DE1236581B - Speichersteuerungsanordnung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al-37/64

J 24727 IX c/21 al
12. November 1963
16. März 1967

Die Erfindung betrifft eine Speichersteuerungsanordnung zum Einschreiben und Auslesen von Information in einen bzw. aus einem Speicher, wobei die Reihenfolge des Auslesens der Daten aus dem Speicher in einer bestimmten Beziehung zur Reihenfolge des vorausgegangenen Einschreibens dieser Daten in den Speicher steht.

Bei Datenverarbeitungsanlagen ist es oftmals wünschenswert, die Folge des Einschreibens und Auslesens von Daten in einen bzw. aus einem Speicher in vorgegebener Weise steuern zu können. Beispielsweise kann eine derartige Speichersteuerung so vorherbestimmt sein, daß diejenigen Daten, die als letzte in den Speicher eingeschrieben wurden, als erste wieder ausgelesen werden. In diesem Falle wird die Information in der Art einer »Nachrutschliste« angeordnet. Das Prinzip der Speichersteuerung in der Art einer Nachrutschliste bezeichnet man schlagwortartig mit »als letzter hinein — als erster heraus«. Bei einer Anfrage zum Auslesen von Information aus dem Speicher ist somit sichergestellt, daß das als letztes in den Speicher eingeschriebene Wort als erstes aus dem Speicher wieder ausgelesen wird. Eine Nachrutschliste (englisch »push-down list«) ist nicht mit Adressen versehen, sondern es wird bei Abruf der Daten das auf der Liste zuoberst stehende Wort ausgelesen, und die in der Liste nachfolgenden und weiter unten stehenden Wörter rutschen in der Liste um eine Stelle vor. Beim Einschreiben eines Wortes in eine solche Nachrutschliste oder einen solchen Nachrutschspeicher wird das neu eingeschriebene Wort das zuvorderst an der Spitze stehende Wort, und alle anderen Wörter werden um eine Stelle nach hinten geschoben.

Dem Erfindungsgegenstand liegt die Aufgabe zugründe, die Informationen oder Daten in einem Speicher so zu speichern, daß das zuletzt eingespeicherte Wort zuerst ausgabebereit ist und das zuerst eingespeicherte Wort zuletzt zur Ausgabe kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einem dynamischen Umlaufspeicher zugeordnete Eingabe- und Ausgabemittel zum Einschreiben und Auslesen von Information an die bzw. von der Spitze einer zirkulierenden Informationsfolge und durch Mittel zum Einsetzen eines Markierungsimpulses an die Spitze der Informationsfolge.

Es kommt eine Speichersteuerungsanordnung zur Anwendung, bei der die gespeicherten Daten in einer Verzögerungsstrecke umlaufen. Zwischen dem ersten und dem letzten Wort der Datenfolge ist ein zeitlicher Abstand vorgesehen, um den Beginn der Datenfolge erkennen zu können. Vor dem ersten Wort der Daten-Speichersteuerungsanordnung

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Annonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,

München-Solln, Franz-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:

Allan Lee Scherr, Brighton, Mass.;

Cyril James Tunis, Endwell, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Dezember 1962
(241 892)

folge ist ein Markierungsimpuls eingesetzt. Dieser Markierungsimpuls ermöglicht zusammen mit dem Zwischenraum in der Datenfolge ein eindeutiges Erkennen des Anfangs der Datenfolge, so daß ohne große Schwierigkeiten ein Einschreiben oder Auslesen von Wörtern in den bzw. aus dem Speicher möglich ist. Beim Einschreiben und Auslesen von Wörtern wird der genannte Markierungsimpuls versetzt, so daß jedesmal beim Einfügen eines neuen Wortes in die umlaufende Datenfolge der Markierungsimpuls vor das hinzugefügte Wort gesetzt wird. Beim Auslesen eines Wortes aus dem Speicher wird der Markierungsimpuls vor das nächstfolgende Wort in der Datenfolge gesetzt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Umlaufspeicher mit einer zirkulierenden Datenfolge,

F i g. 2 das Blockschaltbild eines Umlaufspeichers mit den Steuerstufen, die das Einschreiben und Auslesen von Daten aus dem Speicher ermöglichen,

Fig. 3 weitere Schaltungseinzelheiten in Form eines Blockschaltbildes der in F i g. 2 nur schematisch dargestellten Einschreibe- und Auslesestufen.

