SU737986A1 - Динамическое запоминающее устройство на магнитных дисках - Google Patents

Description

(54) ДИНАМИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕ УСЧ РОЙСТВО НА МАГНИТНЫХ ДИСКАХ

Изобретение относитс  к области вычислительной техники, а именно к внешним запоминающим устройствам вычислительных машин. Известны динамические запоминаю . щие устройства на магнитных дисках, состо щие из блока управлени  и груп пы блоков пам ти, количество которых выбираетс  в зависимости от объема решаемых .задач. Блок уп1)авлени  при этом определ етномер блока пам ти, номер дорожки, вид операции, а блок пам ти непосредственно выполн ет опе рации под управлением блока управлени  1 . Недостатком известных устройств   л етс  невозможность обработки второ го запроса во врем  обработки первог запроса, что снижает производительность устройства, при этом введение блоков управлени  во все блоки пам ти дл  параллельной обработки запроfcoB усложн ет устройство и экономически невыгодно. .-,. , Наиболее близким к изобретению те ническим решением  вл етс  динамичес кое запоминающее устройство на магнитных дисках, содержащее адресный регистр, дешифратор, 5уферный накопи т ель, переключаТёлй, меха нйзма врауен 1  дисков, механизмы установки магнитных головок, усилители записи и считывани , регистры адреса дорожки, регистры адреса магнит но й гЬл6вк и и узлы вычитани , причем выход буферного накопитёл  соединен соответственно с входом устройства, входом дешифратора и с выходом второго переключат тел , выход буферного накопител  соединен соответственно с выходом устройства и с входом первого переключател , выходы первого и входы второго пер екЛючаТёлей соединены соответственно с входом усилителей записи и с выходе усилителей считывани , выход и вход которых через третьи переключатели подключены к выводам магнитных головок, управл ющие входы первого И второго переключателей соединены с выходом адресного регистра, а третьих переключателей - с выходом регистров адреса магнитной головки, вход механизмов установки магнйТных. голоЬок соединен с одним выходом регистров адреса дорожки, который через соответствующий узел вычитани  подаслючен к входной шине управлени , а выходы адресного регистра в блоке управлени  подключены к входам разрешени  выборки соответствующих блоков пам ти 12J.

Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность обработки нескольких одновременно поступивЬих запросов , а также оптимальное построение, очереди из поступивших запросов в зависимости от состо ни  магнитных го ловок в различных блоках пам ти устройства .

- Цель изобретени  - повышение бБЮТрдействи  Динамического запоминающего устройства на магнитных дисках эа .Счет сокращени  времени поиска информации в нескольких блоках пам ти,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в динамическое запоминающее устройство введены узел оценки состо ни  устройства, ассоциативные накопители оперативный накопитель и узлы управлени , первый вход первого ассоциативного накопител  соединен с входом уст ройства, второй вход - с выходом первого узла вычитани , входы которого соединены соответственно с первым входом первого ассоциативного накопител  и с входом и выходом регистра адреса дорожки. Второй выход первого ассоциативного накопител  соединен с выходом устройства и с входом второго ассоциативного накопител , первый выход которого соединен с вхсадом регистра .адреса магнитной головки. Второй выход второго ассоциативного накопител  соединен с первым входом второго узла вы 1итани , второй вход и выход которого-Подключены соответственно к выходу усилител  считывани  и к первому второго узла управлени , выход которого соединен с вторым-входом BTopojro ассоциативного накопител , третийвыход которого соединен с первым входом оперативного накопител  , первый выход которого соединен с входом дешифратора. Второй выход оперативного накопител  соединен с третьим входом первого ассоциативного накопител , третий выход с входом, адресного регистра, четвертый выход - с первым входомпервого узла управлени  и п тый выход - с .входом узла оценки состо ни  устройства, выводы которого подключены к соответствующим вьзводам первого узла управлени , выходы которого соединены соответственно с вторым входом оперативного накопител  и вторым входом второго узла управлени  4 Третий выход первого, ассоциативного -накопитет л  соединен с первым входом третьего узла управлени  -, выходы которого соедйнены с вторым и четвертым йходами первого асеоциа-дивного накопител .

В первом ассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик со сбрюсом, элементы пам ти-, соединенные с третьим входом, выполнены ассоциативными , а вход и выходдополнительной группы разр дов соединены соответственно с третьим выходом и вторым входом третьего узла управлени .

Во втором ассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик, а вход и выход дополнительной группы разр дов соединены соответственно с вторым выходом и третьим входом второго узла управлени .

