbunden ist. In der KanalSteuereinheit befinden sich Teile 61, die /e einem Peripheriegerät zugeordnet sind. Diese Teile können spezifische Steuerwörter sowie Stellenbezeichnungen eines für dieses Peripheriegerät belegten Teiles des Arbeitsspeichers der Einheit enthalten, die nicht gesondert angegeben ist. Die Kanalsteuereinheit 60 ist über die mehrfache Leitung 62 (BUS-Leitung) mit den Anpassungseinheiten 63, 65» 67 für die Peripheriegeräte 68, 69 und 75 verbunden. Die Leitung ist beispielsweise für eine Datentransportgeschwindigkeit von 200 kBits/s eingerichtet. Die Leitung 62 kann weiter gesonderte, weiter nicht dargestellte Steuerleitungen enthalten, beispielsweise für Adressen-, Takt- und Befehlssignale. Das Peripheriegerät 68 ist zum Beispiel eine Datenverkehrsleitung. Die Anpassungseinheit 63 kann einen Teil 6h enthalten, in dem spezifische Steuerwörter zum Steuern der Datenübermittlung gespeichert sind und der dazu mit einer Anzahl der oben erwähnten Steuerleitungen spezifisch verbunden ist. Im allgemeinen ist die Zufuhr von Informationen über eine Datenverkehrsleitung nicht beeinflussbar? deswegen wird dieses Peripheriegerät höchste Priorität haben, und bei Datentransport von aussen her wird dabei die Leitung 62 unter Uebergehung anderer Peripheriegeräte angefordert werden. Sodann ist die Datenzuführungsgeschwindigkeit bis zu einer Ge-

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schwindigkeit von 200 kBits/s möglich, die die Eigenschaften der Leitung 62 bestimmen. Das als Peripheriegerät arbeitende System 69 ist beispielsweise eine Gruppe von vier verhältnismässig langsamen Kartenlesern, Die Anpassungseinheit 65 kann einen Teil 66 enthalten, in dem spezifische Steuerwörter gespeichert sind, die beispielsweise die Kartenleser zyklisch abfragen. Ausserdem kann ein Puffer vorgesehen sein, der pro Kartenleser ein oder mehrere gelesene Zeichen speichern kann.

Das Peripheriegerät 75 ist ein Speichersystem, auf das sich die Erfindung insbesondere bezieht, beispielsweise ein Scheibenspeicher mit einer oder mehreren Scheiben aus magnetisierbarem Material, die sich mit nahezu gleichförmiger Geschwindigkeit drehen. Es kann auch ein Magnetblasenspeicher sein, dessen Drehmagnetfeld sich gleichförmig dreht, wodurch die Magnetblasen längs einer DomänenfUhrungsstruktur angetrieben werden. Innerhalb einer Periode dieses Feldes erfolgt der Antrieb ruckweise, weil Magnetblasen üblicherweise sprunghafte Verschiebung zwischen aufeinanderfolgenden Prioritätsstellungen aufweisen. Dagegen kann im Mittel über eine Periodenanzahl des Drehmagnetfeldes die in Perioden der DomänenfUhrungsstruktur pro Zeiteinheit ausgedrückte BewegungsgGschwindigkeit tatsächlich nahezu gleichförmig sein. Dabei kann der Speicher nach wie vor nach dem

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Haupt- und Hilfsschleifenprinzip organisiert sein, wobei eine Anzahl von Bits aus den Hilfsschleifen parallel ausgwewählt und auf die Hauptschleife (oder umgekehrt beim Schreiben) übertragen werden. Nach dem Erreichen der Hauptschleife ist der Transport längs einem Aufnehmer oder Schreibelement danach seriell.

