NO166430B - Dataoverfoeringssystem. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for overføring av data til bruk ved et datamaskinsystem omfattende en prosessor, et lagersystem som er forbundet med prosessoren, samt minst en første og annen velgerkanal, som hver er forsynt med direkte lageradgang for overføring av digitale data til og fra lagersystemet.

Oppfinnelsen vedrører også et datamaskinsystem av ovennevnte art.

Innenfor et felt for kompliserte databehandlingsoppgaver benyttes kladdebånd eller andre masselageranordninger for lagring av midlertidige behandlingsresultater. Mange seismiske databehandlingsoppgaver består eksempelvis av en rekke trinn som påtrykkes et sett av seismiske data som innledningsvis lagres på magnetbånd. Hvert trinn er et separat program som f.eks. kan omfatte utlesning av ett sett av inn-data fra et. magnetbånd (generert i et foregående trinn), behandling- aw inn-data og generering av et sett av ut-data på magnetbåndi ((som. senere mates som inn-data til neste trinn),. Slikei mdjdlJerLtldige kladdebånd benyttes ofte fordi data-volumet: etr stor-t:,, og de muliggjør at hvert trinn utvikles som en. sellvsttamiargj enhet. Seismiske databehandlingsoppgaver kam besiiås av ti eller flere enkelttrinn, som hver er knyttet till nesrfre-. med. et tilsvarende kladdebånd.

Slik omfattende bruk: av/ kladdebånd representerer en merkbar begrensning av utføreiDseshastigheten, som hver er knyttet til neste med et tilsvarende kladdebånd.

Tidligere er det foreslått en del løsninger for å forenkle sekvensbehandlingen av digital informasjon. UNIX-systemet som er beskrevet av B.W. Kernighan og J.R. Mashey i en artikkel med tittelen "The UNIX Programming Environment"; IEEE (Computer), april 1981, sider 12-24, benytter seg eksempelvis av et operasjonssystem som letter sammenknytning av sekvens-behandlingstrinn. I denne artikkel er det dog ikke beskrevet noen programvare som sørger for rask dataoverføring mellom to deler av behandlingslagerenheter.

I US-PS 4 149 242 av 10. april 1979 (Frank C. Pirz) omtales et grensesnittapparat for flersekvens-prosessorer, hvor et flertall prosessorer, hver med sin egen lagerenhet, er knyttet sammen i serie ved hjelp av en rekke overføringsen-

heter.

Prosessorenes operasjon er omhyggelig synkronisert, slik at dataoverføringer mellom nabo-prosessorer skjer samtidig. Hver prosessor utfører således sin oppgave med de data som er lagret i vedkommende prosessors lagerenhet og deretter flyttes data samtidig fra en lagerenhet til neste. Hver prosessor må således fullføre sin respektive oppgave innenfor tidsperioden mellom etter hverandre følgende dataoverføringer, slik at neste dataoverføring kan finne sted. I denne forstand kreves at alle prosessorer går synkront.

Ingen av de to nevnte, kjente forsøk benytter spesielt utformet maskinvare for å muliggjøre at to asynkront forløpende programmer knyttes sammen for rask dataoverføring mellom dem uten bruk av kladdebånd eller annen, midlertidig masselagring.

US patentskrift 3 686 641 vedrører bruken av et mellomliggende kødannende lager for styring av prioriteten og sekvensen, idet resultatene av et program blir videreført til et annet program. Resultater som føres inn i kø-1ågeret, vil deretter være tilgjengelig for det annet program enten på en først inn- først ut basis eller en sist inn- sist ut basis. Som sådan skaffer denne publikasjon ingen anvisning på den foreliggende oppfinnelse, fordi den foreliggende oppfinnelse benytter seg av hverken mellomliggende lagring eller prioritetsstyring av resultater. I henhold til den foreliggende oppfinnelse vil resultatene av det første program bli overført til det annet program umiddelbart ved tilpassede lese- og skrivesignaler for et spesielt resultat.

Fra artikkelen av W. Schone, K. Muller og M. Kotzurek med tittelen: "Schnelle Koppeleinheit fur Mikrorechner K1520" er der kjent en overføring av data mellom to eller flere separate datamaskiner, slik dette klart fremgår av figurene 1, 3 og 4. For at en slik overforing av data skal finne sted, vil dessuten den mottagende datamaskin spørre etter informasjon fra den datamaskin som sender, og sender-datamaskinen vil deretter overføre den etterspurte informasjon. I henhold til d'en\ foreliggende oppfinnelse blir det spesielt lagt vekt på overføringen av informasjon internt inne i en datamaskin mellom forskjellige programmer som løper asynkront, men samtidig. Overføringen av informasjon innenfor den ene datamaskin blir koordinert ved hjelp av driftssystemet som tilpasser lese- og skrivesignaler for et spesielt resultat.

Foreliggende oppfinnelse; vedrører således et bedret, raskt dataoverføringssysteim som: tilveiebringer de stor over-føringshastigheter vedidirektelagerteknikker, samtidig som de problemer og tidsÆiars-iinkelser som følger bruken av kladdebånd, blir redusert: eller eliminert.

En fremgangsmåte: av/ dem innledningsvis angitte art er ifølge oppfinnelsen karakter-disert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: å opprette forbindelse mellom den første og annen velgerkanal for å"tillåte at digitale data overføres direkte fra den første velgerkanal til den annen velgerkanal;

å kjøre et første program på datamaskinsystemet for å generere et første sett av digitale data og lagre det første sett av digitale data i en første del av lagersystemet;

å utnytte den sammenkoblede første og annen velgerkanal, idet der overføres det første sett av digitale data i den første del av lagersystemet direkte til den annen del av lagersystemet, uten mellomlagring; og

å kjøre et annet program på datamaskinsystemet, idet det annet program er innrettet til å behandle det første sett av digitale data som er lagret i den annen del av lagersystemet.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er videre karakterisert ved at det første program genererer en skriveforespørsel etter at det første sett av digitale data er blitt lagret i den første del av lagersystemet, samtidig som det annet program genererer en leseforespørsel,

asynkront med hensyn til genereringen av skriveforespørsel-en, før behandlingen av de digitale data som er lagret i den annen del av lagersystemet, samtidig som overføringstrinnet utføres etter generering av både skriveforespørselen og leseforespørselen.