- Устройство содержит дополнительно четвертый узел сравнени , регистр сдвига, многопроводный вентиль и .узел вычислени , выход которого соединен с первым входом оперативного накопител , а вход - с выходом многопроводного вентил , входы которого подключены к выходу регистра сдвига и к первому выходу четвертого узла сравнени  второй выход которого подключен к второму входу узла вычитани , а входы четвертого узла сравнени  и регистр сдвига соединены с выходом усилител  считывани . Второй узел управлени  содержит два триггера, два злемента И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса триггеров, выход первого триггера соединен с первьм входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго злемен±а И, .вторые входы элементов И объединены .

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, вариант; на фиг. .3 - схема блока пам ти на фиг. 4 - часть схемы блока пам ти на фиг. 5 - часть схемы блока управлени ; на фиг. 6. - конструкци  второго узла управлени .

Устройство состоит из блока 1 уп .равлени  и нескольких блоксрв 2 пам ти , которые содержат адресный регистр 3, дешифратор 4, буферный накопитель 5, переключатели 6, 7 и 8, механизмы вращени  дисков (на чертеже не показаны), механизмы 9 установки магнитных головок, усилители записи 10 и считывани  11, регистры 12 адреса дорожки, регистры 13 адреса магнитной головки 14, узлы вычитани  15 и 16, узел 17 оценки состо ни  устройства, первый 18 и вторюй 19 ассоциативные накопители, оперативный накопитель 20, первчгй 21, второй 22 и третий 23 узлы управлени , узел 24 сравнени , регистр 25 сдвига , многопроводный вентиль 26, узел 27 вычислени , элемент ИЛИ 28, первый 29 и второй 30 элементы И, первый 31 и второй 32 триггеры.

Кроме того, дл  нормального функционировани  первый ассоциативный накопитель 18 должен содержать узел 33 эквивалентов, узел 34 сигнализации , регистр 35 опроса нуле.вогр состо ни  и узел 36 запроса. Основными св з ми в устройстве  вл ютс  шины 37, 38, 39 и 40.

Форма представлени  данных аналогична форме представлени  данньвс в устройствах пр мого доступа. Ассоциативные и оперативный накопители имеют следующие информациойные и служебные ПОЛЯ: адрес блока пам ти, число запросов, адрес дорожки (цилиндра), адрес магнитной головки, адрес записей , код операции, признаки Q обрабатываемых адресов и действительных, адресов, разность d между аатребованйым и действительным адресом, интервал ut времени и регистр адреса.

Устройств pa6otaeT при по влении на входе узла запроса, которьй обрабатываетс  в блоке управлени  и передаетс  в блоки пам ти по шина 37 вместе с одним из сигналов разрешени  выборки на выходе дешифратора 4. Запрос запоминаетс  в первом ассоциативном накопителе 18 и в ответ на выход устройства по шине ЗВ через узел 36 запроса посылаютс  адрес блока пам ти и число запросов. -,,

После этого первый узел 15 вычитани  вычисл ет разность d, котора  записываетс  в первый ассоциа-еиЕНый накопитель 18. Затем определ етс  адрес с наименьшей разностью d с помощь узла 33 эквивалентов, и узла 34 сигнализации , которые дают разрешение на перепись данного адреса во второй ассоциатйвный накопитель 19 и одновремен о устанавливают признак Q в первом ассоциативном накопителе 18.

Если второй ассоциативный накот. питель 19 зан т, то запрос хранитс  в первом ассоциативном накопителе 18 до освобождени  второго ассоциативного накопител  19, или в следуквдий адрес первого ассоциативного накопител  записываетс  новый запрос из блока 1 управлени .

При освобождении второго ассоциэ тивного накопител  19 вновь инициируетс  первый ассоциативный накопитель 18, который передает адрес дорожки з регистр 12, включаетс  механизм У установки магИитнйх головок 14. Знач|5ни  разностей а при этом пересчитываютс  и вновь за п. оминаютс , происходит передача запроса во второй ассоциативный накопитель 19 и сброс ад р зсного регистра первого ассоциатив1иого накопител .

Второй ассоциативный накопитель 19 передает адрес записей во второй узел 16 вычитани , в адрес магнитной головки в регистр 13 адреса магнитной головки, который через третий переключатель 8 подключает соответствующую магнитную головку 14 к входу усилител  11 считывани  и выходу усилител  10 записи.

Далее происходит считывание записей с диска. Которые поступают на вход узла 24 сравнени  и на регистр 25 сдвига, которые управл ют пе редачей числа записей с магнитиого дибка

во второй узел 16 вычитани  или открывают многопроводный вентиль 26 и включает узел 27 вычислени , который определ ет интервал времени и t,который остаетс  с начала затребованной записи. Величина д t передаетс  затем вместе с адресом блока пам ти, числом запросов и кодом операции в оперативный накопитель 20 по шине 39. После считывани  или записи требуемой записи, оно передаетс  на выход или вход устройства, а из оперативного накопител  20 по шине 40 ;п.оступает число sanpodOB, которое вы зйвает освобождёние соответствующих  чеек в первом 18 и втором 19 ассоциативных накопител х и сброса признаков действительных адребоа в них, и второй ассоциативный накопитель 19 переходит k обработке следукшгёго адреса.