Die Anpassungseinheit 67 ist mit dem Speichersystem 75 über eine Datenleitung 77 für Zweirichtungsverkehr und über eine Steuerleitung 76 verbunden. Weiter ist diese Anpassungseinheit mit den oben erwähnten Steuerleitungen der Leitung 62 sowie mit ihren Datentransportverbindungen spezifisch verbunden. Beim Lesen kommt eine Adresse in dem aus drei Teilen 72, 73 und ^h bestehenden Adressen-»register an. Der Adressenteil 7^ adressiert beispielsweise im Speicher 75 einen einzigen Sektor, dessen Information über die Leitung 77 im Datenauswahlpuffer 71 gespeichert wird. Dieser Puffer kann einen verhältnismässig kleinen Matrixspeicher enthalten, von dem ein Eingangsregister auf die Art eines Schieberegisters an die Leitung 77 angeschlossen ist. Der Registerteil 73 kann im Datenauswahlpuffer 71 Jetzt einen Teil der hierin gespeicherten Information adressieren, so dass sie dem Sperrelement 70 zugeführt wird. . Gegebenenfalls kann dieses Sperrelement 70 unter der Steuerung der Information im Registerteil 72 nur einen

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Teil der empfangenen Information zur BUS-Leitung 62 durchlassen. Auf der Leitung 62 kann noch ein Erlaubnissignal zum Aktivieren der Steuerung durch die Registerteile 72 und 73 ^an die -Anpassungseinheit 67 gesteuert werden. Wenn das Lesen aus dem Speichersystem 75 destruktiv war, wird die restliche Information aus dem Datenauswahlpuffer zurückgeschrieben. ¥enn der Lesevorgang nicht destruktiv ist, kann an der Stelle bereits gelesBner Daten andere Information durch Ueberschreiben gespeichert werden. Beim Schreiben gibt es mehrere Möglichkeiten. Dabei kann der vollständige Sektor gelesen werden, während durch selektive Adressierung mittels der Registerteile 72 und 73 der gewünschte Datensatz mit der über die BUS-Leitung 62 empfangene Information überschrieben wird, wonach für den ganzen Sektor Rückschreiben im Speichersystem erfolgt. Auf entsprechende Weise kann die Kapazität des Speichers 71 der Kapazität zweier oder mehrerer Sektoren im Speicher 75 entsprechen, die darauf in einem Umlauf (einer Umdrehung) des erwähnten Zyklus dem Lese/-Schreibelement (beispielsweise dem Lese/Schreibkopf) angeboten werden.

Fig. 2 gibt als Beispiel den Aufbau (das sogenannte Format) eines Datensektors auf einer Speicherscheibe, der in dieser Ausführung fünfzehn gesonderte Teile hO...5h enthält. Der Teil 4θ ist ein informationsloser

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Zwischenraum, in dem keine Uebergänge in der Magnetisierung des Trägermaterials vorgesehen sind: dieser Teil dient als Adressemnarkierer. Der Teil 41 wird mit 7 Oktaden gefällt, die alle den W^rt PF haben, wobei F die Bezeichnung für eine Tetrade ist, die den Dezimalwert 15 hat. Also enthält auch der Teil 41 keine Information, Nach dem Punkt 55 fängt die Information der Sektoradresse bzw. die Sektorkennung an. Der Teil 42 enthält die Einleitung (pre-amble)j ihre zwei Oktaden haben die Werte f4 und 4b, wobei B die Bezeichnung des Dezimalwertes 11 ist. Diese Oktade 4B hat also den Wert 0 10 0 10 1 1 . Diese zwei Oktaden dienen zum Synchronisieren des Lesemechanismus mit der als unbeeinflussbar zu betrachtenden, jedoch nicht.konstanten Drehgeschwindigkeit der Scheibe. Der Teil 43 enthält die eigentliche Kennung des Sektors und besteht aus fünf Oktaden (40 Bits). Der Teil 44 enthält mit der Kennung zusammenhängende Information zum Detektieren und Korrigieren von Fehlern und enthält vier Oktaden. Der Teil 45 enthält den Abschluss (post-amble); seine drei Oktaden haben alle den Wert FF. Beim Punkt 56 ist die Kennung des betreffenden Sektors beendet. Der Teil ist ein Zwischenraum von 30 Oktaden, die alle den Wert FF haben und also keine spezifische Information enthalten. Dadurch ist eine gewisse Verzögerungszeit eingeführt, in der eine Steuereinrichtung die gefundene Kennung

