NO126404B - - Google Patents

Description

Databehandlingssystem.

Oppfinnelsen angår et databehandlingssystem som kan funksjonere enten i en brukstilstand eller i en overvåkningstil-

stand, idet systemet omfatter en lagringsanordning som har operand-

og kommandolagringsseksjoner som kan adresseres av et forste re-

gister.

Ved kjente systemer av denne art er det vanlig å sorge

for registre for lagring av styreinformasjon, f.eks. lopende komman-

doer og adresse for den neste kommando. Når det kreves at det ved f.eks. oppdagelse av feil eller ved fullforing av en inngangs-ut-

gangsoperasjon, skal utfores overvåkningsoperasjoner, har det i alminnelighet vært nodvendig å overfore den lopende styreinformasjon til midlertidige lagringsanordninger og erstatte den med overvåk-ningsstyreinformasjon.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et nytt og forbedret databehandlingssystem av den nevnte art som kan arbeide enten i brukstilstand eller i overvåkningstilstand.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved at lagringsanordningen har en ytterligere registerseksjon som kan adresseres av et annet adresseregister, og som omfatter styremidler for å gjore det forste eller det andre adresseregister virksomt for adressering av lagringsanordningen, og at den ytterligere registerseksjon omfatter et forste sett registre for lagring av styreinformasjoner for brukstilstanden og et andre sett tilsvarende registre for lagring av styreinformasjoner for overvåkningstilstanden, idet hvert register (f.eks. HR, QR, FR, AR) i det forste sett er adskilt fra det tilsvarende register (f.eks. CR, QR, FR, AR) i det andre sett ved en konstant adressedifferanse, hvorved overforing mellom bruks- og overvåkningstilstandene kan utfores ved at det andre adresselagringsregister okes eller minskes med den konstante adressedifferanse.

En utforelsesform av den foreliggende oppfinnelse skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et blokkskjerna for et databehandlingssystem ifolge oppfinnelsen for vanlig anvendelse. Fig. 2 viser et blokkskjema for en lagringsanordning for anvendelse i systemet på fig. 1. Fig. 3 viser et blokkskjema over apparatdetaljer ved systemet på fig. 1. Fig. 4 viser en rekke kurver over tidsforholdene for appa-ratdetaljene på fig. 3. Fig. 5 viser et blokkskjema for styrelogikkanordningen K på fig. 4. Fig. 6 og 7 viser elektriske kretsskjemaer for logiske stromkretser som anvendes i forbindelse med detaljene på fig. 3 °g for registrene MA og LB.

Generell oversikt og kommandoformat.

Det foretrukne databehandlingssystem som skal beskrives her er en synkront arbeidende maskin hvori den grunnleggende tidsenhet er en periodisk tilbakevendende grunnleggende syklus som har den typiske varighet av 800 nanosekunder. Som vist på oversikts-blokkskjemaet for det databehandlingssystem som er vist på fig. 1, omfatter systemet prinsippielt en aritmetisk og en logisk enhet 5 (heretter betegnet ALU 5) som styres av en programstyrer 15 og samarbeider med en lagringsanordning 12 og et operatørstativ 20. ALU 5 omfatter en I/O (inngangs/ utgangs) logiske del 201 som samarbeider med to sett periferiske appa-rater X-^— Xn og —Yn> Tidsstyringen av systemet besørges ved hjelp av en tidspulsgenerator 10.

Lagringsanordningen 12 er en tynnfilm-magnetisk stanglagringsanordning for stor hastighet med vilkårlig adkomst og som kan lagre 16.000 individuelle adresserbare tegn som hvert inneholder åtte infor-mas jonsbits og en paritetsbit.

Som angitt på fig. 2 sørger lagringsanordningen 12 ikke bare for en operandseksjon 202 og en kommandoseksjon 203 f°r lagring av data og kommandoer, men sørger også for en registerseksjon 204 for å utføre lagring for arbeidende registere, styreregistere, markeringsregistere og inngangs-utgangsregistere, slik at man i vesentlig grad reduserer det antall registere som det er nødvendig å sørge for i ALU 5> For å gjøre det tydelig, vil en stjerne "x" bli benyttet gjennomgående i beskrivelsen etter hver angivelse av lagringsregistersymbol for å angi at registeret er anbragt i lagringsanordningen 12.

Når man betrakter registerseksjonen for lagringsanordningen 12 på fig. 2 mere i detalj, ses det at den omfatter overvåkningsregis-tere 205, nemlig registrene QR<X>, FR<X>, CR<X>, TR<X>, T^R<X>, R^R<X>, R^R<X>, AR<X>

og BRX, bruksregistere 206, nemlig registrene QR<X>, FR<X>, CR<X>, TR<X>, TqR<x>, RAr<X>' RBrX' ArX og Br<X>' indeksreSistere 2°7» nemlig registere IR^.til IRg^<*>» et gjentagelses-tellingsregister 208 (ZR<X>) og I/O registere 209, nemlig registrene PAF-^ til P<AF>n<x> og CW1<X> til C<W>n<x>. Det vil bemerkes at for hvert bruksregister er det et tilsvarende overvåkningsregister som har en lignende symbolangivelse. Det er anordnet en stang for hver overvåkningsregistersymbol-angivelse for å adskille det fra lignende symbolangivelser for det tilsvarende bruksregister. Hvert overvåkningsregister befinner seg ved en adresse i registerseksjonen i lagringsanordningen, hvilken adresse er større (eller mindre) enn adressen for det tilsvarende bruksregister med samme beløp. Hver overvåkningsregister kan således f.eks. befinne seg ved en adresse som er

16 større enn adressen for det tilsvarende bruksregister.