F i g. 1 stellt eine Verzögerungsleitung 11 üblicher Bauart dar, die beispielsweise aus einer magnetostriktiven Verzögerungsleitung bestehen kann. Sie weist eine bestimmte Drahtlänge auf und kann elektrische Impulse um einen bestimmten Betrag verzögern. Elektrische Eingangsimpulse werden mit

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Hilfe eines an sich bekannten, in der Zeichnung nicht geführt oder aus ihm entnommen, wobei das bedargestellten Umformers in akustische Signale umge- treffende Wort nach dem Auslesen nicht mehr im wandelt und dem Eingang der Verzögerungsleitung Umlaufspeicher vorhanden ist. Die auf der linken zugeführt. Das akustische Signal pflanzt sich in der Seite der Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 15 in F i g. 2 Verzögerungsleitung mit Schallgeschwindigkeit fort 5 eingezeichneten einzelnen, auf die Vorrichtung 15 und kann am Ausgang der Verzögerungsleitung ab- hin gerichteten Pfeile stellen in schematischer Weise genommen werden. Mit Hilfe eines geeigneten Um- die Befehlssignale für das Einschreiben bzw. Ausformers werden dort die akustischen Signale wieder lesen eines Wortes in den bzw. aus dem Umlaufin elektrische Signale zurückverwandelt. speicher dar.

Die Verzögerungsleitung 11 kann auch aus Glas ίο Aus den F i g. 3 a und 3 b ist zu entnehmen, daß oder Quarz bestehen, um in an sich bekannter Weise die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 15 (vgl. F i g. 2) Zeitverzögerungen der Impulse herbeizuführen. Ob- eine Einschreibesteuerstufe 23 und eine Auslesewohl selbstverständlich auch aus Glas oder Quarz steuerstufe 24 umfaßt. Außerdem ist das bereits erbestehende Verzögerungsstrecken verwendet werden wähnte Datenregister 25 vorhanden, das aus einer können, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung 15 Mehrzahl von Verzögerungsstrecken, logischen UND-auf die Verwendung einer magnetostriktiven Verzö- sowie logischen ODER-Gattern von an sich bekanngerungsleitung. ter Bauart besteht. Die UND-Gatter und die ODER-

In F i g. 1 ist der Anfang einer Datenfolge in der Gatter sind übliche, je zwei Eingänge aufweisende Verzögerungsleitung 11 mit A bezeichnet; das Ende Stufen, mit Ausnahme der UND-Gatter 33 und 36, der Datenfolge trägt die Bezeichnung Z. Die Länge 20 die je drei Eingänge aufweisen. Die Anzahl der der in der Datenfolge gespeicherten Wörter ist in Stufen des Datenregisters 25 kann beliebig sein; sie F i g. 1 durch die querliegenden Markierungen 9 be- hängt natürlich von der Wortlänge ab, d. h. der Anzeichnet. Die Wortlänge in Bits kann an sich beliebig zahl Bits je Zeichen und der Anzahl Zeichen je sein; im allgemeinen ist sie von vornherein festgelegt. Wort. Um eine einfache Darstellung zu erzielen, ist Das Datenregister (vgl. 25 in F i g. 3 a/3 b) ist so zu 25 in F i g. 3 angenommen, daß ein zu verarbeitendes entwerfen, daß die Anzahl seiner Stufen der Anzahl Wort aus nur drei Bits besteht. In der Praxis ist Bits eines jeden Wortes entspricht. Der Abstand zwi- die Wortlänge natürlich beträchtlich größer, beischen dem Anfang A und dem Ende Z der Daten- spielsweise könnte ein Wort aus fünf Zeichen und folge muß aus später noch zur Erörterung gelangen- jedes Zeichen aus fünf Bits bestehen, so daß man den Gründen größer sein als die doppelte Wortlänge. 30 ein Datenregister von 25 Stufen benötigen würde.
Bei jedem Einschreiben und Auslesen eines Wortes Zu Beginn der Operation wird der Treiberstufe 14 in die bzw. aus der Datenfolge wird ein Markierungs- von einer elektrischen Stromquelle 7 durch Betätiimpuls immer an den Beginn der Datenfolge einge- gung eines Schalters 8 ein Markierampuls zugeführt, setzt. Dieser Markierimpuls gelangt durch die Verzöge-