En viktig fordel ved foreliggende oppfinnelse er at utførelsen av det første og annet prgram blir stilt i bero etter genereringen av henholdsvis skriveforespørselen og leseforespørselen, inntil kompletteringen av overførings-trinnet.

En beslektet fordel er at kjøringen av det annet prgram finner sted asynkront med kjøringen av det første program på prosessoren.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet et datamaskinsystem av den type som er angitt i det vedføyde patentkrav 7.

Selve oppfinnelsen vil lettest forstås på bakgrunn av nedenstående detaljerte beskrivelse under henvisning til tegningen, hvor

fig. 1 er et blokk-skjerna av et databehandlingssystem, som omfatter et første, foretrukket utførelseseksempel av foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 er et mer detaljert blokk-skjema av lese- og skrive-forbindelsene ifølge fig. 1,

fig. 3 er et detaljert elektronisk skjema av skriveforbindelsen ifølge fig. 1 og 2,

fig. 4 er et detaljert elektronisk skjema av leseforbindelsen ifølge fig.. 1 o;g 2,

fig. 5 er et takt-bølgeform-skjerna av valgte signaler i forbindelse med lese- og skrive-forbindelsene ifølge fig. 3 og 4 , og

fig. 6 er en organisasjons-skjerna som viser relasjonene mellom brukerprogrammene, dataforbindelse-programvaredrivenhe-ten og dataforbindelses-maskinvaren i utførelseseksemplet ifølge fig. 1.

I tegningene viser fig;. 1 et generelt blokk-skjema av et databehandlingssystem1 10' som omfatter et foretrukket utførel-seseksempel av foreliggende oppfinnelse. Dette databehandlingssystem 10 omfatter, en sentral prosessorenhet 12, som er koplet til et lagensystem 14. Som skjematisk vist i fig. 1, representerer dette: llage.rsystem 14 i foreliggende utførelses-eksempel minst fire blokker av lagersteder 16, 18, 20 og 22. Blokkene 16 og 18 er' en. første programblokkhhv en første datablokk og blokkene" 2 0 og 2 2 er en andre programblokk hhv en andre datablokk. Prosessoren 12 styres av et operasjons-svotem som er lagret 1 lagersystemet 14, slik at samtidig, asynkron kjøring (ved tidsdeling av den ene prosessor 12) av første og andre programblokk 16 hhv 20 muliggjøres. Første program i blokk 16 har den oppgave å generere et første sett av digitale data og lagre disse data i blokk 18. Det andre programmet i blokk 2 0 benytter de digitale data som er lagre.!; i den andre blokk 2 2. i sin operasjon-.

Databehandlingssystemet 10 omfatter en lagerdatabuss 30, til hvilken det er koplet en skrive-velgerkanal 40, , en lese_vclgerkanal 46 og kan valgfritt omfatte minst enda en velgerkanal 50. Skrive-velgerkanalen 40 er koplet til en skriveforbindelse 42 og lese-velgerkanalen 46 er koplet til en leseforbindelse 44. Skrive- og leseforbindelsene 42, 44 er innbyrdes forbundet med en maskinvare-kabelfor-bindelse 48'.. Strukturen og driften av lese- og skriveforbin-deisene 44, 42 vil bli omtalt i detalj nedenfor i forbindelse med figurene 2-5. Den ytterligere velgerkanal 50 er på konvensjonell måte koplet til en magnetplate-styreenhet 52, som styrer et flertall magnetiske lagerplater 54. Hver velgerkanal 40, 46 og 50 er koplet for dataoverføring med i det vesentlige hele lagersystemet 14.

I denne kontekst er betegnelsen velgerkanal brukt for å betegne en direktelageranordning som overfører digitale data til eller fra et lagersystem, uten konstakt overvåkning av prosessoren. Slike direktelageranordninger er velkjent for fagfolk og vil ikke bli omtalt i detalj her. Perkin-Elmer Corporation markedsfører f.eks. en velgerkanal betegnet Model No. 3200 (Computer Systems Division, 2 Crescent Place, Oceanport, New Jersey 07757). Perkin-Elmer Publication No. H29-727R09 inneholder en detaljert beskrivelse av driftsmå-ten av ovennevnte velgerkanal.

Når den først er igangsatt utfører denne velgerkanal data-overføringer til eller fra lagerenheter oginn-ut-anordninger, uavhengig av prosessorstyring. For igangsetting av dataover-føringen innstiller prosessoren den anordning som er koplet til velgerkanalen for å avgi eller motta data, forsyner velgerkanalen med start- og endelig lageradresse av den blokk som skal overføres og med overføringstypen (lese eller skrive) og sender deretter en "klar"-ordre. Velgerkanalen utfø-rer deretter dataoverføringen uten ytterligere veiledning fra prosessoren. I Model 3200 Perkin-Elmer velgerkanalen blir prosessoren underrettet av et avbrudd-signal fra velgerkanalen, når overføringen er fullført. En konvensjonell anvendelse av en velgerkanal er f.eks. som vist i forbindelse med den ytterligere velgerkanal 50, hvor velgerkanalen overfører data fra lagerenheten 14 til platestyreenheten 52 eller omvendt, uten direkte overvåkning fra prosessoren 12.

Foreliggende oppfinnelse retter seg mot skrive- og leseforbindelsene 42, 44 og måten de brukes og virker på. Fig. 2 viser et mer detaljert blokk-skjema av komponentene i skri-

veforbindelsem 42 og leseforbindelsen 44.