Det er i lagringsanordningen 12 sørget for et duplikatsett med overvåknings- og bruksregistere 205 og 206 som har et innbyrdes konstantadresseforskjell-forhold og skaffer de største fordeler for ut-førelsen av overvåkningsoperasjoner (såsom feilkontroll eller testing) under en kommando eller mellom kommandoer. I tidligere systemer var det en vanlig vei å sørge for slik overvåkningsoperasjoner ved å bruke spesielle midler og/eller fremgangsmåter hvorved arbeidsregistere (som normalt befinner seg i lagringsanordningen) ble klareret, og bruksdata ble bevart ved at de ble overført til andre lagringsmidler, og disse arbeidsregistere ble gjort tilgjengelige til bruk ved utførelsen av de forlangte overvåkningsoperasjoner. Etter at overvåkningsoperasjonen var utført, ble de bevarte (eller korrigerte) data ført tilbake til arbeidsregistrene for å tillate bruksoperasjonene å fortsette. Da i den foreliggende oppfinnelse lagringsanordningen 12 omfatter tilsvarende sett med overvåknings- og bruksregistere som har et innbyrdes konstant adresseforskjell-forhold, er det ikke behov for å klarere bruksregistrene for overvåkningsoperasjoner. Alt det man behøver å gjøre for overvåkningsoperasjoner er ganske enkelt å sørge for riktig økning av bruksarbeidsregisteradressene med en konstant adresseforskjell mellom bruks- og overvåknings-arbeidsregistrene. Overvåkningsarbeidsregistrene i lagringsanordningen 12 vil da automatisk bli tilgjengelig for systemet istedenfor bruksarbeidsregistrene. Bruksdata vil således bli bevart på hensiktsmessig måte i bruksregistrene, ikke bare for sammenligning og/eller korreksjon under overvåkningsoperasjoner, men også for å tillate systemet greit å vende tilbake til bruksoperasjoner når over-våkningsoperas jonene er fullført.

Videre er lagringsanordningen 12, av hensyn til økonomi og enkelhet, begrenset til utførelse av enten en lese-gjenopprettelses-(lese) eller en klarer- (skrive) -syklus i forhold til en seksjon av lagringsanordningen ad gangen og i forhold til ett tegn der ad gangen, hvorved adgangen til tegn enten i den samme eller en annen seksjon i lagringsanordningen er på seriebasis. Inngangen til og utgangen fra lagringsanordningen 12 foregår over lagringsregisteret M. Til tross for hastighets- og andre begrensninger som man normalt kan vente når operand-, kommando- og registerseksjoner alle er anordnet i samme lagringsanordning på serieadkomstbasis, slik som beskrevet ovenfor, er databehandlingssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse likevel ved den nye konstruksjon istand til å realisere en forholdsvis høy gjennom-snittlig arbeidshastighet, flerdobbelt grad av samtidighet og betydelig

allsidighet og fleksibilitet, og alt til en forholdsvis lav pris.

Når vi betrakter den kommandokonstruksjon som er skaffet for systemet, vil det forstås at systemet sørger for en familie med kommandoer av hvilke forutbestemte kan bli innlagret i den kommandoseksjon som er anordnet i lagringsanordningen 12 og derpå være automatisk tilgjengelig for systemet for å tillate en omfattende varietet av data,-behandlingsanvendelser å bli utført. Systemet ifølge den foreliggende oppfinnelse er spesielt fordelaktig for behandling av større mengder (batch processing), hvor det er vesentlig med en billig registrerings-mulighet og for moderate sann tid-anvendelser såsom støtte- eller hjelpe-datasamling. Eksempler på typiske kommandoer som det kan sørges for i kommandosettet er PAKK, PAKK UT, INN-UT, ARITMETIK, BEVEGELSE,

SAMMENLIGNING, FORGREN, VENT, GJENTA, osv.

I den foretrukne utførelse som skal beskrives er det sørget for en enkel, rett frem programerbarhet som bruker en kommandostruktur som anvender et to-adresses variabelt tegnlengdeformat.. De fleste kommandoer behandler to operander, men noen krever bare en operand.

En én-operand-kommando kan bli kodet i en adressemodus. En to-operand kommando kan kodes enten i en én-adresse eller en to-adresse modus. Disse to modi er like ved bruk, da systemet er konstruert for å tillate at en én-adresse kommando kan oppnå adresse og operand lengde for en annen operand fra en tidligere utført kommando. Denne egenskap er en betydelig fordel, da hver gang det med hell er vist til en operand under en kontinuerlig rekke med kommandoer, hvilket er helt alminnelig, vil operandlengden og adressen for den annen operand bare trenge å bli etablert en gang i hele rekken. Således er ikke bare spart en betydelig del i programrom fordi suksessive én-adresse-kommandoer kan bli "kjedet", men det spares også en betydelig tid, fordi en én-adresse-kommando krever en kortere oppsetningstid enn en to-adresse-kommando.

De grunnleggende kommandoformater for entb-adresse-kommando som omfatter åtte tegn, og en én-adresse-kommando som omfatter fire tegn, er vist nedenfor.

To- adresse- kommando - QRAA2A-LTRgB2B^

Én- adresse- kommando - Q^a^2^1

Betydningen av de ovenfor angitte symboler som representerer de tegn som hver kommando er bygget opp av er følgende: Q er kommandokoden og angir den kommandotype som skal utføres, Q angir om kommandoen er kodet i én-adresse- eller to-adresse-form.

R^ angir om indeksingen skal utføres og i så tilfelle adressen for et indeksregister IR<X> (fig. 2) hvis innhold skal brukes for å modifisere den partielle adresse som representeres av tegnene A2A-^ for å oppnå den effektive adresse av den første operand, A; RA angir også om indeksing skal utføres og i så tilfelle om det skal utføres en ytterligere økende indeksing.

AgA-^ angir den partielle adresse for A operanden; hvis R. tegnet angir ingen indeksing, da er A,~,A^ den effektive adresse for A operanden.

Rg er identisk med R^ unntatt at den tilhører en annen operand

(som vil bli betegnet operand B).

B2B^ har den samme betydning som A2A-^ unntatt at den vedkommer operanden B.

T angir normalt tegnlengden for både A og B operandene i en kommando.

Mikrokommando- strøm.

Hver kommando er dannet av en forutbestemt kombinasjon av spesielle mikrokommandoer. I den foretrukne utførelse som har blir beskrevet, kan en hvilken som helst av fjorten mikrokommandoer kombineres i mikrokommandostrømmen

for å sørge for utførelsen av de forskjellige kommandoer som er anordnet i systemet.