Ein beispielsweise mit einer magnetostriktiven Ver- 35 rungsleitung 11, den Verstärker 12 und die Leitung zögerungsleitung 11 ausgestatteter Umlaufspeicher ist 22 an den Eingang des Datenregisters 25 sowie über in F i g. 2 dargestellt. Die Ausgangsimpulse der Ver- die Leitungen 30 und 34 in die Eingabesteuerstufe zögerungsleitung 11 werden einem Verstärker 12 zu- 23. Dadurch wird das Datenregister 25 in einen Begeführt und gelangen dann in eine Eingabe-Ausgabe- reitschaftszustand zur Aufnahme von Informations-Vorrichtung 15, die es ermöglicht, neue Wörter in die 40 daten versetzt. Diese Informationsdaten, z. B. ein umlaufende Datenfolge einzuschreiben oder in der Wort, werden dem Datenregister 25 bitweise parallel umlaufenden Datenfolge gespeicherte Wörter auszu- zugeführt. Sind die Informationsbits erst einmal dem lesen. Die Ausgangssignale dieser Eingabe-Ausgabe- Datenregister 25 zugeführt worden, so zirkulieren sie Vorrichtung 15 werden über eine Leitung 13 einer durch die einzelnen Stufen des Datenregisters 25, Treiberstufe 14 zugeführt, die über einen geeigneten, 45 durch die Treiberstufe 14, durch die Verzögerungsin F i g. 2 nicht dargestellten Umwandler die Ver- leitung 11 und durch die Verstärkerstufe 12 in Serie, zögerungsleitung 11 entsprechend den zugeführten Es ist zu beachten, daß die Bits, welche die VerSignalen erregt. Es wird nunmehr die Eingabe-Aus- zögerungsleitung 11 und den Verstärker 12 im Vergabe-Vorrichtung 15 näher beschrieben, die zum Ein- zweigungspunkt 20 verlassen, über die Leitung 22 schreiben und Auslesen von Information in den bzw. 50 dem Datenregister 25 und über die Leitungen 30 und aus dem Umlaufspeicher dient. 34 der Eingabesteuerstufe 23 zugeführt werden. Die

Die aus Bits oder Impulsen bestehenden ge- Leitung 22 verbindet den Verzweigungspunkt 20 mit

speicherten Wörter durchlaufen die Verzögerungs- dem Datenregister 25, die Leitung 30 mit dem UND-

leitung 11; das Einschreiben und Auslesen dieser Gatter 33 und die Leitung 34 mit einer Verzöge-

Wörter aus dem Umlaufspeicher erfolgt mit Hilfe 55 rungsstrecke 27, die eine Zeitverzögerung um ein Bit

der Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 15, die über bewirkt.