В том случае, если запись найдена, но оперативный накопитель 20 зан т, также происходит иемедпенкый переход к обработке следукедего адреса во втором ассоцйатийном накопителе 19.

Функционирование ассоциативных . накопителей 18 и .19 не сикхро нзиро вано взаимно, что позвол ет без задержки производить независимую обработку записей при последовательном переборе адресов в алресньк регистрах . Если а результате оезибки будет затребована запись, котора  вообще от9утствует, что привело бы к : блоЛ кировамию устройства, выполнение второгоуз а 22 управлени  на ивух триггерах 31 к 32, двух элементах И 29 и 30 и на элементе ИЛИ 28 позвол ет учесть более одного оборота диска и снимает такое блокирование сигнале об ошибке в блок 1 управлени .

В оперативный накопитель 20 поступают записи из всех блоков 2 пам ти, в поле д t накопител  20 поступают и импульсы временир которые уменьшает значени  и t до тех пор пока оно не станет равным нулю. .Равенство йу-. лю д t включает первый узел 21 управлени , и начинаетс  обращение к кана .)ту и операци  записи или считывани . ,

Изобретение может быть использовано и в оптических запо 5инаювд11х устройства;Х .

ФоЕНигула изобретени 

.... ,Л. Динамическое запог инающее устройство на магни к & дисках, солергжйщее адресный регистр, дешифратор., буферный накопитель, переключатели, механизмы вращени  дисков, механизмы установки магнитных головок, уси

-лители записи и считывани , регистры вдреса дорожки, регистры адреса магнитной головки и.узлы Iвычитани , причем выход буферного накопител  соединен соответствей-но с входом устрсйства , входом дешифратора и с выходом второго переключател , выход буферно .гр накопители соединен срответственfjQ- -sbixbnoMycTpofif первого переключател , выходы первого и входы второго переключателей соединены соответствейнр с. входом усилителей записи и с выходом усилйТёлёйГ считывани , выход и вход которых через третьи переключатели подключены к выводам магнитных головок,у;правл ющие входы первого и второго переключателей соединены с выходом алресного регистра, а третьих переключ ателей - с выходом регистров адреса магнитной головки, вход механизй6й з; 6Танрвки маг.нитных головок соединен с одним выходом регистров адреса дорожки, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повыиени  быстродействи  устррйства за счет сокращени  времени поиска информации, в него введены узел оценки состо ни  устройства, ассоциативные накопители, оперативный накопитель и узлы управлени , первый вход перврго ассоциативного накопител  соединен с входом устройства, второй вход - с выходом первого узла вычитани , входы которого с о еди не ны соответственно с первым выходом первого ассрциативного накопител  и с вхрдом и выходом регистра адреса дорожки, второй выход первого ассоциативнрго накопител  соединен с выходом устройства и с входом второго ассоциативного накопител , первый выход которого соединен с входом регистра адреса магнитной головки, второй)выход второго ассоциативного накопител  соединен с первым входом второго узла вычитани , второй вход игвыхоД которрго подклю ,чены соответственно к выходу усилител  считывани  и к первому вхсшу второго уёла управлени , выход которого соедмнен с вторым входом второго ассоциативного накопител , третий выход которого соединен спервым входом оперативнргр накопител , первый вНхОД которого соединен с входом детиифратора , второй выход оперативного накопител  соединен с третьим входом первого ассоциативного накопител , третий выход - с вхОдом адресйОтб регистра , четвертый выход - с первым входом первого узла управлени  и п ть1й выход - с входом узла оценки состо ни  устройства, выводы кОторюго подключены к соотвётствук цим выводам первого узла управлени , выходы уо торого соединены соответственно с вторым входом оперативного накопител  и BTopbw входом второго узла управлени , третий выход . первого асоциативирго накопител  соединен с первым входом третьего узла управлени , выходы которого соединены с вторым и четвертым входами первого ассоциатквного накопител .

2,Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в перврм ассоциативном накопителе регистр адреса выпрлнен как счетчик со сбросом, элементы пам ти, соединенные с третьи входом, выполнены ассоциативными, а вход и выход дополнительной группы разр дов соединены соответственно с третьим выходом « вторым входом третьего узла управлени .

3,Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что во втором ассрциативнсни накопителе регистр адреса выполнен как счетчик, а вход и выход дополнительной группы разр дов соединены соответственно с вторым выходом и третьим входЪм второго узла управлени .