Som vist i fig. 2, omfatter skriveforbindelsen 42 en 16-bit databuss-drivenhet 56, som er tilpasset for å motta 16-bit halv-ord fra skrive-velgerenhetens 40 egne databuss. Skrive-forbindelsen 452 omfatter også en adressedekoder 58, som rea-gerar på 8 databiter D080 til D150 fra skrivevelgerenhetens egne databuss.- Blokken som er betegnet "SYN LOGIC" 60 i fig. 2 betegner styrekretsen for skriveforbindelsen 42 som sam-virker med tilsvarende kretser i lese-velgerenheten 44 for styring av dataoverføring fra skriveforbindelsen 42 til le-sef orbindelsen 44.

På lignende måte omfatter leseforbindelsen 44 en 16-bit da-ta terminator 62, som kan tilpasses for å motta parallelle 16-bit halv-ord fra databuss-drivenheten 56 og sende denne digitale informasjon videre: til lese-velgerenhetens 46 egne databuss. Leseforbindelsem 4'4; omfatter en 8-bit adressedekoder 64, som er koplet tiil<?> databitene D080-D150 for lesevel-gerenhetens egne databuss.,, likesom en SYN LOGIC 66, som er koplet for dialog med SYN LOGIC 60 for skrive-dataforbindelsen 42. I fig. 2 angir symbolet "/" sammen med en siffer antallet parallelle datalinjer som inngår i visse av figurens gjensidige forbindelser.. Det er angitt symboler ved hver linje for å angi navnene på de signaler som sendes via disse linjer.

Fig. 3 viser et detaljert elektrisk skjema av skriveforbindelsen 42, hvor databuss-drivenheten 56, adresse-dekoderen 5 8 ot] SYM LOGIC 6 0 er antydet med stiplede streker. I fig. 3 er ul.lo invertere av type 7404 , bortsett fra de som inngår i databuss-drivenheten. De sistnevnte er av typen 7406 invertere .

ia tilsvarende måte viser fig. 4 et detaljert elektrisk skjema av lese-dataforbindelsen 44, inklusive adresse-dekoder 64 og SYN LOGIC 66. I fig. 4 består data-terminatoren 62 av to komponentdcler som er betegnet med 62a hhv 62b i figuren.

Med mindre noe annet er vist, er portene i data-terminatoren 62b i fig. 4 av typen 74 38 NOG-porter og alle invertere er av typen 74 04.

Som .vist i fig. 2, er databuss-drivenheten 56 koplet til da-ta-terminatoren 62 og SYN LOGIC 60 er koplet til SYN LOGIC 66 ved respektive ledere. I dette foretrukne utføreisesek-sempel benyttes en 25-par pigg-til-pigg-kabel 48 for direkte opprettelse av disse forbindelser uten mellomliggende -lagring, f.eks. i form av kladdebånd. I fig. 2-5 angir siste siffer i hvert variable navn om variablen er aktiv når den befinner seg i logisk høy-tilstand eller logisk lav-tilstand. Variabler som er aktive i logisk høy-tilstand ender på 1, og variabler som er aktive i logisk lav-tilstand ener med 0.

I det detaljerte skjema i fig. 3 ses at adresse-dekoderen

58 for skrive-forbindelsen omfatter to 4-bit hopp-blokker 70. Ved bruk av hensiktsmessige hopp-anordninger ("jumper") kan enhver adresse mellom 00 og FF bli valgt. Når den valgte adresse opptrer på datalinjene D080-D150 og ADRSO signalet fo-retar en omforming fra høyt til lavt nivå, blir signalet ADD1 slått inn på høyt nivå for å angi at skrive-forbindelsen 42 er adressert.

Når adresse-dekoderen 58 slår inn ADD1 på høyt nivå, skjer en rekke ting. Signalene HWO SNSO blir gitt lavt nivå for å antyde overfor skrive-velgerkanalen 4 0 at dataoverføring skal fortsette i parallelle halv-ord (16-bit) segmenter og at den raske dataoverførings-sekvens skal benyttes. Signalene HWO og SNSO er forklart mer detaljert på sidene 2-5 og 2-11 i den ovenfor omtalte Perkin-Elmer Publication No. H29-727R09. Videre blir SYN LOGIC 60 åpnet, slik at SYNO signalet blir returnert til skrive-velgerkanalen 40 som respons på et signal på en av linjene CMDO, SRO eller ADRSO, og deretter svarer SYN LOGIC 60 på signaler på linjene DAO,

SCLRO.

Ved bruk presenterer skrive-velgerkanalen 40 16 parallelle biter på datalinjer D000-D150 sammen med data tilgjengelig-signal på linje DAO. Skrive-forbindelsen 42 presenterer disse 16 biter for lese-forbindelsen 44 via linjene DB000-DB150 for kabel 48, sammen med et portkoplet data tilgjengelig-signal PWSYNO. PWSYNO blir generert i skrive-forbindelsen 42 ved portkopling av DAO med adressesignalet ADD1, og PWSYNO angir om det er data tilgjengelig for overføring på DB000-DB150 eller ikke.

Fig. 4 viser et skjema av lese-forbindelsen 44, som omfatter adresse-dekoderen 64, SYN LOGIC 66 og data-terminator 62a,

62b. Adresse-dekoderen 64 omfatter hopp-blokkene 72, som benyttes for å presentere en adresse for lese-forbindelsen 44, avvikende fra den på skrive-f orbindelsen 42. A.dresse-dekoderen 64 slår på SYN LOGIC 66 når den valgte adresse og ADRSO signalet opptrer på lese-velgerkanalens 46 egne databuss. Når SYN LOGIC 66 er slått på , trekker leseforbindelsen 44 signalene HWO og SNSO på", lavt nivå på lese-forbindelsens eg-ne databuss og reagerer på: signaler på linjene ADRSO, SRO og CMDO ved å returnere SYNO) signalet til leseforbindelsen 46. SYN LOGIC 6 6 portkopler også: data-fordringssignalet DRO fra lese-forbindelsens egne databuss med utgangen av adresse-dekoderen 64 og sender dette portkoplede data-fordringssignal PRDRG1 til skrive-forbindelsen 42 via kabel 48.