Datenkanäle mit entsprechenden Registern der zen- Die Verzögerungsstrecke 27 sowie die übrigen

tralen Datenverarbeitungseinheit gekoppelt ist. In noch zu erwähnenden, eine Verzögerung um ein Bit

Fig. 2 sind die Eingangs- und Ausgangs-Daten- bewirkenden Stufen können beispielsweise magneto-

kanäle schematisch durch je vier Pfeile dargestellt, 60 striktive Verzögerungsleitungen sein, die eine ge-

die zur Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 15 hin gerich- naue Zeitverzögerung um ein Bit bewirken. Es kön-

tet bzw. von ihr weg gerichtet sind. Die Eingangs- nen jedoch auch andere Anordnungen zur Verzöge-

und die Ausgangsbits eines Wortes werden parallel rung um ein Bit verwendet werden, beispielsweise

dem in der Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 15 ent- träge arbeitende Verstärkervorrichtungen,

haltenen Datenregister 25 (vgl. Fig. 3) zugeführt 65 Die genannte Verzögerungsstrecke27 ist mit einem

bzw. entnommen. Ein aus einer bestimmten Anzahl monostabilen Multivibrator 29 gekoppelt, der für die

von Bits bestehendes Wort wird während eines be- Zeitdauer von zwei Wortlängen erregt bleibt. Dieser

stimmten Zeitintervalls in den Umlaufspeicher ein- Multivibrator 29 bleibt also so lange erregt, wie eine

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Folge von zwei Wörter bildenden Einzelbits der Intervalle von der Zeitdauer eines Bits liegen. Die Verzögerungsleitung 11 entnommen wird. Tritt ein Ausgänge der ODER-Gatter 51 sind mit den EinZwischenraum von mehr als zwei Wortlängen auf, gangen der 1-Bit-Verzögerungsstrecken 52 verso schaltet der Multivibrator 29 in seinen anderen bunden.

Stromleitungszustand um und liefert ein Signal, das 5 Beim Betrieb des Umlaufspeichers werden die

anzeigt, daß ein Zwischenraum in der umlaufenden zirkulierenden Bits der umlaufenden Datenfolge aus

Datenfolge besteht und daß demzufolge der Umlauf- der Verzögerungsleitung 11 über den Verstärker 12

speicher ein neues Wort aufnehmen kann, wenn der und die Leitung 22 einer 1-Bit-Verzögerungsstrecke

Anfang der umlaufenden Datenfolge signalisiert 35 im Eingangskreis des Datenregisters 25 zugeführt,

wird. Bei seinem Umschalten erzeugt der Multi- ίο Der Ausgang der 1-Bit-Verzögerungsstrecke 35 ist

vibrator 29 ein Wortfolge-Zwischenraumsignal, das über die Leitung 44 mit dem zweiten Eingang des

anzeigt, daß ein Zwischenraum zwischen dem Ende UND-Gatters 42^1 der ersten Stufe 40^4 des Daten-

und dem Anfang der umlaufenden Datenfolge be- registers 25 verbunden. Ein zirkulierendes Infor-

steht. Es ist zu beachten, daß ein Wort mindestens mationsbit durchsetzt der Reihe nach die erste Stufe

ein signifikantes Bit aufweisen muß, damit der Multi- 15 4OA, die 1-Bit-Verzögerungsstrecke 52^4, dann die

vibrator 29 seinen Zustand behält und das Vor- zweite Stufe 405, die 1-Bit-Verzögerungsstrecke

handensein eines Wortes im Umlaufspeicher anzeigt. S2B usw., und gelangt schließlich in die Stufe 4OiV