Utførelsen av hver kommando omfatter generelt to adskilte faser: (1) en kommandooppstillingsfase som omfatter mikrokommandoer Nq-^ til Nq^ under hvilken systemet arbeider for å lese ut en spesiell kommando fra kommandoseksjonen i lagringsanordningen, utlede operand-adresser, tolke kommandoen for å bestemme typen av de operasjoner som skal utføres, og bevare i de respektive registere i lagringsanordningen 12 de verdier som kreves for utførelse av kommandoen; og (2) en kom-mandoutførelsesfase som omfatter en eller flere mikrokommandoer Nqq og Nq£ til N^2 hvori systemet utfører den funksjon som er spesifisert av kommandokoden Q på vedkommende operand eller operander som bruker disse bevarte verdier som kommandoen gjelder.

Mikrokommando N-^ inngår ikke i noen av kommando-oppstillings-eller kommandoutførelsesfåsene, men brukes i forbindelse med I/O logikk delen av ALU 5 °g kan innskytes ved slutten av enhver annen mikrokommando for å gi I/O logikken adgang til å komme til lagringsanordningen 12 (fig. 1). Dette gjøres ved å bevirke at mikrokommandoen før sin avslutning kontrollerer om det eksisterer en avbrytelsestilstand i I/O logikken. Hvis så er tilfellet, vil systemet innskyte mikrokommandoen N-j^ når den foreliggende mikrokommando avsluttes.

Det vil videre forstås at på fig. 3 er, for å gjore den klarere, de felles grupper med linjer som kommer fra den samme apparatdel omgitt av klammere og samlet til en eneste linje som har samme betegnelse som den logiske krets, som f.eks. linjene PQq til P-^q på fig. - 1, og som kommer fra programteller P og som er samlet til en enkelt linje P ved hjelp av en klammer. Når en slik enkel linje påtrykkes en apparatdel, angir det i alminnelighet at alle (eller i noen tilfeller minst én) av linjene som den enkelte linje representerer blir påtrykt den. Av praktiske grunner vil det også bli vist til linjer ved hjelp av den samme betegnelse som den som benyttes for de signaler den reprex senterer, og de vil få en betegnelse som er lik den som for vedkommende apparatdel fra hvilken de er utledet. Betegnelsene Pqq til P-^q på fig. 4 refererer således både til de signaler og de linjer som kommer fra programtelleren P.

Det vil videre forstås med hensyn til fig. 3 at tidspulsgeneratoren 10, lagringsanordningen 12, programstyringen 15, I/O logikken 201 og de ytre enheter X-^ Xn og Y-^ Yn tilsvarer likedan nummererte apparatdeler på fig. 1. ALU 5 Pa fig- 1 består på fig. 3 av adresseregistere LA-1, LA-2 og LB, dataregistere MA og MB, adderer J, styrelogikk K, adresselogikk H og I/O logikk 201. Som angitt på fig. 3 er tidspulsgeneratoren 10 fortrinnsvis av typen med forsinkelseslinje,

hvor en oscillator 20 periodisk påtrykker pulser på en kompakt konstant eller en fordelt forsinkelseslinje 22 som har forsterker og former kretser 23 anordnet på hensiktsmessige steder langs forsinkelseslinjen med tidspulsutganger t mog t anordnet ved forsinkelseslinjeuttak for-bundet med hensiktsmessige pulsformerkretser 24- Som nevnt tidligere er lagringsanordningen 12 en tynnfilm stanglagringsanordning for stor hastighet.

Vi viser nu til fig. 3 og til tidskurvene på fig. 4- Det vil forstås at oscillatoren 20 for tidspulsgeneratoren 10 er valgt i forbindelse med forsinkelseslinjen 22 og forsinkelseslinjeuttakene på denne for å skaffe en synkront opptredende 800 nanosekunds grunnleggende arbeidssyklus for systemet hvor tidspulsene frembringes for å styre tiden for lagringsanordningen 12 og skaffe en lese-tilbakeførings eller klarerings-skriveadkomst til lagringsanordningen under hver grunnleggende syklus,og logiske tidspulser tQ, t1 og t2 (kurve t på fig. 4) frembringes for styring av tiden for de logiske operasjoner som inntreffer under hver grunnleggende syklus. Da hver 800 nanosekunds grunnleggende syklus også er en lagringssyklus, er pulsgeneratoren 10 forenklet ved at, som vist på fig. (3 en enkelt forsinkelseslinje 22 kan brukes for å skaffe både lagrings- og logikk-tidspulser.

Et variabelt antall av disse grunnleggende 800 nanosekunders sykluser som er vist på fig. 4 brukes for å danne hver av mikrokomman-doene« Den spesielle lagrings- og de spesielle logiske operasjoner som skal utføres under hver grunnleggende syklus, bestemmes av programstyringen 15 (fig. 1 og 3I som sørger for et av fjorten mikrokommando-styresignaler Nqq til N-^ for å angi vedkommende mikrokommando, og ett av elleve i rekke opptredende programtellersigna-

ler Pqq til P-^q for å angi den spesielle telling for den valgte mikrokommando. Et valgt av hver av disse N og P signaler velges av programstyringen 15 under tidspulsen t,-, ved begynnelsen av hver syklus (kurver NB og P på fig.4 og disse påtrykkes styrelogikken K på fig. 3 som

som reaksjon på dette frembringer utgangssignaler K som mates til apparatkomponentene for å styre de operasjoner som skal utføres under hver grunnleggende syklus. Da programtelleren 10 kan velge under hver grunnleggende syklus et av fjorten mikrokommandosignaler Nqq til N-^ og et av elleve programtellersignaler Pqq til P^_q> kan et hvilket som helst av ialt 14 x 11 = 154 kombinasjoner opptre under hver grunnleggende syklus for å fastlegge de operasjoner som skal utføres under denne syklus. Hvis f.eks. programtelleren 15 velger et mikrokommandosignal Nq^

og et programtellersignal Pq2 under tidspulsen tQ ved begynnelsen av en grunnleggende syklus, vil dette angi at systemet under denne grunnleg-

gende syklus skal oppstilles for å utføre lagrings- og logiske opera-

sjoner som kreves for telling Pq2 for mikrokommando Nq^. Det vil såle-

des være klart at programstyréinnretningen f or det foreliggende system sørger for de betydelige fordeler som består i at det bare er valgt to av femogtyve programstyresignaler (fjorten mikrokommandosignaler Nqq til N-j^ og elleve programtellersignaler Pqq til P-^g) "^or ^ sti-'--'-6 °PP sys-

temet så det kan utføre en hvilken som helst av 154 operasjoner som kan utføres under en grunnleggende syklus, istedenfor å sørge for 154 spesielle programstyresignaler for dette formål, slik det gjøres ved andre systemer.