DataforbindeIsesoperasjon

Nå skal teorien for operasjon og taktgivning av skrive- og lese-torbindelsene 42, 44 beskrives. Det skal først bemerkes at data som overføres alltid flyter fra skrive-velgerkanal 4 0 til lese-vclgerkanal 46 via skriveforbindelsen 42, kabel 48 og leseforbindelsen 44. I realiteten skriver skriveforbindelsen 42 data i leseforbindelsen 44 og leseforbindelsen

44 leser data fra skriveforbindelsen 46.

Når skriveforbindelsen 42 er blitt adressert og skrive-velgerkanalen 40 er klar til å overføre data på linjene D000-D150 av sin egne databuss, presenterer den 16 databiter på linjene D000-D150 sammen med et data-tilgjengelig-signal på DAO. Skriveforbindelsen 42 presenterer data overfor leseforbindelsen 44 på linjene DB000-DB150 for kabel 48, sammen med det portkoplede data-tilgjengelig-signal PWSYNO. På dette tidspunkt vil skriveforbindelsen 42 ikke returnere SYNO signalet til skrive-velgerkanalen 40} dermed vil skrive-velger-kanalen 40 opprettholde data på linjene D000-D150 av sin egen databuss.

Når leseforbindelsen 44 er blitt adressert av lese-velgerkanalen 46 og har mottatt data-fordrings-signalet på linje DRO, portkopler leseforbindelsen data på linjene DB000-DB150 i kabel 48 direkte til lese-velgerkanalens 46 egne databuss, uten mellomliggende lagring. Lese-velger-kanalen 46 slår inn disse data og fjerner data-fordrings-signalet på linjen DRO. Et SYNO signal returneres til skrive-velgerkanalen 40 en utvalgt tid etter at data er blitt portkoplet til lese-velgerkanalens 46 egne databuss, og skrive-velgerkanalen 40 fjerner så data og signal DAO fra sin egen databuss for å fullføre overføringen av et 16-bit halv-ord.

Dette takt-arrangement er illustrert i fig. 5, hvor de føl-gende symboler er brukt: RDRG1 representerer det portkoplede data-fordringssignal som er generert av leseforbindelsen 44 på linje 74 (høynivå når aktiv); WDAG1 representerer data-tilgjengelig-signalet som er generert av skriveforbindelsen 42 på linje 76 (høynivå når aktiv); RSYNl representerer synkroniserings-signalet som genereres av skriveforbindelsen 42 på linje 78 og returneres til lese-velgerkanal 46 (høyni-vå når aktiv); og WSYN1 representerer synkroniseringssigna-let som genereres av RACKO signalet for ovennevnte Perkin-Elmer skriveforbindelse 42 på linje 80 og returneres til skrive-velgerkanalen (høynivå når aktiv).

Det har i praksis vist seg at lese- og skriveforbindelsene 44, 42 kan plugges inn i de private databusser for hvilke som helst to velgerkanaler i databehandlingssystemet. Når f. eks. en velgerkanal av Model 3200 (som omtalt i ovennevnte publikasjon nr. H29-727R09) og et Perkin-Elmer 3220 eller 3240 digitalt databehandlingssystem blir brukt, kan lese- og skriveforbindelsene 44, 42 utføres som halv-krets-plater, som plugges inn i de private databusser av de respektive velgerkanaler på bindepunkt 1 siden av Perkin-Elmer inn-ut-platen. Det er tilrådelig at velgerkanalene på den lavest mulige prioritet på lager-databussen blir brukt. Fortrinnsvis bør velgerkanalene for lese- og skriveforbindelsene 44, 42 være på lavere lagerdatabuss-prioritet enn mekaniske anordninger som plate- og båndenheter. Det foretrekkes også at det ikke er tilknyttet andre anordninger til lese- og skrive-velgerkanalene 46,40 for å hindre interferens fra langsommere inn-ut-anordninger, som magnetbånd eller plateenheter.

Ettersom skrive- og leseforbindelsene 42, 44 ikke genererer avbrudd, fanger de ikke RACKO signaler og det er derfor ikke nødvendig å fjerne RACKO-TACK0 hoppenheten fra motplaten. Som ovenfor omtalt, fremmer lese- og skriveforbindelsne 44, 4 2 den raske overføringssekvens og' halv-ord overføringsforma-tet og angir denne evne ved! åt holde SNSO og HWO linjene på lavt nivå. Ved enkelte Perkin-Elmer-databehandlingsmaskiner kan det være nødvendig å installere en rask velgerkanal-hoppenhet, som vist på side' 1-13 i ovenfor omtalte publikasjon H29-727R09. Det kan videre være nødvendig å tilkople stiften 124-1 på Perkin-Elmer inn-ut-platen, som i enkelte tilfelle ikke blir tilkoplet på fabrikk.

Det har vist seg at det kan oppnås maksimale datahastigheter på ca. 4,3 millioner bit-grupper pr. sekund både for skrive-forbindelsen 42 og leseforbindelsen 44, hvis de to forbindelser er koplet til velgerkanaler 40, 44 på forskjellige DMA-daLabusser. Dette er dog ikke et krav for operasjon. Målin-ger har vist at on overføringshastighet på ca. 3,6 millioner bit-grupper pr. sekund kan oppnås ved bruk av en enkelt DMA databuss.