Das Ausgangssignal des Multivibrators 29 wird des Datenregisters 25 und sodann in die dieser Stufe einer Umkehrstufe 31 zugeführt. Signalisiert der angehörende 1-Bit-Verzögerungsstrecke 52iV. Ver-Multivibrator 29 das Vorhandensein eines Wortes, 20 folgt man den Weg eines zirkulierenden Bits im einso liefert die Umkehrstufe 31 ein negatives Signal, zelnen, so durchläuft es den folgenden Weg: Verdas das UND-Gatter 33 sperrt, so daß durch dieses zögerungsleitung 11, Verstärker 12, Leitung 22, UND-Gatter 33 keine Signalimpulse durchgelassen 1-Bit-Verzögerungsstrecke 35, UND-Gatter 42 ^i, werden. Das UND-Gatter 33 hat drei Eingänge. Das ODER-Gatter SlA, 1-Bit-Verzögerungsstrecke 52.4, erste Eingangssignal stammt von der Umkehrstufe 25 UND-Gatter 425, ODER-Gatter 515, 1-Bit-Ver-31, das zweite vom Verstärker 12, das über die Lei- zögerungsstrecke 52ß, UND-Gatter 42N, ODER-tung 30 zugeführt wird, und das dritte Eingangs- Gatter 51JV, 1-Bit-Verzögerungsstrecke 52 iV, UND-signal für das UND-Gatter 33 ist das Einschreibe- Gatter 63, ODER-Gatter 64, 1-Bit-Verzögerungs-Befehlssignal, das von der Zentraleinheit der Daten- strecke 65, UND-Gatter 67, Leitung 13, Treiberstufe Verarbeitungsanlage über die Leitung 32 zugeführt 30 stufe 14 und wieder Verzögerungsleitung 11. Auf wird. Schaltet der Multivibrator 29 um und signali- diese Weise werden die Informationsbits serienmäßig siert damit das Vorhandensein eines Zwischen- in dem aus Verzögerungsleitung 11 und Datenraumes in der umlaufenden Datenfolge, so liefert die register 25 bestehenden Umlaufspeicher in Zirku-Umkehrstufe 31 ein positives Signal, durch das das lation gehalten. Es wird anschließend noch näher UND-Gatter 33 entsperrt wird. Da unmittelbar nach 35 ausgeführt, daß die Stromkreise dieses Umlaufeinem Zwischenraum in der umlaufenden Datenfolge Speichers sich im allgemeinen in einem stromführenein Markierimpuls folgt, so ist am UND-Gatter 33 den Zustand befinden, d. h., daß die einzelnen Stufen die Koinzidenzbedingung dann erfüllt, wenn im ent- die Informationsbits beständig durch das Datensperrten Zustand ein Markierimpuls über die Lei- register 25 hindurchleiten.

tung 30 zugeführt wird und wenn gleichzeitig auf der 40 Der Aufbau der übrigen Stromkreise und der in Leitung 32 ein Einschreibe-Befehlssignal vorliegt. F i g. 3 dargestellten Schaltelemente und deren elek-In diesem Falle der Koinzidenz liefert das UND- irische Verbindungen werden nachstehend im ZuGatter 33 ein positives Ausgangssignal, das als Ein- sammenhang mit der Erörterung der Arbeitsweise schreibesignal bezeichnet wird und das über die der in F i g. 3 dargestellten Anordnung beschrieben. 1-Bit-Verzögerungsstrecke 38 und die Leitung 43 45 Die Eingabe von Informationsdaten in den Umden verschiedenen Stufen des Datenregisters 25 zu- laufspeicher geschieht in folgender Weise. Zur Durchgeführt wird. führung einer Einschreibeoperation bedarf es eines