Betrakter man programstyringen 15 på fig. 3, mere i detalj,

vil det sees at den omfatter to mikrokommandoregistere NA og NB, en programteller P og dekodere 16 og l8 for å dekode utgangene fra henholdsvis registrene NB og telleren P for å skaffe de respektive programstyre-utgangssignaler Pqq til P-^q og Nqq til N-^-

Registrene NA og NB på fig. 3 kan innstilles under tidspul-

sene t^ henholdsvis tQ i overensstemmelse med .de respektive program-avgjørelsessignaler K^ A og KNB (se også fig. 4) som påtrykkes dem fra styrelogikken K. En "X" på fig. 4' angir en periode under hvilken en

innstilling eller forandring kan inntreffe, eller hvis det dreier seg om utgangssignaler fra styrelogikken K, den periode under hvilken disse signaler blir tilgjengelige for bruk. Det vil også forstås at program-avgjørelsessignalene K^A og KNB som andre signaler fra styrelogikken K, hver kan omfatte et eller flere signaler som er nødvendige for å skaffe den inngangsdata som kreves av vedkommende apparatdel som de påtrykkes.

Vi viser. til.fig. 3 og 4. Det vil nu bli beskrevet hvorledes registrene NA og NB arbeider som reaksjon på programavgjørelsessignaler KNA og KNB for å styre mikrokommandostrømmen, deri innbefattet innsky-tingen av en l/O mikrokommando. Programavgjørelsessignaler K»,. samarbeider med registeret NA for å skaffe to mulige typer med operasjoner: (1) hvis K^j. angir at den syklus som utføres er den siste syklus for en mikrokommando, da bevirker IL,, at tidspulsen t-^ innstiller NA til den neste mikrokommando som er angitt av K^A, og (2) hvis K N. angir at den syklus som utføres ikke er den siste i en mikrokommando, eller hvis K... angir at syklusen er den siste av en I/O mikrokommando N^, da bevirker KpjA innstilling av registeret NA til å forbli uforandret. Avgjørelses-logikksignalene K^g samarbeider med registeret NB for å skaffe tre mulige operasjonstyper: (1) hvis K^g angir at den syklus som utføres er den første syklus i en mikrokommando, og hvis mikrokommandoen er annet enn I/O mikrokommando N^, da bevirker KNg kopiering av NA under tidspulsen tQ,- (2) hvis K^g angir at den syklus som utføres ikke er den første syklus for en mikrokommando, bevirker K^g innstilling av NB til å forbli uforandret; og (3) hvis K^g angir at den syklus som ut-føres er den første syklus i en I/O mikrokommando, bevirker K^g ikke at NB kopierer registeret NA ved tp, men bevirker isteden at NB blir innstillet til I/O mikrokommando N-^.

Det vil forstås av den forangående beskrivelse av arbeidsmåten for programstyreregistrene NA og NB hvorledes som reaksjon på programavgjørelsessignaler , K^g og Kp, spesielt N og P verdier, velges under tidspulsen tQ ved begynnelsen av hver syklus (kurve NB og P på fig..'4 > hvorledes mikrokommandoer følger etter hverandre og hvorledes I/O mikrokommandoer kan innskytes ved slutten av en mikrokommando. Det vil også forstås hvorledes mikrokommandostrømmen kan fortsette fra avbrytelsespunktet etter fullførelsen av en I/O mikrokommando, da registeret NA vil ha tilbakeholdt der den neste mikrokommando som vil bli kopiert inn i registeret NB ved tidspulsen tg for den syklus som følger den siste syklus for I/O mikrokommandoen.

Det neste som skal betraktes er programtelleren P på fig. 3 som som reaksjon på tidspulsen tQog programavgjørelsessignalet Kp fra styrelogikken K og i samarbeide med dekoder 18 velger et av program-tellesignalene Pqq til P-^q for å angi under hver syklus den spesielle telling for den valgte mikrokommando i mikrokommandoregisteret NB som skal utfores under denne syklus. For å forenkle programtelleren P er dens evne begrenset til å telle etter "hverandre (dvs* ^OO^<O>I'^O<S>'

Pq^ osv.) som reaksjon på hver tidspls tg (fig. 4) med den forholdsvis enkle ytterligere mulighet å ha evne til addisjonelt å kunne stille tilbake til sin begynnelse tellingen Pqq ved fullførelsen av en hvilken som helst annen telling, når slik tilbakestilling angis av programav-gjorelsessignalet Kp som blir påtrykt den. P tellingen vil da begynne på ny fra Pqq enten fra den samme N mikrokommando (slik det kan fore-komme når det koples tilbake i sloyfe for en mikrokommando) eller for en ny mikrokommando. En mikrokommando kan således omfatte en stor mengde variable sykluser for å tillate en mikrokommando å bli avsluttet ved enden av en hvilken som helst programtselling såsnart de forlangte operasjoner for mikrokommandoen er blitt fullfort og tillater derved en hastighetsøkning av mikrokommandostrommen hver gang dette er mulig, men bevarer programtelleren P konstruktivt enkel.

Etter å ha forklart hvorledes programtelleren 15 i.samarbeide med programsignalene K^, K^g, og K^ fra styrelogikken K sorger for rekken med mikrokommandoer og valg av en eneste kombinasjon av N og P signaler for hver grunnleggende syklus, vil vi nå beskrive virkemåten for de andre apparatdeler på fig. 3 under hver grunnleggende syklus. For å skaffe en fullstendig og komplett forståelse av oppfinnelsen vil denne apparatbeskrivelse konkludere med en detaljert beskrivelse av samarbeidsoperasjonen mellom alle de forskjellige apparatkomponenter under de tellinger og mikrokommandoer som inngår i utforelsen av en typisk kommando, hvorved man vil få en fullstendig forståelse av apparatkonstruksjonen.

