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Verfahren und Vorrichtung zum Abfragen einer auf einem Informationsträger
gespeicherten Zeichenfolge Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfragen
einer auf einem Informationsträger gespeicherten Zeichenfolge, bei dem die zu ein
und demselben Zeichen gehörenden, auf mehreren parallelen Spuren gespeicherten Bits
zeitlich gegeneinander versetzt auftreten und beim Ablesen vom Informationsträger
in einem Register gespeichert werden und bei dem das »First-Bit« jedes Zeichens
einen Impuls auslöst; dessen Rückflanke die Abfrage des Registers veranlaßt.
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Ein gebräuchliches Abfrageverfahren sieht die Verwendung einer besonderen
Taktspur auf dem Informationsträger vor. Aus dieser Taktspur werden die Taktimpulse
zur Steuerung der Abfrage der einzelnen Bits eines Zeichens gewonnen. Das hat jedoch
den Nachteil, daß auf dem Informationsträger eine Spur für die Aufzeichnung von
Informationen verlorengeht und außerdem eine zusätzliche Abtasteinheit vorhanden
sein muß.
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Ein weiteres bekanntes Prinzip sieht die Gewinnung des Taktimpulses
zur Abfrage aus der Information selbst vor. Aus der schweizerischen Patentschrift
364 528 ist ein solches Verfahren bekannt. Dieses verwendet den ersten in einem
Lesekanal auftretenden Informationsiunpuls (First-Bit) dazu, ein Verzögerungsglied
anzusteuern, das einen ersten Taktimpuls auslöst. Dieser erste Taktimpuls löst einen
Impulswiederholer aus, der weitere Taktimpulse erzeugt. Der Impulswiederholer wird
jedoch bei Eintreffen des nächsten Informationsimpulses stillgesetzt, der seinerseits
gleichzeitig wieder den Taktgeber anstößt. Bei der Anordnung gemäß der obengenannten
Patentschrift besteht der Impulsgeber aus einer Laufzeitkette oder bei höherer Aufzeichnungsfrequenz
aus einem monostabilen Multivibrator. Dabei sind die Verzögerungsglieder der mittleren
Abtastgeschwindigkeit der Leseeinrichtung angepaßt.
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In der Regel besitzen Aufzeichnungsträger mehrere Aufzeichnungsspuren,
auf denen die einzelnen Bits eines Wortes parallel aufgezeichnet sind. Dann wird
der Takt für jedes Zeichen jeweils nur aus der Spur, in welcher der erste Informationsimpuls
(First-Bit) auftritt, gewonnen und dazu benutzt, das Abfragen sämtlicher parallel
in einem Register gespeicherten Informationsbits eines Zeichens vorzunehmen. Ein
solches Verfahren ist aus dem IBM-Journal, April 1958, S.130 bis 133, bekanntgeworden.
Es läuft so ab, daß die vom Informationsträger gelesenen Informationen jeder Spur
in ein aus mehreren Flip-Flops bestehendes Register eingespeichert werden, deren
Ausgangsgrößen einem einzigen Oder-Gatter zugeführt werden. Der Ausgang des Oder-Gatters
ist mit einem monostabilen Multivibrator verbunden, der nach seiner Ansteuerung
durch den ersten Informationsimpuls einen Impuls abgibt, der beim Zurückkippen die
Register-Flip-Flops zurücksetzt, womit das gsepeicherte Zeichen abgefragt ist.
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Dieses bekannte Verfahren hat nun den Nachteil, daß der durch das
»First-Bit« ausgelöste Zeitimpuls eine konstante Breite hat. Diese muß, da in einem
Zeichen das »First-Bit« das erste einlaufende Bit und im darauffolgenden Zeichen
das erste Bit sein kann, mindestens gleich der zur Ablesung der Zeichenbreite benötigten
Zeit sein. Da aber das »First-Bit« auch als letztes Bit eines Zeichens auftreten
kann, muß der Abstand zwischen zwei Zeichen mindestens gleich der Impulsbreite sein.