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beispielsweise mit einer gewünschten Kennung vergleichen kann und abhängig vom Ergebni s die folgende Information gelesen wird oder nicht. Nach dem Punkt 57 fängt der eigentliche Dateninhalt des Sektors an. Der Teil 47 entspricht dem Teil 42, aber seine zwei Oktaden haben die Werte F4 und 4f, Die Teile 48, 49 und 50 enthalten ■ zusammen beispielsweise 1024 Oktaden als eigentlichen Dateninhalt des Sektors. Jeder dieser drei Teile enthält einen Datensatz, Diese Sätze können je für sich benutzt werden. Die Anzahl der Sätze kann grosser oder kleiner sein; die Sätze brauchen nicht immer gleiche Länge zu haben. Der Teil 51 entspricht dem Teil 44 und enthält vier Oktaden zur Detektion und zur Korrektur von Fehlern. Der Teil 52 entspricht dem Teil 45 im Umfang und Inhalt. Beim Punkt 58 ist die Information des betreffenden Sektors beendet. Der Teil 53 ist ein informationsloser Zwischenraum mit einer Länge von beispielsweise &f° der Teile 46...52, also beispielsweise 64 Oktaden. Diese Länge dient bei zu langsamer Drehung der Speicherscheibe zur nachträglichen Placierung der Sektorinformation, so dass Ueberlauf nach dem Teil 54 nie erforderlich sein wird. Der Teil 54 enthält schliesslich 36 Oktaden, alle mit dem Wert FF. Die Gesamtlänge des Sektors beträgt jetzt also 1187 Oktaden, von denen 1024 für Datenspeicherung (86^0) bestimmt sind. Ein Gebiet für

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Datenspeicherung (Teile 48, 4<?, 50) von 256 Oktaden würde etwa den gleichen Organisaticnsbedarf haben, wodurch 697= für Datenspeicherung verfügbar sein würden. Die Teile 41 , 46 und 54 sind dazu vorgesehen, damit in der Durchgangszeit dieser Teile längs dem Aufnehmer die Entscheidung getroffen werden kann, ob die folgende Information als Vorbereitung einer zu empfangenden Adresse (Teil 41) bzw. zum Durchführen der Fehlerkorrektur (46 und 54) und als Vorbereitung eines folgenden Sektors (54) gelesen werden wird (Teil 46). Die schraffierten Teile vor dem Teil 4o und nach dem Teil 54 können andere Sektoren, nicht zu den Sektoren gehörende spezifische Information oder auch leeren Raum enthalten, beispielsweise für den fall, dass ein Umlauf längs einer Spur nicht genau eine volle Sektorenanzahl enthält. Letzteres kann bei 14762 Oktaden pro Spur beispielsweise 518 Oktaden als Rest bedeuten.

Pig. 3 stellt eine weiter ausgestaltete

Ausführungsform einer erfindungsgemässen Rechneranlage dar. Die Rechneranlage enthält in dieser sehr einfachen Ausführung eine.Datenverwendungsanordnung 5 und ein Speichersystem, das eine Speicherscheibe 1 enthält, die von einem Motor 4 auf der Welle 2 mit Hilfe eines schematisch dargestellten Uebertragungselements angetrieben wird. Derartige Speicherscheiben werden häufig angewandt, wobei die Information meistens als einer von zwei Werten