Som vist på fig. 3 påtrykkes programstyre N og P signaler på styrelogikken sammen med utgangen fra adresseregistrene LA og LB, dataregistrene MA og MB, adderer J, logiske tidssignaler t og l/O signaler fra l/O logikken. Det vil forstås av fig. 5 at styrelogikken K omfatter K inngangslogikk for logisk kombinasjon av N, P, J, l/0,MA og MB innganger. KL låser som reagerer på K inngangslogikken og K ut-gangslogikk som reagerer på KL låaer og K inngangslogikk for frembringelse av utgangssignaler %A>%B»Kp<»K>LA-ljKLA-2»KLB'KH'KMB'Kl/0 som påtrykkes de respektive apparatkomponenter til bruk for styring av deres arbeide under hver syklus.

For denne del av beskrivelsen vil en betraktning av nettopp styrelogikkens K utgangssignaler være tilstrekkelig til å skaffe en forståelse av apparatkonstruksjonen og dens virkemåte. Den spesielle utførelse og virkemåte av K inngangs- og utgangslogikken og hver av KL låsene vil bli klar ut fra denne beskrivelse i forbindelse med den detaljerte beskrivelse av apparatenes virkemåte under utførelsen av en typisk kommando og beskrivelsen av detaljer av typiske registere, og som vil bli gitt senere. Det vil bemerkes i forhold til styrelogikk K utgangene at av hensyn til en hensiktsmessig betegnelse er deres suf-fikser blitt valgt å svare til de apparatkomponenter som de anvendes på, og slik som tidligere nevnt, kan hvert K signal (f.eks. K^A påtrykt mikrokommandoregisteret NA) omfatte ett signal eller et sett med signaler på en eller flere linjer slik det forlanges for å utføre den beskrevne virkemåte av den tilhørende komponent under hver syklus. Styrelogikk K låsene og K inngangs- og utgangslogikken kan være av vanlig type, men fortrinnsvis er de laget slik at det.brukes kombinasjoner av IKKE-OG kretser.

Som vist på fig. 4 er styrelogikk utgangssignalene Kp og K^g gjort tilgjengelige under logikkperioden 230 for å være tilgjengelige til bruk ved innstilling av programtelleren P og registeret NB under tg i den neste syklus, mens styrelogikk utgangssignaler K^, K^ og Kj er gjort tilgjengelige kort etter tidspulsen tg for å kunne reagere på den nye innstilling av N og P verdiene; styrelogikk utgangssignalene KLA_]_> KLA-2' KLB' <K>MA'<K>MB og KI/0SJØres tilgjengelige enten kort etter tQ eller ved logikkperioden 230 ved slutten av syklusen, eller hvis et K signal omfatter flere signaler, kan en del bli gjort tilgjengelige til en tid og andre til en annen tid.

Vi vil nu betrakte lagringsanordningen 12. Det var tidligere fremhevet at en lagringssyklus inntreffer under hver 800 nanosekunders grunnleggende syklus under hvilken enten en lese-tilbakeførings eller klarer-skrive lagringssyklus kan utføres. Den spesielle lagringssyklus bestemmes av lagringsstyresignaler K^ (se også fig. 4) påtrykt lagringsanordningen 12 fra styrelogikken K. Hvis K^ angir at en lese-tilbake-førings lagringssyklus skal utføres, arbeider lagringsanordningen 12 slik at den bevirker at et tegn ved en adresse som er valgt av lagringsadresselinjen L blir lest ut av lagringsanordningen 12 og innstillet i lagringsregisteret M ved omtrent 400 nanosekunder, i den grunnleggende syklus (kurve M på fig. 4); under resten av syklusen blir det utleste tegn automatisk tilbakeført over M registeret tilbake til den valgte adresse. Hvis KM angir at en klarerings-skrive lagringssyklus skal utføres, er arbeidsmåten for lagringsanordningen 12 den samme som for en lese-tilbakeføringssyklus unntatt at det av lagringsanordningen 12 utleste tegn ikke stilles opp i lagringsregisteret M; isteden blir det tegn som skal skrives ved den valgte lag^ringsadresse kopiert fra dataregisteret MB inn i lagringsregisteret M ved omtrent 400 nanosekunder av syklusen, og det er dette nye tegn som skrives inn i den valgte lagringsadresse under resten av syklusen.

Som vist på fig. 3 fåes den lagringsadresse som påtrykkes lagringsadresselinjen L enten fra adresseregisteret LA (LA-1 og LA-2 tatt sammen) eller fra adresseregisteret LB avhengig av tilstanden av logikkretsen H. Adresseregisteret LA brukes for å adressere kommando-og operandseksjoner i lagringsanordningen 12 (fig. 2), mens adresseregisteret LB brukes for å adressere registerseksjonen i lagringsanordningen 12. Som vist på kurvene på fig. 4 er adresseregisterne LA og LB og adresselogikken H hver innstillbare under logikkperioden 23O som det er sørget for ved slutten av hver syklus som reaksjon på de respektive inngangssignaler som blir påtrykt den, idet de resulterende innstillin-ger bestemmer lagringsadresseringen for den neste syklus. Som angitt på fig. 3 reagerer adresseregisteret LA på adressestyresignal K-^ og utgangen av adderer J, adresseregisteret LB reagerer på adressestyresignaler K^g, og utgangsprogram -styreregisteret NA og logikkretsen H reagerer på styresignaler K^. Den måte som de respektive innganger til LA, LB og H samarbeider på under utførelsen av mikrokommandoen, vil fremgå når en spesiell mikrokommando beskrives senere.

Vi viser fremdeles til fig. 3. Det sees at det tegn som er

lest ut av lagringsanordningen 12 og inn i M registeret som følge av en lese-tilbakeføringssyklus påtrykkes en inngang på addereren J, hvor det avhengig av addisjonsstyresignaler Kj som påtrykkes den, kan bli addert (eller subtrahert eller sammenlignet) med et tegn som påtrykkes en

annen inngang på addereren J, og som man får fra enten MA eller MB dataregistrene eller med 0 (hvis det bare ønskes en overføring gjennom addereren J). Den resulterende utgang av addereren J kan påtrykkes en hvilken som helst eller flere av registrene LA-1, LA-2, MA, MB og/eller styrelogikken K.