Die einzelnen Stufen 40,4, 40B, ..., 4ON des Einschreibebefehls aus der Datenverarbeitungsanlage, Datenregister 25 sind alle ähnlich aufgebaut. Der der über die Leitung 32 zugeführt wird. Das EinEingang jeder Stufe umfaßt ein UND-Gatter 41, 50 schreibebefehlsignal wird dem UND-Gatter 33 zudem die einzuschreibenden Informationsbits zu- geführt. Ist die Koinzidenzbedingung beim UND-gefuhrt werden. Die Datenregisterstufen umfassen Gatter 33 erfüllt, so erscheint am Ausgang dieses weiterhin für die Zwecke der Datenumwälzung ein UND-Gatters 33 das Einschreibesignal. Dieses Einzweites UND-Gatter 42. Schließlich ist noch ein schreibesignal zeigt an, daß Datenbits für das Eindrittes UND-Gatter 46 vorhanden, das dem Aus- 55 schreiben in das Datenregister 25 zur Verfügung lesen von Information aus dem Datenregister dient. stehen. Die ein Wort darstellenden Datenbits werden Schließlich ist noch ein ODER-Gatter 51 vorhanden. dem Datenregister 25 parallel über die Leitungen Die Ausgangssignale der UND-Gatter 41 bilden 4SA, 48 B, 4SN zugeführt. Mit diesen Datenbits die ersten Eingangssignale für die ODER-Gatter 51, werden die zweiten Eingänge der UND-Gatter 41^4, und die Ausgangssignale der UND-Gatter 42 bilden 60 41S, 4IiV in den Datenregisterstufen 40/1, 4OS, die zweiten Eingangssignale der ODER-Gatter 51 4OiV beaufschlagt. Besteht ein Zwischenraum von und gleichzeitig die ersten Eingangssignale für die mindestens zwei Wortlängen in der im Umlauf-UND-Gatter 46. Zwischen den einzelnen Stufen 40 speicher umlaufenden Datenfolge, so kippt — wie des Datenregisters 25 sind jeweils Verzögerungs- bereits erwähnt — der Multivibrator 29 um, und es strecken 52 angeordnet, die eine Verzögerung um 65 wird ein entsprechendes Signal über die Umkehrdie Zeitdauer eines Bits bewirken. Durch diese 1-Bit- stufe 31 dem UND-Gatter 33 zugeführt. Dieses Verzögerungsstrecken 52 wird erreicht, daß zwischen Signal wird zur Erfüllung der Koinzidenzbedingung den einzelnen Eingangsbits jeweils entsprechende am UND-Gatter 33 benötigt. Das dritte Koinzidenz-

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signal für das UND-Gatter 33 ist der an der Spitze Um diesen alten Markierungsimpuls zu beseitigen, der umlaufenden Datenfolge befindliche Markie- wird das vom UND-Gatter 33 abgegebene Einrungsimpuls, der über die Leitung 30 zugeführt wird. schreibesignal nach Durchlaufen der 1-Bit-Verzöge-Zur Erfüllung der Koinzidenzbedingung am UND- rungsstrecke 38 einer Umkehrstufe 47 zugeführt, an Gatter 33 benötigt man also das gleichzeitige Auf- 5 deren Ausgang ein Sperrimpuls auftritt, der über treten des Einschreibebefehlssignals, des Wortfolge- die Leitung 49 dem UND-Gatter 42,4 der ersten Zwischenraumsignals und des Markierungsimpulses. Datenregisterstufe 40,4 zugeführt wird. Der alte Das bei Koinzidenz dieser Signale am Ausgang des Markierungsimpuls durchläuft die 1-Bit-Verzöge-UND-Gatters 33 auftretende Einschreibesignal wird rungsstrecke 35 und erscheint um das Zeitintervall der 1-Bit-Verzögerungsstrecke 38 und über die Lei- io eines Bits verzögert auf der Leitung 44. Auch das tung 43 parallel den ersten Eingängen der UND- Einschreibesignal erleidet in der 1-Bit-Verzögerungs-Gatter 41,4, 41B, 41N der Datenregisterstufen 40,4, strecke 38 eine Verzögerung um das Zeitintervall 405, 4OiV zugeführt. Zusammen mit den an den eines Bits, bevor dieses Signal über die Umkehr-UND-Gattern 41 anliegenden Bitsignalen wird damit stufe 47 und die Leitung 49 an den oberen Eingang die Koinzidenzbedingung an diesen Gattern erfüllt, 15 des UND-Gatters 42,4 gelangt. Der Sperrimpuls aus und die einzuschreibenden Informationsbits werden der Umkehrstufe 47 erscheint daher am UND-Gatter also genau im richtigen Zeitpunkt durch Zuführung 42,4 zur selben Zeit wie der alte Markierungsimpuls über die ODER-Gatter 51A, 51B, 51N in das auf der Leitung 44 auftritt, über die er dem unteren Datenregister 25 eingegeben. Man beachte, daß beim Eingang des UND-Gatters 42 A zugeführt wird. Einschreiben sämtliche Stufen 40,4, 4OS, 4OiV des 20 Durch den Sperrimpuls auf der Leitung 49 wird Datenregisters 25 gleichzeitig erregt werden, so daß infolgedessen das UND-Gatter 42 A gesperrt, und eine parallele Zuführung der Informationsbits in das ein Durchtritt des alten Markierungsimpulses durch Datenregister 25 erfolgt. Das bedeutet, daß während das UND-Gatter 42,4 wird auf diese Weise verhinder Einschreibeoperation ein vollständiges Wort, das dert. Auf diese Weise wird der alte Markierungsin dem betrachteten Ausführungsbeispiel als aus 25 impuls aus der umlaufenden Datenfolge beseitigt, drei Bits bestehend angenommen wurde, in das Wenn das auf den alten Markierungsimpuls folgende Datenregister 25 eingeschrieben wird. Die zwischen Datenbit auf der Leitung 44 um das Zeitintervall den einzelnen Stufen des Datenregisters 25 ein- eines Bits später auftritt und dem UND-Gatter 42 A geschalteten 1-Bit-Verzögerungsstrecken 52^4, 525, zugeführt wird, so ist der Sperrimpuls inzwischen 52iV sorgen dafür, daß zwischen den einzelnen 30 abgeklungen, da auch das Einschreibesignal des Datenbits ein Zeitintervall von der Länge eines Bits UND-Gatters 33 inzwischen beendet ist. Die Umeingehalten wird, so daß die neu eingeschriebenen kehrstufe 47 beaufschlagt die Leitung 49 nun wieder Datenbits innerhalb der umlaufenden Datenfolge an mit einem positiven Potential, durch das das UND-der richtigen Stelle und in der richtigen zeitlichen Gatter 42 A in einen Bereitschaftszustand versetzt Beziehung erscheinen. 35 wird. Beim Auftreten des nächsten Datenbits auf