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der örtlichen. Magnetisierung des Scheibenmaterials gespeichert ist. Die Information kann auch auf andere Weise gespeichert sein, beispielsweise als Elemente unterschiedlicher photographischer Schwärzung oder in Form der mit der Platte mitbewegenden Magnetblasen. Für die Erfindung bedeuten die Einzelheiten der Speicherung jedoch keine Beschränkung. Mit dem Motor h ist ein Indikatorelement 6 gekoppelt, das die Winkelposition der Scheibe 1 angibt. Das Vergleichselement 7 empfängt an der Klemme 8 eines nicht dargestellten Signalgebers Daten betreffend eine Normgeschwindigkeit der Scheibendrehung und vergleicht sie mit aus dem Indikatorelement 6 empfangenen Signalen (beispielsweise nach Differenzierung der Winkelposition). Auf Grund dieses Vorgangs liefert das Vergleichselement 7 ein Steuersignal über die Leitung 9 zum Motor k, wodurch er nach wie vor bei einer Normal-Drehzahl arbeitet. Diese Normal-Drehzahl kann (siehe die Beschreibung der internen Konfiguration eines vollständigen Informationssatzes) um einige Prozent schwanken. Wenn das Element 7 eine zu grosse Abweichung detektiert, kann noch ein Fehlersignal erzeugt werden, wodurch Lese- und Schreiboperationen einstweilen gesperrt werden. Weiter sind in der Figur die Datenspuren 10, und 12 mit vollständigen Informationssatzbereichen, die bei 13 und 14 aneinander grenzen, ein Lese-Schreibelement

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auf einer Führungsstange 16, eine Datenübertragungleitung 17, ein Schrittmotor 18, eine Steuereinrichtung 19» eine Teiladressenleitung 20, eine Steuerleitung 21, ein Leseverstärker 22, ein Adressenregister 23, eine Steuereinrichtung 24, eine Vergleichsanordnung 25, eine Sperrleitung 26, eine Vergleichsleitung 27, eine Taktiinpulsleitung 28, eine Datenleitung 29, ein Schieberegister 30, eine Taktimpuls sperr einheit 31» eine Taktimpulsleitung 32, eine Taktimpulsleitung 33, eine Vergleichsanordnung 3h, eine Durchlasseinheit 35» eine Datenleitung 36, ein Schieberegister 37» eine Lesesteuerleitung 38, ein Selektor 39 und eine Datenleitung 400 angegeben.

Auf der Scheibe 1 befinden sich eine Anzahl

Datenspuren 10, 11 und 12. In der Praxis kann eine Scheibe beispielsweise 200 Spuren enthalten, und die Breite jeder Spur ist daher in bezug auf den Scheibendurchmesser vernachlässigbar. Nach der Figur sind die Spuren konzentrisch angeordnet: es ist jedoch auch möglich, dass der Abstand zur Velle 2 für einen Umlauf über die Scheibe um genau die Spurbreite (oder um ein niedriges Vielfaches der Spurbreite) grosser v/ird, so dass aufeinanderfolgende Spuren spiralig ohne Unterbrechung ineinander übergehen. Jede Spur umfasst genau eine Umdrehung der Scheibe. Die Spuren sind in Sektoren eingeteilt, die durch die Unterbrechungen 13 und 14 voneinander getrennt sind. Dies sind

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die radial verlaufenden Gebiete auf der Scheibe, auf denen keine Datenelemente gespeichert werden» siehe den Teil 40 in Fig. 2. In anderen Fällen brauchen die Anfangsstellungen der Sektoren auf unterschiedlichen Spuren nicht korreliert zu sein. Die Sektororganisation auf der Scheibe Übt keinen Einfluss auf die örtlichen Materialeigenschaften der Scheibe 1 aus. Diese Eigenschaften werden vorzugsweise möglichst homogen gehalten.