4..Устройство ПО п. 1, о т л и чающеес   тем, что оно дополнительно содержит четвертый узел сравнени , регистр сдвига, многопроходный вентиль и узел вычислени , выход которого соединен с первым входом рператинОгр накопител , а вход - с выходом многопроводного вентил , входы которого подключены к выходу регистра сдвига и.к первому выходу четвертого узла сравнени , второй выход которого подключен к второму входу второго узла вычитани , а входы четвертого узла сравнени  и регистра сдвига соединены с выходом усилител  считывани .

5.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что второй узел управлени  содержит два триггера, два элемента И и элемент ИЛИ,.выход которого соединен с входами сброса триггеров , выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы элементов И объединены. .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.IBM GC20-1649-4, ЬDirect Acces Storage Devices . and Organirotion Methods. 1969, November.

2.HARfeY KATZAN, JR Computer Otrganization and the System, 370, № 4, 1971 (прототип).

h-

I

f

ТС

If

.,-Г

Kt

L

27

(fi,

13

ттшг

Claims (5)

1. Формула изобретения .„. ,.Л. Динамическое запоминающее устройство на магнитна дисках, содержащее адресный регистр, дешифратор., буферный накопитель, переключатели, механизмы вращения дисков, механизмы установки магнитных головок, усилители записи и считывания, регистры адреса дорожки, регистры адреса магнитной головки и. узлы вычитания, причем выход буферного накопителя соединен соответственно с входом устройст7 '737986 ва, входом дешифратора и с выходом второго переключателя, выход буферного накопителя соединен соответствен.. .... -вых 0ДОМ ' ус Трой с Ж* и“с ‘’входом' ' \ первого переключателя, выходы первого и входы второго переключателей соединены соответствейнр с. входом усилителей записи и с выходом усилитёлё'Й '‘ считывания, выход и вход которых через третьи переключатели подключены к выводам магнитных головок,'управ-^; ляющие входы первого и второго пере. ключателей соединены с выходом адресного регистра, а третьих переключателей - с выходом регистров адреса магнитной головки, вход механизМО’й““з/становки магнитных головок соединен с одним выходом регистров адреса дорожки, отличающеес я тем, 'что, с целью повышения быстродействия устройства за счет сокращения времени поиска информации, в него введены узел оценки состояния устройства, ассоциативные накопители, оперативный накопитель и узлы управления, первый вход первого ассоциативного накопителя соединен с входом устройства, второй вход — с выходом первого узла вычитания, входы которого соединены соответственно с первым выходом первого ассоциативного накопителя и с входом и выходом регистра адреса дорожки, второй выход первого ассоциативного накопителя соединен с выходом устройства и с входом второго ассоциативного накопителя, первый выход которого соединен с входом регистра адреса магнитной головки, второй1выход второго ассоциативного накопителя соединен с первым входом второго узла вычитания, второй вход й выход которого подключенысоответственно к выходу усилителя считывания и к первому входу второго узла управления, выход которого соединен с вторым входом второго.ассоциативного накопителя, третий выход которого соединен с первым входом оперативного накопителя, первый выход которого соединен с входом дешифратора, второй выход оперативного накопителя соединен с третьим входом первого ассоциативного накопителя, третий выход - с входом адресного регистра, четвертый выход — с первым входом первого узла управления и пятый выход — с входом узла оценки со^ стояния устройства, выводы которого подключены к соответствующим выводам первого узла управления, выходы которого соединены соответственно с вторым' входом оперативного накопите ля и вторым входом второго узла управления, третий выход первого ассоциативного накопителя соединен с первым входом третьего узла управления, выходы которого соединены с вторым и четвертым входами первого ассоциативного накопителя.
2. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что в первом ассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик со сбросом, элементы памяти, соединенные с третьим входом, выпблнены ассоциативными, а \ вход и выход дополнительной группы разрядов соединены соответственно с третьим выходом м вторым входом третьего узла управления.
3. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что во втором ассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик, а вход и выход дополнительной группы разрядов соединены соответственно с вторым выходом и третьим входом второго узла управления.
4. 4. .Устройство по π. 1, отличающеес я тем, что оно дополнительно содержит четвертый узел сравнения, регистр сдвига, многопроводный вентиль и узел вычисления, выход которого соединен с первым входом оперативного накопителя, а вход — с выходом многопроводного вентиля, входы которого подключены к выходу регистра сдвига и.к первому выходу четвертого узла сравнения, второй выход которого подключен к второму входу второго узла вычитания, а входы четвертого узла сравнения и регистра сдвига соединены с выходом усилителя считывания.
5. 5. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что второй узел управления содержит два триггера, два элемента И и элемент ИЛИ,.выход которого соединен с входами сброса триггеров, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы элемент тов и объединены.