Ettersom både skrive- og leseforbindelsen 42, 44 bare har en funksjon hver, er det ikke behov for kommando. Men hvis en kommando blir sendt ut til enten skriveforbindelsen 42 eller leseforbindelsen 44 via respektive linje CMDO, vil signalet SYNO bli returnert. Ettersom det ikke er en mekanisk lager-anordning tilordnet skrive- eller leseforbindelsen 42, 44,

er det på samme måte heller ikke behov for statusinfonnas jon fra noen av disse forbindelser. Men både skrive- og lese-forbindelsen 42, 44 svarer på et status-fordrinqssigna1 respektive linje SRO ved å returnere et SYNO signal.

Dataforbindelses-programstyring

Databehandlingssystemet kan programmeres for å benytte dataforbindelsene 4,2, 44 for overføring av data direkte fra et; program til et annet, uten mellomliggende lagring. Etter at det første program i forbindelse med en dataforbindelses-drivenhet, som vil bli nærmere omtalt, i eksemplet som er vist i fig. 1, har generert de ønskede data i blokk 16 for blokk 18, kan det første program i forbindelse med en dataforbindelses-drivenhet, som vil bli nærmere omtalt, innstille skrive-velgerkanalen 40 med begynnelses- og slutt-adressene av første datablokk 18, adressere skrive-forbindelsen 4 2 og deretter rette en ut-klar-kommando til skrive-velgerkanalen 40 med lese/skrive-biten korrekt innstilt. Deretter kan det andre program i blokk 20 i forbindelse med dataf orbindelses-drivenheten for operasjonssystemet innstille lese-velgerkanalen 46 med begynnelses- og slutt-adressene av den andre datablokk 22, adressere leseforbindelsen 44, og deretter rette en ut-klar-kommando til lese-velgerkanalen 46 med lese/skrive-biten korrekt innstilt.

Etter at begge velgerkanaler 40, 46 er startet, utnytter de dataforbindelsene 42, 44 og kabelen 48 for å overføre data seg imellom for å bevege datablokken som er lagret i første datablokk 18 direkte til andre datablokk 22 uten overvåkning av prosessoren 12 eller mellomliggende masselagring. Programvare kan kontrollere status av velgerkanalene 40, 46 eller avvente et velgerkanal-avbrudd for å bestemme når overførin-gen ble fullført. Overføringen starter selvsagt ikke før begge velgerkanaler 40, 46 er startet, og det er derfor mulig å starte lese-velgerkanalen 46 før skrive-velgerkanalen 40 i stedet for omvendt som nevnt ovenfor.

Dataforbindelses-drivenheten som vist i Appendiks 1 danner en liste for det for tiden foretrukne utførelseseksempel av den programvare som benyttes for å styre velgerkanalene 40, 46 og dataforbindelsene 42, 44. Listen i Appendiks 1, som selvsagt er gitt som eksempel og ikke er ment som en begrensning, er hensiktsmessig til bruk ved Perkin-Elmer databehandlingssystemet som er omtalt ovenfor, og er tilpasset for as-semblering på Perkin-Elmer OS-3MT/5.2 assembler.

Programmet ifølge Appendiks 1 utfører forbindelses- og velgerkanal-styrefunksjonene som er generelt omtalt ovenfor, som respons på valgte inn-ut-fordringer. Men i tillegg tilveiebringer dette program ytterligere et antall trekk som bedrer dataforbindelsenes 42,, 44 fleksibilitet og nytteverdi. Eksempelvis vil hastigheten av det enkle sett av dataforbindelser 42, 44 være tilstrekkelig for behovene ved mange anvendelser. Dette enkle sett av dataforbindelser 42, 44 danner fysisk bare en inngang og en utgang. Men brukere av dataforbindelsene vil ofte kreve mange, samtidige, men logisk uavhengige dataf orbindelsen,. eksempelvis for å kople sammen fler-satstrinn. Av denne grunn simulerer programmet i Appendiks 1 mange logisk uavhengige dataforbindelser som deler eb felles maskinutstyr. Programmet i Appendiks 1 opprettholder et flertall av dataforbindelsesender, som hver er logisk uavhengig og som alle benytter samme maskinvare. Slik det er brukt her, betegner uttrykket "dataforbindelsesender" en slik programvare-generert, logisk uavhengig, virtuell inn-ut-anordning.

Hvert logisk uavhengige sett av dataforbindelsesender opptrer i oxjerasjonssystemet som to fysiske anordninger, f.eks. RP01: og WP01:. RPOl: anordningen kan det bare leses ut av, mens WPOl: anordningen bare er til å skrive inn i. Data som er skrevet inn i WPOl:anordningen kan leses ut fra RPOl: ' med visse begrensninger. Ved en typisk anvendelse, kan programmet i Appendiks 1 brukes til å simulere 50 atskilte sett av dataforbindelsesender nummerert 1 til 50.

Fig. 6 viser generelt, hvordan programmet ifølge Appendiks 1 styrer tilgangen til dataforbindelses-maskinutstyret 40, 42, 44, 46 ved påtrykking av programmer som foreligger i databehandlingssystemet 10. I fig. 6 betegner blokkene som er betegnet AP^, AP2 ••-APn brukerprogrammene, som hver kan gjø-re dataoverførings-fordringer via en av skrive- og lese-dataforbindelses-endene WPOl:, WP02: ...WPm: og RPOl:,

RP02:, ... RPm: som er tilveiebrakt ved driv-programvaren i Appendiks 1. Driv-programvaren organiserer og parer dataover-føringsfordringer, slik at dataforbindelses-utstyret 40, 42, 44, 46, når komplementære skrive- og leseoverførings-fordringer er mottatt på et par skrive- og leseforbindelsesender WPx:, RPx:, blir brukt til å overføre data direkte fra brukerprogrammet som har fordret dataoverføring til skrive-forbindelsesenden WPx: til brukerprogrammet som har fordret dataoverføring fra leseforbindelsesenden RPx:. Hvert par av komplementære skrive- og leseforbindelsesender WPx:, RPx: er logisk atskilte fra hverandre og hvert av dem virker som en separat inn-ut-anordning overfor brukeren. Således vil data-overføringer via forbindelsesendene WPOl: og RPOl: ikke på-virke eller forstyrre dataoverføringer via forbindelsesendene WP02: og RP02:.