Wegen des bei jedem Informationsträger zusätzlich auftretenden dynamischen Schräglaufs
(»Skew«) und wegen auftretender Geschwindigkeitschwankungen muß außerdem ein Sicherheitsabstand
vorgesehen werden, so daß der Abstand vom Beginn des ersten Zeichens bis zum Beginn
des nächsten Zeichens gleich der dreifachen Zeichenbreite sein muß, da sich sonst
bei einem geringer gewählten Abstand die Abfrage eines Zeichens mit dem Abtastvorgang
des nächsten Zeichens zeitlich überdecken würde.
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Die Aufgabe, die.der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist ein
Verfahren anzugeben, welches gestattet, die Dichte der Zeichenfolge auf einem Informationsträger
wesentlich zu erhöhen und/oder zusätzlich die Auswirkungen der Geschwindigkeitsschwankungen
unschädlich zu machen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs
gekennzeichneten Art die Zeit vom Auftreten des »First-Bit« eines h-ten Zeichens
der
Zeichenfolge bis zur Abfrage desselben Zeichens von der sieh zwischen Abfrage des
(n-1)-ten Zeichens aus dem Register und Auftreten des »First-Bit« des n-ten Zeichens
erstreckenden Zeitgröße so gesteuert wird, daß die Summe aus beiden Zeiten konstant
und kleiner als die doppelte zur Ablesung der Zeichenbreite benötigte Zeit ist.
Dieses Verfahren hat den"Vgrteil, daß es durch Verringerung der Zeichenäb'stände
eine erhebliche Einsparung an Speicheroherfläche mit. sich bringt.
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An Hand der F i g. 1 bis 3 sei ein bisher übliches und das allgemeine
Verfahren gemäß der Erfindung sowie eine vorteilhafte Anordnung zu seiner Durchführung
erläutert. "i Die F i g.1 zeigt eine Zeichenfolge, die auf einem Informationsträger,
.eingespeichert ist. Die Zeichen bestehen jeweils aüs-einer Anzahl von Bits, die
auf mehreren Spuren nebeneinander angeordnet und zeitlich gestaffelt sind. Die Bits,
die eine binäre »Eins« bedeuten, sind als schwarze, diejenigen, die eine binäre
»Null« bedeuten, als weiße Kästchen dargestellt.
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Im ersten . Zeichen. Z 1 tritt das »First-Bit« als erstes Bit auf.
Es steuert eine Schaltung an, die nach der Zeit ta die Abfrage der in- einem Register
gespeicherten Bits eines Zeichens veränlaßt. Die Zeit ta ist größer als die Zeitdauer
tg des Zeichens, um zu gewährleisten, daß die Abfrage mitgenügend großer Sicherheit
erst näch,Beendigung-des Zeichens Z1 erfolgt. Beim Zeichen-22 tritt das »First-Bit«
als letztes auf. Da die Zeit ta konstant ist, erfolgt die Abfrage kurz vor. Beginn
des Zeichens Z 3. Aus der Figur läßt sich nun ohne. weiteres entnehmen, daß die
Länge der Pausen zwischen den Zeichen gleich der Zeichendauer =-plus eines Sicherheitsabstandes
sein müssen.
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. Die F i g.-2zeigt~dagegen eine Zeichenfolge, bei der die Pausen
zwischen den Zeichen kürzer sind- als die Zeichendauer. Am Anfang der Zeichenfolge
erscheint ein Sonderzeichen ZS, dessen Bit alle- gleich »Eins« sind. Das erste überhaupt
auftretende Bit der gesamten Zeichenfolge ist demnach auf jeden Fall gleich »Eins«..
-Dieses Bit setzt nach der Abtastung des Zeichens- vom Zeichenträger eine
Vorrichtung in Gang, die nach der Zeit to das Sonderzeichen ZS aus -dem Register
abfragt. Gleichzeitig mit der Abfrage beginnt die Messung der Zeit x1 bis zum Eintreffen
des »First-Bits« des Zeichens Z1. Diese gemessene Zeit x 1 bestimmt die Größe der
Zeit t (x 1). Ist der Zeitraum t (x 1) verstrichen, wird das
Zeichen Z1 abgefragt. Zugleich wird wieder die Vorrichtung zur Messung der Zeit
x2 angestoßen. Bei Auftreten des »First-Bits« im Zeichen Z2 wird die Zeitmessung
beendet, nach Ablauf der von der Zeit x2 abhängigen Zeit t(x2) findet die
Abfrage des Zeichens Z 2 statt. Aus der F i g. 2 läßt sich entnehmen, daß die Zeit
t (x) größer wird, wenn die Zeit x
abnimmt. Tritt das »First-Bit« erst
am Ende des Zeichens auf, so wird die Zeit, nach der die Abfrage stattfindet, kurz.
