SU864336A1 - Логическое запоминающее устройство - Google Patents

Description

(54) ЛОГИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ

I

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств хранени  цифровой информации.

Известно логичестсое запоминающее устройство (ЗУ), содержащее накопитель на запоминающих элементах, каждый из которых выполнен на двух сердечниках сложной конфигурации. В этом ЗУ возможно выполнение операций логического сложени  и логического умножени  поступак цей информации с ранее записанной информации, операции неразрушающего считьтани  информации в пр мом и обратном кодах по строкам и столбцам матрицы и операции .ассоциативного поиска по всему объему матрицы Б пр мом и обратных кодах til,

К недостаткам данного логического ЗУ следует отнести существенные т снические трудности его реализации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  логическое ЗУ, которое содержит как и пред- УСТРОЙСТВО

лагаемое накопитель с числовыми линейками на тороидальных сердечниках с пр моугольной петлей гистерезиса, прошитых линейными шипами записи и считывани  и общими разр дными шинами записи и чтени , разр дные формирователи записи, разр дные элементы И записи, регистр признаков обращени  на триггерах, адресные элементы И считывани  и записи, адресные формирователи

10 считьшани  записи, усилители считывани , регистр регенерации на триггерах , причем выходы триггеров регистра признаков обршцени  соединены с первыми входами соответствующих апресвых