Ytterligere et viktig punkt er at programmet ifølge Appendiks 1 er blitt utformet slik at bruken av dataforbindelsene 42,

44 imiterer bruken av konvensjonelle magnetbånd-lese- og skrive-operasjoner. Av denne grunn tillater programmet iføl-ge Appendiks 1 at dataforbindelsesendene brukes av et bruker-program på stort sett samme måte som magnetbånd. Hvis f.eks. første og andre program i datablokkene 16, 20 ifølge fig. 1 blir lastet i databehandlingssystemet 10 for samtidig utfø-relse og begge er blitt utformet for å velge dataforbindelsesende 7 til bruk, vil første program i blokk 16 tilordne en logisk enhet til WP07: og det andre program i blokk 20 ville tildele en logisk enhet til RP07:. Etter at hvert program har sendt ut en tilbakespolingsordre til sin respektive forbindelsesende, kan de to programmer utveksle data med normale lese- og skrive inn-ut-fordringer.

Generelt er det slik at jo nærmere dataforbindelses-operasjonen kommer operasjonen av magnetbånd, desto mer trans-parent vil dataforbindelsesendene fortone seg for brukeren. Således følger hver skrive-forbindelsesende kommandoene SPOL--TILBAKE, SKRIV-FILMERKE og LOSS, og hver lese-forbindelsesende følger kommandoene SPOL-TILBAKE,LES, FOROVER-MELLOMROM--POST, FOROVER-MELLOMROM-FILMERKE og LOSS: Skjønt de nøy-aktige implikasjoner av disse operasjoner ikke er identiske mellom bånd og forbindelsesender, foreligger det en rimelig tilnærming som øker transparensen av dataforbindelsesendene. Betegnelsen "FILMERKE" benyttes for å betegne en ende av et filsymbol. Som forklart ovenfor, gir dataforbindelsene 42, 44 ingen lagring av dataoverføringer og data overføres direkte fra skriveenhetens lagerenhet til leseenhetens lagerenhet. Denne løsning gir stor overførings-effektivitet, men uten bufring er det ofte lite praktisk å fremme tilbakeslag og tilbakespoling på en måte som ligner det som skjer ved magnetbånd. Dette er ikke en signifikant ulempe for et stort spekter av databehandlingsoperasjoner.

Første og andre program i programblokkene 16 og 20, som ut-veksler data gjennom dataforbindelsene 42, 44, er synkronisert av samme operasjonssystem-mekanisme som brukes ved alle andro dataoverføringer i dette utførelseseksempel. En typisk løsning er at det operative system lar utførelsen av et pro-gran; som har foretatt en inn-ut-fordring til en perifer enhet (bånd, platedrift, terminal e.l.) vente, inntil transak-sjonen er fullført. Når dataforbindelsesendene brukes for overføring av data, kan en transaksjon, som nevnt ovenfor, ikke gjennomføres før komplementære lese- og skrivefordringer er mottatt av det operative system. En lese- eller skri-vefordring som venter på en komplementær skrive- eller lese-fordring bruker derfor ganske enkelt lengre tid på å bli fullført og resulterer i en lengre periode, hvor utførelsen

av det fordrede program må vente.

Enda et punkt hvor programmet ifølge Appendiks 1 imiterer et magnetbånd er at overføringslengden av parede lese- og skri-vef ordringer ikke må være lik. Det er faktisk minstelengden av de to som overføres. Skriveprogrammet blir alltid ledet til.å tro at hele fordringen er blitt overført. Dette danner også en parallell til magnetbånd-operasjonen, hvor skriveren alltid.overfører hele datamengden, mens leseren kan prøve å lese mer eller mindre enn den mengde som faktisk foreligger.

Dataforbindelses-protokoll

En fordel ved et magnetbånd er at monteringen av det fysiske bånd og dets etterfølgende avlesing av et annet program føl-ger en forholdsvis streng protokoll, som koordinerer aktivi-teten av begge programmer med tilordnet maskinvare. Programmet ifølge Appendiks 1 simulerer denne protokoll, som er tilpasset de spesielle behov av dataforbindelses-styringen. Dette program opprettholder en tre-nivå tilstand som er va-riabel for hver dataforbindelsesende, og disse variabler angir den løpende status av de enkelte forbindelsesender. I programmet ifølge Appendiks 1 er disse tilstander betegnet FEIL, SYNK og KLAR. FEIL-tiIstanden svarer til en magnetbånd-drivenhet som ikke har et bånd montert og on-line. 5YNK-tilstanden svarer i grove trekk til et magnetbånd som er montert, on-line og spolt opp til begynnelsen. KLAR tilstan-den svarer i grove trekk til et magnetbånd som inneholder en eller flere gyldige registreringer som er plassert uten-for skrivestartpunkt. Tilstandene av forbindelsesendene blir styrt i forbindelse med følgende regler for bestemmelse av total forbindelsesprotokoll. 1. LOSS og SPOL-OPP kommando tvinger alltid tilordnede forbindelsesende i FEIL hhv SYNK tilstand. 2. En registrerings-utvekslingsfordring (SKRIV, SKRIV-FILMERKE, LES, FOROVER-MELLOMROM-POST, FOROVER-MELLOMROM-FILMERKE) til en forbindelsesende som befinner seg i FEIL-tilstand blir avslått med en feil-tilstand. 3. Komplementære forbindelsesender går inn i KLAR-tilstand unisont, bare når begge ender befinner seg i SYNK-tilstand og hver ende har en gyldrig registrerings-utvekslingsfordring hengende. 4. Komplementære forbindelsesender kan fritt utveksle registreringer (data, filmerker, overhopp-registreringer) mens

begge opprettholder en KLAR-tilstand.