Es ist ferner zu beachten, daß beim Einschreiben der Leitung 44 ist somit die Koinzidenzbedingung

eines neuen Wortes in das Datenregister 25 dieses am UND-Gatter 42,4 erfüllt, und das Datenbit wird

Wort an die Spitze der umlaufenden Datenfolge weitergeleitet. Es erfolgt also tatsächlich nur eine

gesetzt wird. Zur Markierung dieses neuen Anfangs- Auslöschung des alten Markierungsimpulses, wäh-

wortes der umlaufenden Datenfolge wird vor dieses 40 rend alle folgenden Informationsbits ungehindert

neue Anfangswort ein Markierungsimpuls gesetzt, den Datenumlauf fortsetzen. Wie früher bereits er-

und der bisherige alte Markierungsimpuls wird be- wähnt, befinden sich nun wieder alle Stufen des

seitigt. Dies geschieht auf folgende Weise: Das vom Datenregisters in -einem stromleitenden Zustand,

UND-Gatter 33 abgegebene Einschreibesignal, das und alle dem Datenregister 25 zugeführten Datenbits

die UND-Gatter 41 für die Aufnahme von Infor- 45 werden ordnungsgemäß weitergeleitet, so daß die

mationsbits öffnet, wird auch über die Leitung 43 N Zirkulation der Informationsbits im Umlaufspeicher

dem ODER-Gatter 64 zugeführt und gelangt über ungehindert fortgesetzt wird.