Som angitt på tidskurvene på fig..4 begynner adderer J sin funksjon ved begynnelsen av tidspulsen t-^, til hvilken tid lagringsanordningen har fullført sin operasjon, hvorved et tegn som er lest ut fra lagringsanordningen 12 er tilgjengelig for logisk kombinasjon i addereren J med et tegn fra register MA eller MB (eller null). Adderer J fullfører sin operasjon kort etter begynnelsen av tidspulsen tg'> hvorpå addererutgangen J kan bli påtrykt styrelogikken K eller en eller flere av registrene MA, MB, LA-1 eller LA-2 til bruk ved innstillingen av den under logikkperioden 230 som innledes ved tg- Det vil forstås at for å redusere apparatutgiftene kan et eller fLere av de ovenfor nevnte registere og kretser såvel som en eller flere av styrelogikk-låsene KL være av den type som krever en klareringsoperasjon før hver innstillingsoperasjon. I såfall brukes tidspulsen t^ for dette formål. For å få riktig virkemåte av disse apparatdeler, vil de respektive styrelogikk K signaler som påtrykkes sørge for klarering ved t^ hvis delen skal motta ny informasjon under logikkperioden. Ellers vil t^ ikke ha noen virkning.

Adresseregistrene LA og LB og dataregistrene MA og MB vil nu bli betraktet mere i detalj. Som nevnt tidligere tjener adresseregisteret LA til å adressere kommando- og operandseksjonene i lagringsanordningen 12, og adresseregisteret LB tjener til å adressere registerlag-ringsseksjonen. På grunn av at det er sørget for en slik operasjon av LB som beskrevet ovenfor, inntreffer klareringstype-operasjonen som LA sørger for ikke for LB, og en forandring fra en innstilling av LB til en annen innstilling inntreffer bare under logikkperioden 230. Som det vil forstås bedre senere, når man har betraktet detaljer ved registeret LB i forbindelse med fig. 6, vil styresignaler K-^g som påtrykkes der, tillate at registeret LB adresserer enten overvåknings- eller bruksregistrene 1 lagringsanordningen 12 (fig. 2) avhengig av tilstanden av overvåkningslåsen KLg.

Med hensyn til dataregisteret MA på fig. 3, så er det et tegnregister slik som LA av den type som krever klarering under t-^. MA er anvendelig for temporær datalagring og tjener også til å holde kommandokoden Q, mens det blir dekodet. Foretrukne logikkstrømkretser til bruk for å danne registeret MA er vist på fig. 6 , og vil bli betraktet senere.

Forsåvidt angår registeret MB og også registeret MA så har det én tegnlengde og er av klareringstypen. Foruten å kunne anvendes for datalagring, kan MB også tjene til å holde på et nytt tegn for på-trykking på lagringsregisteret M for innskriving i lagringsanordningen 12 under en klarerings-skrive syklus, og kan dessuten tjene som en I/O buffer mellom I/O logikken 201 og lagringsanordningen 12 og som et inn-gangsregister fra operatørtavlen 20, og det har også den egenskap at det kan kodifisere individuelle bits av et tegn som lagres i registeret under logikkperioden som reaksjon på styresignaler K^g for å innstille markeringer. Som vist på fig. 3 er datainngangen til register MB fra adderer J tavlen 20, og adresseregisteret LB brukes til å adressere registerseksjonen i lagringsanordningen 12; det spesielle adresseregister som brukes under den grunnleggende syklus blir fastlagt ved innstillingen av logikkretsen H. Adresseregisteret LA er vist i to deler, LA-1 og LA-2 fordi 2 tegn kreves for å være istand til å adressere alle tegnene i kommando- og operandseksjonene av'lagringsanordningen, idet LA-1 belastes med et tegn av adressen og LA-2 med det annet. Begge deler LA-1 og LA-2 er av den type som krever klarering under t-^ hvis ny informasjon skal innstilles der under logikkperioden.

Forsåvidt angår registeret LB som brukes for å adressere re-gisterseks jonen i lagringsanordningen 12, da alle tegnene i register-seks jonen i lagringsanordningen 12 kan adresseres av et enkelt tegn,

så trenger adresseregisteret LB bare å ha en tegnlengde. Videre har vi forsåvidt angår adresseregisteret LB at dets funksjon er slik at når adressestyresignaler KLg angir at den foreliggende syklus \Skal være den siste av den mikrokommando som nu utføres, vil K-^g bevirke at register LB får den riktige lagringsregisteradresse til bruk i den første telling Pqq for den følgende mikrokommando ved dekoding av utgangen av mikrokommandoregisteret NA, som, slik som anført tidligere, vil være blitt innstillet i overensstemmelse med den neste mikrokommando under den umiddelbart foregående tidspuls t-^ (fig. 4)- Len eneste unntagelse inntreffer hvis, som resultat av I/O logikken K, adressestyresignalene <K>^g da bevirker angivelse av at den neste mikrokommando skal være en I/O mikrokommando N^^. I såfall vil K^g inneholde den riktige lagringsadresse som kreves i I/O logikken, og datautgangen fra MB skal være I/O logikk og til en inngang på addereren J, idet styring besørges av styresignaler Kjyjg fra styrelogikken K.

Den gjenværende del av fig. 3 som skal betraktes er I/O logikken 201 og de ytre enheter X-^ til XR og Y-^ til Yn som samarbeider med denne. Overføringen av data og styresignaler mellom I/O logikken og X og Y enhetene besørges ved hjelp av et felles fjernsamband som omfatter data- og styrelinjer 30 som samarbeider med X og Y enhetene,og velgelinjer 40 som brukes under INN-UT mikrokommandoen N-^ for velge-og innledningsstyresignaler av en periferisk enhet. Fordelen ved å ha velgelinjer 40 adskilt fra data- og styrelinjer 30 er at man oppnår den fordel som er angitt i beskrivelsen av INN-UT kommandoen, hvorved flere forskjellige periferiske enheter kan bli valgt og innledet ved hjelp av flere INN-UT kommandoer på en måte som tillater deling av søketiden mellom de periferiske enheter.