15 элементов И считьшани  , вторые входы которых соединены с управл кацей шиной считывани , а выходы адресных элементов И считывани  соединены со входами адресных формирователей счи20 тывани , выходы которых соединены с линейными шинами считьюани  соответ с-т юших числовых пинеек накопител , первые входы адресных элементов И за писи соединены с управл ющей шиной записи, а выходы соединены со входами адресных формирювателей записи, выходы которых соединены с линейными шинами записи соответствующих числовых линеек накопител  первые входы разр дных элементов И соединены с управ- л юихей шиной записи, а выходы соединены со входами соответствующих разр дных формирователей записи, выходы которых соединены с разр дными шинами записи накопител ; разр дные шины накопител  соединены со входами соответствующих усилителей считывани , выходы которых соединены со входами установки в 1 соответствующих триггеров регистра регенерации , шины сложени  и сбросаГ23. Недостатком известного устройства  вл етс  его низкое быстродействие при реализации стековых алгоритмов об работки данных широко примен емых, например, при управлении обменом информацией в пам ти ЭВМ. Цель изобретени  - увеличение быстродействи  известного логическо го ЗУ. Поставленна  цель достигаетс  тем, что оао содержит многоканальный счетчик , адресные элементы Р1ПИ и шину начальной установки, первые входы адресных элементов ИЛИ соединены с соответствующими выходами многоканального счетчика, вторые - со входами ус ройства, а выходы соединены со входами установки в I соответствующих триггеров регистра признаков обращени В4 1ходы которых соединены со вторыми входами разр дных элементов И и первым и входами многоканального счетчика; выходы триггеров регистра регенерации соединены со вторыми входами многоканального счетчика и со вторыми входами адресных элементов И записи, третьи входы многоканального счегчика соединены с шинами начальной установки, сложени  и сброса. На фиг, 1 изобрзажена схема предлагаемого логического ЗУ; на фиг. 2 -4 примеры распределени  области пам ти нак5пител  и многоканального счетчика . Устройство содержит накопитель 1 с числовыми линейками 2 на тороидальны сердечниках 3 с пр моугольной петлей гистерезиса, прошитых шиной 4 начальной установки, разр дными шинами 5 з писи, разр дными шинами 6 чтени , линейными шинами 7 считывани , линей6 записи. В устройство ными шинами 8 вход т разр дные фoplv(Iиpoвaтeли 9 записи , разр дные элементы 10 И, шина 11 начальной установки многоканального счетчика, шины 12-16 управлени , выходы 17 устройства, входы 18 устройств ва, адресные элементы 19 ИЛИ, рггистр 2О признаков обращени , триггеры 21 регистра признаков обращени , шина 22 сброса, адресные элементы 23 И считьшани , адресные элементы 24 И записи , адресные формирователи 25 считывани , адресные формирователи 26 записи , усилители 27 считьюани , регистр 28 регенерации , триггеры 29 регист{ й регенерации и, шина ЗО сброса, многоканальный счетчик 31. Первые входы адресных элементов 19 ИЛИ  вл ютс  входами устройства, вторые входы соединены с соответствующими выходами многоканального счетчика 31, а выходы адресных элементов 19 ИЛИ соединены со входами установки в 1 триггеров 21 регистра 20 признаков обращени , причем выходы триггеров данного регистра,  вл  сь выходами 17 устройства, одновременно соединены : с первыми входами соответствующих адресньсх элементов 23 И считывани , вторые входы которых соединены с управл ющей щиной 13 считывани ; со вторыми входами разр дных элементов 1О И, первые входы которых соединены с управл кщей шиной 14 записи; с соответствующими входами многоканального счетчика 31. Выходы адресных элементов 23 И счи- тывани  соединены со входами адресных формирователей 25 считьтани , выходы которых соединены с линейными шинами 7 считывани  соответствующих числовых линеек 2 накопител  1. Выходы разр д- . ных элементов 10 И соединены со входами разр дньсх формирователей 9 запи- си, выходы которых соедине гы с разр дными шинами 5 записи накопител  1. Разр дные шины 6 чтени  накопител  1 соединены со входами усилителей 27 считывани , выходы которых соединены со входами уст ановки в 1 соответствующих триггеров 29 регистра 28 регенерации , выходы которых соединены одновременно с соответствующими входами многоканального счетчика 31 и со торыми входами адресных элементов 24 И записи, первые входы которых сое хинены с управл ющей шиной 16 записи . Выходы адресных элементов 24 И записи соединены со входами адресных формирователей 26 записи, выходы которых соединены с линейными шинами 8 записи соответствующих числовых ли- неек 2 накопител  I. Выходы многоканального 31 соединены также с управл ющими шинами 11 начальной у тановки, 12 сложени  и 13 сброса. Устройство позвол ет реализовать стековое хранение и обработку 1шформа- ции. Работа устройства при выполнении стековой обработки объ сн етс  на при мере построени  и обработки стека запросов при управлении обменом блоками информаш1и ( БИ ) между разл1гчными ЗУ ЭВМ в случае применени  алгоритма замещени  ( правила выбора БИ, уда л емых из ЗУ, в которое вводитс  информаш1 , при отсутствии в нем свободного места) типа ИДИ - удаление наиболее давно использованного БИ. Устройство работает следующим образом , В исходном состо нии в многоканаль ный счетчик 3, каждый канал которого сопоставлен соответствующему блоку ЗУ, записаны числа, причем максимальное число соответствует наиболее давно oHpouieHHOMy блоку, а О - блоку, onpouieH}iOMy последним. В каждой число вой линейкр накопител , также сопоставленной соответствунлцему блоку ЗУ, за- писаны единиш в тех разр дах, номера которых соответствуют каналам счетчика , хран щим числа, меньшие значе {и  числа, соответствующего данному блоку. Например, на фиг. 2 изображено состо ние многоканального счетчика 31 и накопител  1 дл  последовательности обращений к блокам с номерами 1,5,0, 2,6,7,3,4 дл  случа  ЗУ, имеющего во-. семь блоков. При первоначальной загрузке устройства состо ни  многоканального счет чика и накопител  безразличны и MOPVT быть установлены , например, подачей сигналов в щины 11, 14, 16 управле- ни  . При этом в многоканальном счетчике будут установлены числа,  вл кищиес  дополнением до ( п - 1) номера канала, где « - число БИ, размещаемых в ЗУ, а в накопителе, который мож но рассматривать как квадратную матрицу , будут записаны единицы во всех позици х правее главной диагонали. При обработке, стека запросов возмож , ны два случа  : обращение происходит к Б И, хран щемус  в ЗУ и обращение происходит к БИ, отсутствующему в ЗУ (т.е. ьыбор БИ, подлежащего удалению) При обращении к Б И, хран щемус  в ЗУ перестройка состо ний многоканального счетчика и накопител  осуществл етс  следующим образом. Триггер 21 регистра признаков обращени , соответствующий блоку, к которому производитс  обращение , посредством сигнала, поступающего со входов 18 устройства через адресные элементы 19 ИЛИ устанавливаетс  в 1. Затем подачей управл ющего импульса на щнну 15 считьтани , поступающего через адресный элемент 23 И считывани , производитс  запуск адресного формировател  25 считывани  , соответствующего номеру блока, установленного на регистре 2р признаков обращени . Под действием адре ного тока осуществл етс  считы ,ание информации с соответствующей числовой линейки 2 накопител  1, и на разр дных шинах 6 чтени , при переключении сердечников 3, iнаход щихс  в состо нии 1, навод тс  выходные сигналы, которые че рез усилители 27 считывани  поступают на входы установки в 1 триггеров 29 регистра 28 регенерации. В следующем такте производитс  изменение состо ни  многоканального счетчика 31 посредством подачи управл ющего сигнала на шину 11 начальной установки, что вызывает добавление единиц в каналах многоканальгюго счетчика 31, св занных с тр1п герами 2; регистра 28 регенерации , установленных в 1. Одновременно на шину 16 записи подаетс  импульс, поступающий через адресные элементы 4 И записи, св занные с триггерами 2 9 регистра 28 регенерации, установленными в 1, на запуск адресных формирователей 26 записи и через разр дный элемент 1О И, св занный с триггером 21 регистра 20 признаков обращени , установленным в 1, на запуск разр дного формировател  9 записи. При этом те сердечники 3 числовых линеек 2 накопител  1, на которые воздействуют адресный и разр дньп1 полутоки , переключаютс  в состо ние , Кроме того, одновременно подаетс  сигнал на шину 13 сброса, вызывающий установку в нулевое состо ние того ка- нала многоканального счетчика 31, который св зан с триггером 21 регистра 20 признаков обращени , установленным в 1. В результате выполнени  этих действий в канале многоканального счетчика 31, соответствующего блоку, к которому происходит обретение устанавливаетс  О, а числа в каналах, кото-, рые были меньше рассмотренного, увеличиваютс  на единицу. Это соответствует перемещению блока, к которому произошло обращение на первое место в последовательности обращений, Крюме того, в числовых линейках 2 накопител  1, соответствующих каналам , в которых числа были увеличены на i, оказьшаютс  записаны 1 .в разр де , соответствующем блоку, к которому произошло обращение. Эти едининь указывают на то, что число, установ ленное в канале, соответствующем этому блоку стало меньще числа в названых каналах. На фиг, 3 представлены изменени , произощедшие в многоканальном счетчике 31 накопител  1 при обращении к блоку 2,