Beim Auftreten des »First-Bits« am Anfang des Zeichens ist der Zeitraum bis zur
Abfrage dagegen mindestens gleich der Zeichendauer.
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In der F i g. 3 ist eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
an einem magnetischen Informationsspeicher gezeigt. Die Magnetköpfe M 1...
M n entnehmen die Informationen -dem Informationsträger in Form von zeitlich
gestaffelten Codeelementen und speichern diese. in die Lese-Flip-Flops FF ein. Zugleich
gelangen die Bits aber auch in die Register-Flip-Flops R.
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Als erstes Signal der Zeichenfolge gelangt dabei das »First-Bit« des
Sonderzeichens SZ über das Mischgatter M und das Sperrgatter S in die Vorrichtung
zur Zeichentrennung Tr. Das »First-Bit« des Sonderzeichens steuert weiterhin eine
Zeitschaltung A an, die z. B. aus einer monostabilen Kippstufe oder einem Zähler
bestehen kann. Diese gibt dabei ein Signal ab, welches das Sperrgatter S für die
folgenden Bits des Sonderzeichens sperrt. Nach einer durch Zeichenlänge plus Sicherheitsabstand
zwischen Sonderzeichen SZ und dem Zeichen Z1 bestimmten Zeit kehrt das Zeitglied
A in seinen Anfangszustand zurück und gibt dabei ein Ausgangssignal ab, das zwei
Funktionen gleichzeitig zu erfüllen hat. Zum ersten dient das Signal dazu, den Impulsgeber
I anzusteuern, welcher einen Abfrageimpuls abgibt. Dieser setzt die Lese-Flip-Flops
FF zurück und ruft dabei die eingespeicherten Informationen aus den Register-Flip-Flops
R ab. Gleichzeitig steuert das Ausgangssignal des Zeitgliedes A die Zeitmeßeinrichtung
X an.
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Das »First-Bit« des ersten; Zeichens Z1 geht wieder über- das Mischgatter
ll_I auf das Sperrgatter S.
Der Ausgang des -Sperrgatters -ist einmal mit
-einem Eingang der Zeitmeßeinrichtung X so verbunden, daß die-Zeitmessung bei Eintreffen
des »First-Bits« beendet wird. Gleichzeitig gelangt das »First-Bit« über die Zeichentrennung
Tr -auf das Zeitglied B. Dieses kann z. B. aus einem steuerbaren Zähler oder einer
-in ihrer Pulsbreite steuerbaren monostabilen Kippstufe bestehen. Bei -der Ansteuerung
des Zeitgliedes B wird das Sperrgatter S gesperrt. Eine im Zeitmeßglied X: erzeugtQ.-zeitproportionale
Spannung wird in einer Abtastvorrichtung T abgetastet und führt das Zeitglied B
nach einer entsprechenden Zeit in seinen Ausgangszustand zurück.. -Dabei gibt es
einen Abfrageimpuls an die Register-Flip-Flops R und zugleich den Rücksetzimpuls
an-die Lese-Flip-Flops FF. Gleichzeitig -beginnt wiederum die Zeitmessung im Zeitglied
X für die.Bestimmung des Abfragezeitpunktes des nächsten Zeichens Z2. Dies wiederholt
sich bis zum letzten Zeichen.
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Mit dem Verfahren gemäß- der Erfindung lassen sich auch wirkungsvoll
Geschwindigkeitsschwankungen bekämpfen, da die Zeit von der Abfrage eines Zeichens
bis zum Auftreten des »First-Bits« des nächsten Zeichens plus der Zeit vom Auftreten
des »First-Bits« bis zur Abfrage des nächsten Zeichens konstant ist. Wird also der
Zeichenzwischenraum durch eine momentane- Schwankung zeitlich etwas länger, so erfolgt
die Abfrage des nächsten Zeichens etwas früher, so daß die Lesetaktfrequenz konstant
bleibt.