Forsåvidt angår data- og styrelinjene JO, så er de inndelt i to grener JOa og 30b. X periferiske enheter deler grenen 30a, og Y periferiske enheter deler grenen 30b, idet en av de to grener er gitt prioritet i forhold til l/0 logikken. Dataoverfoing til eller fra l/0 logikken og en valgt periferisk enhet inntreffer under l/0 mikrokommandoen N-j^ og er angitt på fig. 3« Registeret MB brukes som en buffer for dette formål. Data som skal overfores til en valgt periferisk enhet oppstilles i dataregisteret MB, hvorfra det påtrykkes over l/0 logikken til de respektive grenlinjer 30a eller 30b som sender dataen til den valgte periferiske enhet. Data som skal overfores fra en valgt periferisk enhet sendes til l/O logikken over de respektive grenlinjer 30a og 30b, hvoretter l/0 logikken innstiller dataen i registeret MB.

Vi vil nu betrakte l/O logikkens samarbeide med styrelogikken K, og det vil bemerkes fra fig. 3 at l/O logikken mottar styresignaler Kl/0 ^ ra styrelogikken K> nar den leverer l/O signaler dit. Det vil forstås at under P tellingene for INN-UT mikrokommandoen N-^ og l/O mikrokommandoen N-^ regulerer styrelogikken K sine K utgangssignaler for å styre apparatkomponentene på en måte som vil bevirke adressering og utlesningen av de riktige data og registersteder i lagringsanordningen 12, tilsvarende en valgt periferisk enhet, hvorved det sorges for periferisk valg og innledning under INN-UT mikrokommandoen N-^, og overforingen av data mellom de riktige steder i lagringsanordningen og den valgte periferiske enhet under l/0 mikrokommandoen N^.

Forsåvidt angår mikrokommandoen N^ vil det erindres at mikrokommandoen N-^ blir innskutt etter enhver annen mikrokommando som reaksjon på detekteringen av en avbrytelsestilstand i l/0 logikken 201 under den siste telling av en mikrokommando. Dette skjer på fig. 3 på. folgende måte. Når en avbrytelsestilstand eksisterer i l/O logikken som et resultat av at en valgt periferisk enhet krever adgang til lagringsanordningen, vil l/O utgangssignaler fra l/O logikken bli innstilt overensstemmende hermed og påtrykt styrelogikken K. Når så den siste P telling for vedkommende mikrokommando er nådd, vil styrelogikken K frembringe programavgjørelsessignaler som bevirker at registeret NB blir innstillet på l/O mikrokommando N-^ under tg i den neste syklus istendenfor å kopiere den neste mikrokommando fra registeret NA som tilbakeholdes i NA til bruk for innledning av den neste mikrokommando etter at l/O mikrokommandoen N^ er fullfort.

Det vil forstås at slike operasjoner av l/O logikken som beskrevet her ikke bare sorger for at systemet blir forenklet på mange måter, men også byr på den betydelige fordel av å tillate l/O logikken å dele bruken av forskjellige deler av ALU 5 (fig* l) såvel som deling av bruken av lagringsanordningen 12.

Eksempel på logiske strømkretser som brukes ved dannelse av apparatkomponenter.

Som nevnt tidligere blir apparatkomponenter som er vist på

fig. 1 fortrinnsvis bygget opp ved kombinasjoner av en enkelt grunnleg-

gende IKKE-OG krets. Da det er flere forskjellige kjente måter for kombinasjon av IKKE-OG kretser for å skaffe apparatkomponenter som funksjonerer på den her beskrevne måte, vil vi nu beskrive de IKKE-OG krets-kombinasjoner som det er gitt eksempler på i fig. 5 f°r dataregisteret MA og i fig. 6 for adresseregisteret LB.

Vi viser først til fig. 5« Det vil)bli antatt forsåvidt angår denne beskrivelse at dataregisteret MA sørger for åtte binære utgangssignaler MA-1 til MA-8 fra åtte respektive låser 51 til 58 som kan innstilles som reaksjon på åtte binære inngangssignaler J-^ til Jg fra addereren J under styring av signalet K^ fra styrelogikken K og tidssignaler t^ og tg. Som det vil fremgå av fig. 6 er hver av låsene 51

til 58 dannet av to krysskoblede IKKE-OG kretser, idet hver IKKE-OG

krets er angitt med et triangel som har en "n". Hver slik lås arbeider slik at den blir tilbakestilt (d.v.s. at dens respektive MAutgang blir falsk) som reaksjon på et tilbakestillingssignal på en leder ^ 01 - 308

og blir innstilt (d.v.s. den respektige MA utgang blir sand) som reak-

sjon på et innstillingssignal på en leder Jl\ - 318.

Hvis MA registeret blir kalt t<p>l å virke i en grunnleggende

syklus for å motta ny informasjon fra addereren J, vil styresignalet Ktø^ være slik at det åpner IKKE-OG kretsene 71 °g 73- Som resultat

herav vil det, når tidspulsen t-^ inntreffer under syklusen, passere over IKKE-OG kretsen 71 for å frembringe et tilbakestillingssignal på

linjen 72 som påtrykkes på tilbakestillingsinngangene for låsene 51 til 58 og bevirker dens tilbakestilling. Under den logiske periode for den samme grunnleggende syklus vil således tidspulsen tg som virker over IKKE-OG kretsene 73 °S 75 frembringe et sant signal på linjen 76 og

åpne IKKE-OG kretsene 6l til 68 for. å reagere på de respektive utganger J-^ til Jg fra addereren J, hvorved de respektive låser 51 til 58 vil

bli innstilt tilsvarende J-^ til Jg. Hvis MA registeret ikke skal motta ny informasjon under en grunnleggende' syklus, vil KMA være slik at den

blokkerer IKKE-OG kretsene 71 og 73 under syklusen, hvorved låsene 51 til 58 og således MA registerutgangene MA-1 til MA-8 vil forbli uforandret .