При обращении к БИ, отсутствующему в ЗУ, необходимо определить номер блока, обращение к которому происходило наиболее давно, т.е. найти канал, хран щий наибольшее число, (В рассматриваемом примере это число Ш), Дл  этого на управл ющую шину 12 сложени  многоканального счетчика 31 подаетс  сигнал добавлени  единицы ко всем каналам сч« тчика. При этом в кана- ле, хран щем максимальное число, возникает перенос 1 из старшего разр да (если количество блоков, не равно 2 , то многоканальный счетчик 31 должен иметь соответствующий коэффициент пересчета). Сигнал переноса из многоканального счётчшса 31 через адресные элементы 19 ИЛИ поступает на вход установки в 1 соответствующего триггера 21 регистра 20 признаков обращени . Регистр 0 признаков обращени  должен быть предварительно обнул ен подачей сигнала ни щины 22 сброса . После этого на шину 25 считьша- ни  подаетс  сигнал, посту-пающий через адресный элемент 23 И считьтани  на соответствующий адресный форм1фователь 25 считывани . При этом под действием адресного тока осуществл етс  считывание информации с соответствующей числовой линейки 2 накопител  1 и на разр дных шинах 6 чтени  при переключении сердечников 3, наход щихс  в состо нии 1 навод тс  выходные сигналы, которые через усилители 27 считывани  поступают на входы установки в 1 три геров 29 регистра 28 регенерации. Затем на шину 16 записи подаетс  импуль поступающий через адресные элементы 24 И записи, св занные с триггерами 29 регистра 28 регенерации, установ ленными в 1, на запуск адресных формирователей 26 записи и через разр дный элемент 10 И, св занный с триггером 21 регистра 20 признаков обращени , установленным в 1, на запуск разр дное о формировател  9 записи . При этом те сердечники 3 числовых линеек 2 накопител  1, на которые воздействуют адресные и разр дный полуто- ки, переключаютс  в состо ние 1, Таким образом, в результате выполнени  , этих действий тригге{Ь 21 регистра 2О признаков обращени  соответствующий блоку, который подлежит удалению из ЗУ согласно алогорнгму ИДИ, будет усгановлен 5 в 1 и информашш с этого триггера поступает на соответствующий выход 17 устройства, В канале многэканаль ного счетчика 31 соответствующем данному блоку будет установлен О, а со0 держимое всех остальных каналов будет увеличено на единицу. Числова  линейка 2 накопител  1, соответствующа  выбранному блоку, будет устаноБлена в О, а сердечники 3 соответствующе5 го разр да всех остальных числовых линеек 2 накопител  1 будут установлены в 1, В приведенном примере это отображает перемещение выбранного блока 1 на первое место в последовательное- Q ти обращений 5,0,6,7,3,4,2,1, что показано на фиг, 4,

Использование новых элементов : многоканального счетчика, адресных элементов ИЛИ, дополнительных шин и соеди; нений выгодно отличает предлагаемое

5 запоминающее устройство от прототипа, так как это позвол е т повысить быстродействие устройства.

Рассмотрим количественные оценки увеличени  быстродействи .

0

При выполнении обращени  к блоку информации, хран щемус  в ЗУ, дл  прототипа врем  обращени  {в условйЫх тактах) можно определить, как Т , 5 v( )|Где п - количество слов в

S накопителе.