5. SKRIV-FILMERKE-fordringer fra skriver produserer de nor-malt forventede resultater for LES, F REMOVE R-MELLOMROM-POST og F REMOVE R-MELLOMROM-FILMERKE-fordringer fra leser. 6. EN KLAR skriveforbindelsesende som har mistet KLAR på sin komplementære leseende kan ikke fullføre overføringen.

Men skriveren hindres ikke med en feil-tilstand.

7. En KLAR leseforbindelse som. har mistet KLAR på sin komplementære skriveende faller automatisk i FEIL-tilstand. Leseren presenteres med en feil-tilstand. Dette ville svare til et forsøk på å lese fier registreringer enn det er skrevet på et magnetbånd..

Flere andre punkter som; gjelder dataforbindelses-operasjoner fortjener omtale. Etter- tildeling av en logisk enhet til dataforbindelsesenden (lese eller skrive), er det viktig at det sendes ut en SPOLE-OPP ordre for oppnåelse av synkro-nisering. Videre bør den siste- fordring til en dataforbindelsesende (lese eller skrive) bære en LOSSE-ordre, skjønt dette ikke er avgjørende. Det kreves ingen faktisk dataover-føring for FOROVER-Mellomrom-POST og FOROVER-MELLOMROM-FIL-ME RKE leserfordringer, skjønt de fortsatt må pares korrekt med tilordnede skriverfordringer. Ved at det operative system genereres inklusive data.f"orbindelsesender, foretrekkes at et jevnt tall lese- og skriveender utformes under hvert fysiske forbindelses-maskinutstyr og selektorkanal.

Dataforbindelses-drivenhet, intern operasjon

Dataforbindelses-drivenheten ifølge Appendiks 1 er begreps-messig delt i to deler: DCB197, INITRPIP, CMDRPIP og TERMRPIP for leseforbindelsesendene og DCB198, INITWPIP, CMDWPIP og TERMWPIP for skriveforbindelsesendene. Drift og programme-ring av disse to drivenheter er så å si identiske og vil bli omtalt i fellesskap som forbindelses-drivenhet i nedenstående beskrivelse. Alle følgende kommentarer gjelder både lese-og skrive-forbindelses-drivenhetene, bortsett fra uttrykkelig nevnte forskjeller.

Den anordnings-avhengige DCB struktur er svært enkel og inneholder bare tre fulle ord-elementer. DCB.CPIP er adressen av den komplementære forbindelsesende og benyttes ved koordinering av lese- og skriveaktiviteter. DCB.RTL er den fordrede overføringslengde av den hengende fordring på en be-stemt forbindelsesende. DCB.PEST er den aktuelle forbindelsesende-tilstand av tilordnede forbindelse og har de tilstander som er angitt og definert i Tabell 1.

Dataforbindelses-drivkoden kan deles i to hovedområder: forbindelsesledelse og dataoverførings-sekvens. Forbindelsesledelsen er ansvarlig for å håndheving av den spesielle protokoll som er definert ovenfor i komplementære forbindelsesender og for gjenkjennelse når en faktisk dataoverføring er nødvendig. Dataoverføringssekvensen godtar parede lese/skrivefordringer og utfører den faktiske overføring. Disse to områder er kort omtalt nedenfor, og det vises også til Appendiks 1 vedrørende ytterligere detaljer.

Forbindelsesledelsen danner tre primære inngangspunkter for datafordringer (INITRPIP <p>g INITWPIP), kommandofordringer (CMDRPIP og CMDWPIP), og drivavslutning (TERMRPIP og TERMWPIP). Første gang en forbindelses-drivfordring blir sendt ut etter at det operative system er startet opp på nytt, blir lenke-forbindelsesdriverens underrutine LINKAGE utført. LINKAGE avsøker det operative systemets anordnings-huske-tabell etter forekomster av lese- og skrive-forbindelsesan-ordninger (DCB197 og DCB198) og etablerer kryss-leddforbin-delse av komplementære forbindelsesender via DCB.CPIP.

Datafordringer til en leseforbindelsesende begynner utførel-sen ved INITRPIP og datafordringer til en skrive-forbindelsesende begynner utførelsen ved INITWPIP. Forbindelsesledelsen gjennomfører den spesielle protokoll ved å justere DCB. PEST og avslutte, holde eller fordele ytterligere behandling. Forbindelsesledelsen vil manipulere en av endene av den logiske forbindelse som er nødvendig for gjennomføring av protokollen. Når forbindelsesledelsen bestemmer at gyldige lese- og skrivefordringer er blir paret og en faktisk da-taoverføring fordres, tas det skritt (1) for å hindre et utilsiktet brudd av et logisk fordringspar via en pause-inn-ut-fordring, (2) for å koordinere dataoverføringen med mulige andre logiske dataforbindelser eller andre anordninger som benytter velgerkanalene og (3) for å initiere data-overf øringssekvensen . Disse tre handlinger gjennomføres på begge forbindelsesender samtidig.

Kommandofordringer til en leseforbindelsesende begynner ut-førelse ved CMDRPIP og kommandofordringer til en skrive-forbindelsesende begynner utførelse ved CMDWPIP. Igjen vil forbindelsesledelsen sørge for gjennomføring av dem spesi-fiserte protokoll ved justering av DCB.PEST og ved å manipulere kø-fordringer i en av endene av den logiske forbindelse. Det skal bemerkes at ingen kommandofordring er i stand til å trigre en faktisk dataoverføring. Rutinene TERMRPIP og TERMWPIP eller flere ytterligere varianter av. dem blir innført for å avslutte en overføringsfordring.

Den faktiske dataoverførings-sekvens av dataforbindelses-driveren begynner ved PIPEREAD og PIPEWRIT. På det tidspunkt da disse rutiner er innført, er komplementære lese/skrivefordringer paret og full forbindelse er opprettet i ressurs-treet. Den faktiske lengde av dataoverføringen bestemmes og det opprettes et tidsutkoplings-sikkerhetsnett før maskinvaren faktisk blir satt i gang.