Das Speichersystem enthält weiter ein Lese-Schreib-Element 15» beispielsweise einen magnetischen Lese/Schreibkopf, der auf einer in bezug auf die Scheibe 1 radial antreibbaren Führungsstange 16 montiert ist. Der Antrieb erfolgt beispielsweise mit dem Schrittmotor 18 unter der Steuerung der Steueranordnung 19» die dazu Adressensignale aus der Anordnung 5 über die Adressierungsleitung 20 empfängt. Wenn, das Aufnahmeelement 15 die entsprechende Stellung einnimmt, empfängt darauf die Leitung 21 ein Erlaubnissignal. In die Führungsstange 16 ist weiter eine Datenleitung aufgenommen, die sich in der Leitung 17 fortsetzt, die zu einem. Leseverstärker 22 führt. Im beschriebenen Fall kann'es/ beispielsweise 200 Spuren mit einer Steigung von γ mm geben. Die Organisation der Sektoren mit den vollständigen Informationssätzen (physical records) bzw. den Datensätzen (logical records) darin ist oben bereits beschrieben worden,

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Im Beispiel gibt es sechs Sektoren pro Spur, eine Anzahl, die auch zehn oder mehr betragen kann.

Die Vorgänge beim Lesen folgen rasch aufeinander wie nachstehend: es sei angenommen, dass die Benutzeranordnung 5 die Daten des zweiten Datensatzes des von den Unterbrechungen 13 und ^k begrenzten Sektors der Spur verlangt. Nach obiger Beschreibung enthält jede Spur sechs Sektoren mit je drei Teilen für Datensätze (Teile ^8, k9, 50 in Fig. 2), wobei selbstverständlich ein beliebiger Teil dieser Teile möglicherweise eben keine Information enthält. Die Adressensignale des gewünschten Datensatzes gelangen dabei zunächst zum Adressenregister 23, ausserdera erreicht ein Lesesteuersignal über die Steuerleitung 38 die Steuereinrichtung Zh. Die Adresse besteht aus drei Teilen. Die erste Teiladresse identifiziert eine einzige Spur, beispielsweise durch einen entsprechenden 7-Bit-Kode. Die zweite Teiladresse identifiziert einen Sektor, beispielsweise durch einen entsprechenden Dreibitkode, Die dritte Teiladresse identifiziert einen Datensatz, beispielsweise durch einen entsprechenden Zweibitkode. Es sei noch darauf hingewiesen, dass das Register 23 wie angegeben ein Teil des beschriebenen Speichersystems ist. Die Datenverwendungsanordnung 5 dagegen kann räumlich entfernt angeordnet und nur über eine Leitungsverbindung mit dem Speichersystem verbunden sein. Diese Leitungs-

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verbindung hat im allgemeinen nur dadurch eine beschränkte Kapazität, dass der Datenweg nur eine beschränkte Breite hat, oder die Leitung, wenn in ein Zeitmultiplexsystem aufgenommen, nur für einen beschränkten Teil der Zeit verfügbar ist, oder dadurch nur eine beschränkte Uebertragungsgeschwindigkeit hat, dass es sich beispielsweise um eine Fernsprechleitung handelt. Die erwähnten Effekte können gleichzeitig auftreten. So ist es beispielsweise möglich, dass in Fig. 1 die Leitung 62 eine Kapazität von 200 kBits/s, dagegen die Leitung 77 eine Kapazität von 1000 kBits/s hat. Da letztgenannte Leitung nur einen Teil der Zeit zum Uebertragen der über die Leitung übertragenen oder zu tibertragenden Datenelemente wirksam ist, kann die Kapazität der Leitung 62 beschränkt bleiben. Im Gegensatz zu obiger Beschreibung ist es möglich, dass das Speichersystem nur die logische Adresse des betreffenden Datensatzes empfängt und daraus mittels Datenumsetzung die drei physikalischen erwähnten Teiladressen herleitet, ggf. mit einer zusätzlichen Teiladresse, die die betreffende Speicheradresse zvrischen den anderen identifiziert.