На выполнение такого обращени  в предлагаемом устройстве потребуетс 

Т 2eoqf,V

Таким образом, дл  выполнени  pne-i

50 рации логической обработки данных, быстродействие предложеююго устройства при и 4-32 соответственно в 5-16 раз выше быстродействи  известного , причем отношение резко возрас55

тает при увеличении п , Формула исзобретени  Логическое запоминающее устройство , содержащее накопитель с чизловь никах с пр моугольной петлей гистерезиса , прошитых линейными шинами записи и считьш.ани  и общими разр  ньпии шинами записи и чтени , разрадные формирователи записи, разо дньге элемшты И записи, регистр признаков обращени  на триггерах, адресные элементы И считывани  и записи, адресные формирователи считьшанн  и записи, усилители считьтани , регистр регенерации на триггерах , причем выходы триггеров регистра признаков обращени  соединены с первыми входами соответствукицих адресных элементов И считьшани , вторые входы которых, соединены с управл ющей шиной считьшани , а выходы адресных элементов И считьюани  соедшсены со входами адресных формирователей считалвани , выходы которых соединень с линейными шинами считывани  соответст вуюших Числовых линеек накопител , первые входы адресных элементов И записи соединены с управл ющей шиной записи, а выходы соединены со входами адресных формирователей записи, выходы которых соединены с линейными шинами записи соответствующих числовых линеек накопител ; первые входы разр дных . элементов И соединены с управл ющей шиной записи, а выходы соединены со входами соответствующих разр дных формирователей записи, выходы которых соединены с разр дными шинами записи

соединены со входами соответствующих усилителей считывани , выходы которых соединены со входами установки в I соответствующих триггеров регистра регенерации, шины сложени  и сброса, отличающеес  тем, что, с аелью увеличени  быстродействи  устройства , оно содержит многоканальный счетчик, адресные элементы ИЛИ и шину начальной установки, .первые входы адресных элементов ИЛИ соединены с соответствующими выходами многоканального счетчика, вторые - со входами устройства, а выходы соединены со входами устаношси в соответствукиаих триггеров регистра признаков обращени , выходы которых соединены со вто-. рыми входами разр дных элементов И и входами многоканального счетчика; выходы триггеров регистра ре . соединены со вторыми входами многоканального ;счетчика и со вторыми входами адресных элементов И записи, третьи входы многоканального счетчика соединены с шинами начальной установки , сложени  и сброса.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство рССР № 194887,Kn.Qll С 11/06, 1965.

2,Авторское свидетельство СССР № 226681, кл. S 11 С 11/06, 1966 (прототип).

1 /f 15 Щ /5 Щ

HOHonurrff.Jb 1 2 3 -Ч

f/THffg ока но/г cvemvuff

6

нанолигпе/fu

1 г , 3 цфиг .I

ног о и ана/гь cvemt uff

3

ffoHOfTumffllf

многомама/г мый счет ниtf

фиг.Ч

Claims (1)

1. Формула изобретения Логическое запоминающее устройство, содержащее накопитель с чизловы ми линейками на тороидальных сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса, прошитых линейными шинами записи и считывания и общими разрядными шинами записи и чτeни¾ разрядные формирователи записи, разгадные элементы И записи, регистр признаков обращения на триггерах, адресные элементы И считывания и записи, адресные формирователи считывания и записи, усилители считывания, регистр регенерации на триггерах, причем выходы триггеров регистра признаков обращения соединены с первыми входами соответствующих адресных элементов И считывания, вторые входы которых, соединены с управляющей шиной считывания, а выходы адресных ‘ элементов И считывания соединены со входами адресных формирователей считы-, вания, выходы которых соединены с линейными шинами считывания соответствующих Числовых линеек накопителя, первые входы адресных элементов И записи соединены с управляющей шиной записи, а выходы соединены со входами адресных формирователей записи, выходы которых соединены с линейными шинами записи соответствующих числовых линеек накопителя; первые входы разрядных . элементов И соединены с управляющей шиной записи, а выходы соединены со входами соответствующих разрядных формирователей записи, выходы которых соединены с разрядными шинами записи накопителя; разрядные шины накопителя соединены со входами соответствующих усилителей считывания, выходы которых соединены со входами установки в '1* 5 соответствующих триггеров регистра регенерации, шины сложения и сброса, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, оно содержит многоканальный Ю счетчик, адресные элементы ИЛИ и шину начальной установки, первые входы 'адресных элементов ИЛИ соединены с' соответствующими выходами многоканального счетчика, вторые - со входами 15 устройства, а выходы соединены со входами установки в * 1 ’ соответствующих триггеров регистра признаков обращения, выходы которых соединены со вто-. рыми входами разрядных элементов И и первыми входами многоканального счетчика; выходы триггеров регистра регенерации соединены со вторыми входами многоканального счетчика и со вторыми' входами адресных элементов И записи, третьи входы многоканального счетчика соединены с шинами начальной установки, сложения и сброса.