Foruten registeret MA viser fig. 6 også delen 320 av styrelogikken K (fig. 3 og 5) som medvirker til frembringelse av styresignalet K^ som reaksjon på riktige N og P signaler og styrelogikklåser KLj^ til KL^« S°m vanlig angis det hvis et N og P eller KL^ signal er forberedt at det inverse av signalet påtrykkes og ikke selve signalet. En- sammenligning av denne Kj^ del 320 av styrelogikken K med det tidligere viste eksempel på utførelsen av en ARITMETIK kommando

vil tydelig klargjøre hvorledes signalet K^A frembringes for å sørge for den styring av registeret MA som kreves under hver syklus. Henvisning til syklus Nq5^02 v^ kledes f «eks. vise at under denne syklus vil registeret MA bli innstilt i overensstemmelse med den Q som opptrer ved utgangen av addereren J. Følgelig vil det være klart fra vel kjente IKKE-OG logikkprinsipper at den logikk som leveres av IKKE-OG kretsene 91 til 92, som reaksjon på Nq^' og Pq2> er slik at den bevirker at låsene 51 °g 58 blir innstilt i overensstemmelse med adderer J utgangene J-^ til Jg.

Vi viser nu til den foretrukne utførelse for adresseregistere LB vist på fig. 7« Det vil i denne beskrivelse bli antatt at adresseregisteret LB sørger for ni binære utgangssignaler LB-1 til LB-9 fra ni respektive låser 101 til 109 som er innstillbare som reaksjon på signaler fra NA registeret, styresignaler K-^g og tidssignalet tg. Som nevnt her tidligere, er det hensiktsmessig under hensyntagen til den funksjon som kreves av registeret LB å tillate tilbakestilling av det under tidspulsen t-^ og innstilling under tidspulsen tg, slik det er sasreget for registeret MA. Følgelig blir tidspulsen t-^ ikke påtrykt registeret LB. Isteden blir hver lås for registeret LB bragt til å bli påvirket bare under tidspulsen tg, til hvilken tid enten et innstillings- eller et tilbakestillingssignal vil bli påtrykt dets respektive innstillings- og tilbakestillingsihnganger.

Som det vil forstås av fig. ,7 kan innstillingsinngangene 351

- 359 og tilbakestillingsinngangene 3&1 - 3^9 for hver av låsene 101 - 109 motta innganger fra en av de følgende tre kilder under tidspulsen tg: (1) fra NA registeret (fig. 3) over NA dekoder 125 og respektive IKKE-OG porter llla-b til 119a-b som åpnes av tg og virker over IKKE-OG porter 127 °g 129 bare under den siste syklus av en mikrokommando (slik som angitt ved KLp), og bare når det ikke er noen I/O avbrytelsestilstand tilstede (som angitt ved KL^^q), hvorved det tillates

registeret NA å innstille registeret LB for den riktige begynnel-

sesadresse for den neste mikrokommando under tg for den siste sy-

klus av alle mikrokommandoer-unntatt en l/O mikrokommando; eller (2) fra arbeidsregistrerings-adresselogikken 135 som åpnes ved at tg virker over IKKE-OG portene 137 °g 139 under hver syklus som ikke er den siste syklus av en mikrokommando (som angitt av KLp<*>),

hvorved det tillates arbeidsadresselogikken 135 å innstille adres-

sen i registeret LB under tg for alle sykluser unntatt den siste syklus for en mikrokommando; eller (3) fra l/O adresselogikken 145 som åpnes av tg som virker over IKKE-OG portene 147 og 149

bare under den siste syklus av en mikrokommando (slik som angitt av KLp), og bare når en l/O aubrytelsestilstand er tilstede (slik soirt angitt av KLj^q) og tillater hermed l/6 adresselogikken å inn-

stille den riktige l/O adresse i registeret LB under tg for den siste syklus for en mikrokommando som etterfølges av l/O mikrokom-

mandoen.

Fig.6 angir også hvorledes registeret LB på hensikts-

messig måte kan styres for å bli øket ved hjelp av overvåknings-bruks-adresse-differansen når systemet koples til overvåknings-

tilstanden, slik som f.eks. kan inntreffe ved at overvåkningslåsen KLg blir slått på over leder 371 av feillogikken 155 som reaksjon

på oppdagelsen av feil under systemets arbeide, eller som reaksjon på et l/O avslutningssignal TI som frembringes av l/O logikken ved fullførelsen av en overføringsoperasjon med en periferisk enhet,

slik som forklart i forbindelse med syklus N^Pø^* Som vist på

fig.9, blir utgangen fra overvåkningslåsen KLg påtrykt arbeids-

adresselogikken 135 og NA dekoderen 125 °g samarbeider dermed for å bevirke at adresser som frembringes på denne måte blir øket ved hjelp:av overvåknings-bruks-adressedifferansen, hvorved overvåknings-styreregistrene (fig.2) automatisk vil bli tilgjengelige istedetfor bruksarbeideregistrene.

Claims (1)

1. Databehandlingssystem som kan funksjonere enten i en

   brukstilstand eller i en overvåkningstilstand, idet systemet om- fatter en lagringsanordning (12) som har operand-og kommandola- gringsseksjoner som kan adresseres av et første register, ka- rakterisert ved at lagringsanordningen har en ytterligere registerseksjon (2o4) som kan adresseres av et annet adres- seregister (LB), og som omfatter styremidler (H) for å gjøre enten det første eller det andre adresseregister virksomt for adressering av lagringsanordningen, og at den ytterligere registerseksjon (2o4) omfatter et første sett registre (2o6) for lagring av styreinformasjoner for brukstilstanden og et andre sett tilsvarende registre (2o5) for lagring av styreinformasjoner for overvåkningstilstanden, idet hvert register (f.eks. CR, QR, FH, AR) i det første sett er adskilt fra det tilsvarende register (f. eks. ,61*, QjT, FR, AR) i det andre sett ved en konstant adressedifferanse, hvorved overføring mellom bruks-og overvåkningstilstandene !kan utføres ved at det andre adresselagringsregister økes eller minskes med den konstante adressedifferanse.