Auf der Leitung 20 gelangt jetzt das erste Teiladressensignal zur Steuereinrichtung 19» die anschliessend nötigenfalls den Schrittmotor 18 ansprechen lässt. Die zweite Teiladresse gelangt zur Vergleichsanordnung 25» die auf entsprechende Weise aus dem

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Indikatorelement 6 die Winkelpositioninformation der Scheibe 1 empfängt, wobei ggf. am Ausgang des Elements noch ein weiter nicht dargestellter Kodeumsetzer geschaltet sein kann. Wenn die Vergleichsanordnung 25 ein Uebereinstimmungssignal abgibt, und damit angibt, dass der Anfang der gewünschten Sektorstrecke erreicht ist, kann das Aufnahmeelement 15 die gewünschte radiale Stellung eingenommen haben oder nicht. Wenn es diese Stellung nicht eingenommen hat, empfängt die Steuereinrichtung 2h noch kein Erlaubnissignal über die Steuerleitung 21. Ein geeignetes Signal auf der Sperrleitung 26 blockiert dabei den Leseverstärker 22. Wenn das Aufnahmeelement dagegen tatsächlich die entsprechende radiale Stellung eingenommen hat, ist das Sperrsignal auf der Leitung für den Leseverstärker 22 unwirksam geworden, jedoch wird die Taktimpulsblockierungseinheit 31 gerade undurchlässig gemacht. Weiter wird dabei der Leseverstärker 22 von einem über die Leitung 27 empfangenen Signal aus der Vergleichsanordnung 25 aktiviert. Wir gehen davon aus, dass die Information auf der Scheibe selbstsynchronisierend, beispielsweise durch einen "modified frequency"-Kode, gespeichert ist. Die Taktimpulse filtert der Leseverstärker 22 aus, und sie gelangen über die Leitung als Steuerung zum Schieberegister 30, das weiter die gleichfalls ausgefilterten Datensignale über die Leitung

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empfängt: so wird die vollständige Information des betreffenden Sektors im Schieberegister 30 gespeichert. Am Ende des Sektors verschwindet das Aktivierungssignal auf der Leitung 27. Dieser Uebergang wird in der Taktimpulsblockierungseinheit 31 und in der Datenverwendungsanordnung 5 empfangen. Die Einheit 31 war zuvor durch das Entsperren der Leitung 26 voreingestellt und ist jetzt geöffnet, um Taktsignale über die Leitung 32 aus der Datenverwendungsanordnung 5 zum aufeinanderfolgenden Steuern des Schieberegisters 30 durchzulassen. Für die Datenverwendungsanordnung 5 arbeitet das Signal auf der Leitung 27 als Bereitschaftssignal. Die Taktimpulse auf der Leitung 33 gelangen an die Steuereinrichtung 2k, die daraus einen Zählsaldo bildet, aus dem bekannt ist, welcher Datensatz am Ausgang des Schieberegisters 30 unter Antrieb durch die erwähnten Taktimpulse auf der Leitung 33 erscheint. Dieser Zählsaldo erreicht die Vergleichsanordnung 3h. Venn sie eine Uebereinstimmung mit der dritten Teiladresse detektiert, liefert sie einen Impuls zur Durchlasseinheit 35» so dass die Datensignale eines einzigen Datensatzes über die Leitung bei der Datenverwendungsanordnung 5 ankommen können. Am Ende des Datensatzes wird die Durchlasseinrichtung dadurch gesperrt, dass der Zählsaldo nicht mehr übereinstimmt. Zum anderen ist es möglich, dass die Taktiinpulse

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auf der Leitung 28 die Information so lange steuern, bis der erwähnte Zählsaldo übereinstimmt und dass darauf das Bereitschaftssignal vom Ausgang des Elements 3^ an die Datenverwendungsanordnung 5 gelangt» sie braucht dabei nicht mit der Leitung 27 verbunden zu sein, Venn dieses Bereitschaftssignal vorliegt, wird die Information in der Anordnung 5 direkt empfangen. Nach dem Uebertragen der Information steht der Speicher für eine neue Anfrage unmittelbar zur Verfügung.