Den dataoverførings-metode og apparatet som er omtalt ovenfor gir et antall viktige fordeler. Fremgangsmåten og apparatet kan benyttes for overføring av data mellom behandlingstrinn i sekvens med større hastighet enn det som er mulig ved standard magnetbånd. Videre er båndhåndteringen merkbart redusert, og på denne måten kan størrelsen av bånd-laboratorier og antallet båndfeil reduseres sammen med til-hørende behandlings feil. Andre fordeler fremfor bånd omfatter redusert menneskelig intervensjon, økt pålitelighet, og muligheten for en mer tilnærmet parallell behandlingsløsning. Ved mange anvendelser vil bruk av dataforbindelser av den type som er omtalt ovenfor muliggjøre at databehandlings-systemets gjennomløp blir økt og vil gi raskere omløp ved individuelle behandlingsoppgaver. De vil også muliggjøre at behandlingsoppgaver med økende volum av data blir behandlet med et minimum av båndhåndtering og krav til personalet. For-delene ved disse dataforbindelser er særlig nyttige ved seismiske behandlingsoppgaver.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for overføring av data til bruk ved et datamaskinsystem omfattende en prosessor, et lagersystem som er forbundet med prosessoren, samt minst en første og annen velgerkanal, som. hver er forsynt med direkte lageradgang for overføring av digitale data til og fra. lagersystemet, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende trinn: å opprette forbindelse mellom den første og annen velgerkanal for å tillate at digitale data overføres direkte fra den første velgerkanal til den annen velgerkanal; å kjøre et,første program på datamaskinsystemet for å generere et første sett av digitale data og lagre det første sett av digitale data i en første del av lagersystemet; å utnytte den sammenkoblede første og annen velgerkanal, idet der overføres det første sett av digitale data i den første del av lagersystemet direkte til den annen del av lagersystemet, uten mellomlagring; og å kjøre et annet program på datamaskinsystemet, idet det annet program er innrettet til å behandle det første sett av digitale data som er lagret i den annen del av lagersystemet.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det første program genererer en skriveforespørsel etter at det første sett av digitale data er blitt lagret i den første del av lagersystemet samtidig som det annet program genererer en lesefore-spørsel, asynkront med hensyn til genereringen av skrive-forespørselen, før behandlingen av de digitale data som er lagret i den annen del av lagersystemet, samtidig som over-føringstrinnet utføres etter generering av både skrivefore-spørselen og leseforespørselen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at utførelsen av det første og annet program blir stilt i bero etter genereringen av henholdsvis skriveforespørselen og leseforespørselen, inntil kompletteringen av overføringstrinnet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at overføringen av det første sett av digitale data i den første del av lagersystemet direkte til den annen del av lagersystemet blir utført uten bufferoperasjon.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kjøringen av det annet program finner sted asynkront med kjøringen av det første program på prosessoren.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kjøringen av det annet program foregår samtidig med kjøringen av det første program på prosessoren.

7. Datamaskinsystem omfattende en sentral behandlingsenhet, et lagersystem tilkoblet den sentrale behandlingsenhet, samt minst to kanaler med direkte lageradkomst, idet disse hver er koblet for overføring av digitale data til og fra lagersystemet, karakterisert ved at systemet omfatter: organer for innbyrdes å sammenkoble de to kanaler med direkte lageradkomst for å tillate høyhastighetsoverføring av digitale data derimellom, slik at et selektert sett av digitale data kan leses fra en første del av lagersystemet og skrives inn i en annen del av lagersystemet via de to kanaler og sammenkoblingsorganene ved høy hastighet, uten mellomlagring av settet av digitale data, idet sammenkoblingsorganene omfatter: en maskinvareforbindelse som er koblet mellom den første og annen kanal med direkte lageradkomst for å tillate digitale data å bli overført fra en første velgerkanal til en annen velgerkanal, slik at digitale data kan overføres fra en første del til en annen del av lagersystemet via velgerkanalene og maskinvarekoblingen uten mellomlagring; og organer som er innlemmet i prosessoren og er innrettet til å styre den første og annen velgerkanal og maskinvarekoblingen for opprettholdelse av en flerhet av skrive-dataforbindelsesender og en flerhet av lesedataforbindelsesender, og for koordinering av dataoverføringer mellom respektive skrive- og lesedataforbindelsesender via den første og annen velgerkanal og maskinvareforbindelsen.

8. System som angitt i krav 7, karakterisert ved at sammenkoblingsorganene fungerer slik at overføring av digital informasjon finner sted i parallelle byter mellom de to kanaler.

9. System som angitt i krav 7, karakterisert ved at sammenkoblingsorganene fungerer slik at der overføres digital informasjon mellom de to kanaler uten bufferoperasjon.

10. System som angitt i krav 7, karakterisert ved at sammenkoblingsorganene omfatter: en maskinvareforbindelse som er koblet mellom den første og annen kanal med direkte lageradkomst for å tillate digitale data å bli overført fra en første velgerkanal til en annen velgerkanal, slik at digitale data kan overføres fra en første del til en annen del av lagersystemet via velgerkanalene og maskinvarekoblingen uten mellomlagring; og organer som er innlemmet i prosessoren og er innrettet til å styre den første og annen velgerkanal og maskinvarekoblingen for opprettholdelse av en flerhet av skrive-dataforbindelsesender og en flerhet av lesedataforbindelsesender, og for koordinering av dataoverføringer mellom respektive skrive- og lesedataforbindelsesender via den første og annen velgerkanal og maskinvarekoblingen.

11. System som angitt i krav 10, karakterisert ved at den første og annen velgerkanal er koblet for overføring av data relatert til hovedsakelig hele lagersystemet.