Auf entsprechende ¥eise kann die Information der Speicherscheibe mit geänderter Information überschrieben werden: dazu kann ein zusätzliches Schieberegister 37 vorgesehen sein, das auch die Taktimpulse auf der Leitung 33 empfangen kann, so dass es von der Datenverwendungsanordnung 5 mit einem Datensatz gefüllt werden kann, den es beispielsweise über die Leitung 36 empfängt, die dazu für Datenübertragung in zwei Richtungen eingerichtet ist, Anschliessend wird, wie bereits beschrieben, ein vollständiger Informationssatz adressiert, gelesen und vollständig im Schieberegister 30 gespeichert. Nach dem Lesen wird der ganze Informationssatζ auf nachstehende Weise erneut eingeschrieben. Der zunächst gelesene Sektor wird erneut adressiert, während ausserdem die Leitung 38 einen Neueinschreibebefehl von der Anordnung 5 aus übertragen kann. Vom Anfang des Raumes

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für den vollständigen Informationssatζ empfangen dabei die Register 30 und 37 Taktin pulse über die Leitung 33, während ausserdem über ein Signal auf der Leitung 26 die Einrichtung 22 als Schtfeibverstärker angesteuert wird. Die Register 30 und 37 haben in diesem Beispiel gleiche Kapazität, während ausserdem die neu einzuschreibende Information schon an der entsprechenden Stelle in bezug auf die zu ersetzende Information im Register 30 unter der Steuerung der entsprechenden Taktimpulszahl aus der Anordnung 5 weitergeschoben ist. Die Informationen aus den Registern 30 und 37 erscheinen jetzt parallel zu den Eingängen des Selektors 39» der weiter von einem Eingangssignal aus der Vergleichsanordnung "}k gesteuert wird. Nur wenn sie "Gleichheit" meldet, empfängt der · Schreibverstärker 22 über die Leitung 4θΟ die Information aus dem Register 37» sonst die aus dem Register 30. Das Ueberschreiben endet erst, wenn der vollständige Informationssatz neu eingeschrieben ist.

Der Erfindungsgedanke kann auf mehrere Weisen ausgestaltet werden. Es ist vorteilhaft, wenn von einem Sektor nur der erwähnte vollständige Informationssatz im Element 30 gespeichert wird und nicht die Datenelemente, also beispielsweise namentlich die Teile 48, 4°-, 50, 51 in Fig. 1. Die Teile 43 und 44 vorwendet ein Identifikationdekoder vorübergehend zur Bestimmung dor Identität des

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vollständigen Informationssatzes. Die übrigen Teile werden nur zum Synchronisieren und für Gleichartige Zwecke benutzt. Weiter können in bestimmten Fällen die Daten mehrerer vollständiger Informationssätze im Datenauswahlpuffer gespeichert werden. Diese vollständigen Informationssätze können auf einer einzigen Spur direkt aufeinanderfolgend angeordnet sein. Dies ist nicht notwendig. So kann eine erste Folge aufeinanderfolgender vollständiger Informationssätze an den ungeradzahligen Sektorstellen, eine zweite Folge an den geradzahligen Sektorstellen vorhanden sein. Die zusätzliche Zeit kann dazu benutzt werden, weitere Massnahraen zum Identifizieren der unterschiedlichen Sektoren zu ergreifen. Wesentlich ist jedoch immer, dass der Datenauswahlpuff er (beispielsweise das Element 30) durch geeignete Mittel adressiert wird, wodurch eine Datenübertragungsleitung (wie die Leitung 36) nur eine beschränkte Auswahl aus den insgesamt gelesenen (bzw. einzuschreibenden) Daten zu übertragen braucht. Ausserdem wird zum Speichern eines oder mehrerer vollständiger Informationssätze im Puffer nur wenig mehr Zeit benötigt, als im Mittel einer halben ■Umdrehungsperiode der Scheibe entspricht. Entsprechende Vorteile werden beim Anwenden der Erfindung bei Magnetblasen verwirklicht.

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Claims (1)

1. PHN". 80^5. 26.5.76.

   PATEMTANSPRUECHE

   , 1 J Rechneranlage mit einer Datenverwendungsanordnung und einem damit über eine Datenwegleitung verbundenen Speichersystem mit mindestens einem im wesentlichen plattenförmigen Speicher, bei dem mindestens ein im Speicher vorgesehener Zyklus von Speicherstellen mit zumindest nahezu gleichförmiger Geschwindigkeit nacheinander mindestens einem zugeordneten Lese/Schreibelement zuführbar ist, wobei mindestens zwei gesondert adressierbare derartige Zyklen vorhanden sind und ein Zyklus eine Folge von η vollständigen Informationssätzen (Söktor.en oder physikalischen Sätzen) enthält, die je von einem in einer vorbestimmten Adressenfolge geordneten, für den betreffenden vollständigen Informationssatz spezifischen Adressensignal selektiv aufrufbar sind, wobei ein Adressenbefehlsregister über eine Adressenleitung mit der Benutzeranordnung verbunden ist und unter der Steuerung eines Adressenb'efehlssignals vom Lese/-Schreibelement gelesene Datensignale auf der Datenwegleitung erscheinen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leseelement und der Da<ienwegleitung eine Serienschaltung aus einem Datenauswahlpuffer und einem Auswahlsteuerelement hintereinander vorgesehen ist, dass die Speicherkapazität des Datenauswahlpuffers mit der

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   Speicherkapazität mindestens eines und höchstens n/2 der in-einem Zyklus dem Leseelement zugeführten vollständigen Informationssätzen übereinstimmt,die je mindestens zwei Datensätze (logical records) enthalten, wobei in einem Zyklus mindestens drei vollständige Informationssät ze vorhanden sind, und dass unter der Steuerung eines Teiles der Signale des Adressenbefehlsregisters das Auswahlsteuerelement für einen vorbestimmten Teil der Datenelemente des Datenauswahlpuffers durchlässig und für die übrigen Datenelemente undurchlässig ist.

   2, Rechneranlage nach Anspruch 1, bei der das erwähnte Speicherelement eine drehbare Speicherscheibe ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steueranordnung von einem auf einer einer Anzahl zumindest nahezu konzentrisch angeordneter Spuren befindlichen Datensektor nur die darin enthaltenen Datensätze unter Sperrung von Steuerinformationselementen zum Datenauswahlpuffer durchlässt.

   3. Rechneranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des Datenauswahlpuffers der Speicherkapazität mindestens zweier vollständiger Informationssätze entspricht,

   h, Rechneranlage nach Anspruch 2, dadurch

   gekennzeichnet, dass das Speichersystem eine Steuer-

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   PHN.8045. 26.5.76.

   anordnung enthält, um die Datenelemente zweier nicht angrenzender vollständiger Ir. formations sät ze dem Datenauswahlpuffer zuzuführen und hierin aufeinanderfolgend zu speichern,

   5. Rechneranlage nach einem der Ansprüche 1 bis h,

   dadurch gekennzeichnet, dass der Datenauswahlpuffer die vollständigen Informationssätze in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff speichert.

   6« Rechneranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5»

   dadurch gekennzeichnet, dass der Datenauswahlpuffer auf der Art eines Schieberegisters an das erwähnte Zugriffselement angeschlossen ist.

   7. Rechneranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

   dadurch gekennzeichnet, dass unter der Steuerung eines Schreibbefehlssignals zunächst der Datenauswahlpuffer zum Empfangen der Datenelemente mindestens eines vollständigen Informationssatzes ansteuerbar ist, dass anschliessend unter der Steuerung eines Adressensignals aus dem Adressenbefehlsregisters das Auswahlelement für in einem vorbestimmten Teil des Datenauswahlpuffers zu speichernde, über die Datenwegleitung empfangene Datenelemente durchlässig ist, um auf diese ¥eise die Information der gelesenen vollständigen Informationssätze zu ändern, und dass aiischliessend die auf diese Weise geänderte Information durch ein Adressensignal aus dem Adressenbefehlsregister in die ursprüngliche Stelle rückschreibbar ist.

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