dieses in das Datenregister 25, wo es den neuen Ein von der Zentraleinheit der Datenverarbei-Markierungsimpuls darstellt. Man beachte, daß die- tungsanlage übermitteltes Auslesebefehlssignal wird ser neue Markierungsimpuls sich an der Spitze des 50 über die Leitung 26 dem UND-Gatter 36 der Ausneu eingeschriebenen Informationswortes befindet, lesesteuerstufe 24 zugeführt. Ähnlich wie das UND-nämlich noch vor dem ersten Datenbit, das in die Gatter 33 weist auch das UND-Gatter 36 drei Ein-Datenregisterstufe 40Ai eingeschrieben wird. Der gänge auf. Das erste Eingangssignal des UND-Gatters neue Markierungsimpuls ist von dem neu ein- 36 soll das Auslesen und Löschen des an der Spitze geschriebenen ersten Datenbit durch einen zeitlichen 55 der umlaufenden Datenfolge stehenden Wortes be-Abstand von der Länge eines Bits getrennt, was wirken. Das zweite Eingangssignal wird dem UND-durch die 1-Bit-Verzögerungsstrecke 52 iV bewirkt Gatter 36 von der Umkehrstufe 31 über die Leitung wird. 39 und die 1-Wort-Verzögerungsstrecke 37 zugeführt,

Wenn ein neues Wort an die Spitze der umlaufen- die eine Verzögerung um die Zeitdauer eines Wortes den Datenfolge gesetzt wird, so befindet sich im 60 bewirkt. Das dritte Eingangssignal wird dem UND-Zeitpunkt des Einschreibens dieses neuen Wortes Gatter 36 über die Leitung 50 von dem Verzweider alte Markierungsimpuls am Verzweigungspunkt gungspunkt 54 des Datenregisters 25 zugeführt. Das 20; wie bereits erwähnt, diente er zur Aktivierung genannte zweite Eingangssignal des UND-Gatters 36 der Eingabesteuerstufe 23, indem er über die Lei- ist das Wortfolge-Zwischenraumsignal des Multitung 30 das UND-Gatter 33 geöffnet hat. Gleich- 6g vibrators 29, das durch die Verzögerungsstrecke 37 zeitig wurde dieser alte Markierungsimpuls vom Ver- um die Zeitdauer eines Wortes verzögert ist. Das zweigungspunkt 20 über die Leitung 22 der 1-Bit- Wortfolge-Zwischenraumsignal zeigt der Auslese-Verzögerungsstrecke 35 des Datenregisters zugeführt. steuerstufe 24 den Beginn der Wortfolge an. Das

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genannte dritte Eingangssignal des UND-Gatters 36 sperrt, so daß jetzt auch ein Löschen der Inforkommt vom Verzweigungspunkt 54 am ausgangs- mationsbits des soeben ausgelesenen Wortes erfolgt, seitigen Ende des Datenregisters 25 und besteht Das Löschen der Informationsbits des ausgelesenen praktisch aus dem Markierungsimpuls. Man beachte, Wortes erfolgt um die Zeitspanne eines Bits später daß dieser Markierungsimpuls vom Verzweigungs- 5 als die Ausleseoperation, denn die Informationsbits punkt 54 dem UND-Gatter 36 zu einem Zeitpunkt durchlaufen in der Zwischenzeit die 1-Bit-Verzögezugeführt wird, nachdem dieser Markierungsimpuls rungsstrecken 52,4, 525, 52JV. So ist beispielsweise alle Datenregisterstufen 40,4, 40ß, 4OiV und die das aus der Datenregisterstufe 40,4 ausgelesene In-1-Bit-Verzögerungsstrecken 52,4, 525, 52iV des formationsbit durch das ODER-Gatter 51,4 und die Datenregisters 25 durchlaufen hat; zum Durchlaufen io 1-Bit-Verzögerungsstrecke 52,4 bis zum Eingang 45 aller dieser Stufen benötigt der Markierungsimpuls des UND-Gatters 425 weitergelaufen. Wenn es dort genau die Zeitdauer eines Wortes. ankommt, ist jedoch das UND-Gatter 425 durch

Ist die Koinzidenzbedingung durch die genannten den am oberen Eingang anliegenden Sperrimpuls

drei Eingangssignale am UND-Gatter 36 erfüllt, so gesperrt, so daß das Informationsbit nicht weitererscheint an seinem Ausgang das Auslesesignal. Die 15 kufen kann und auf diese Weise gelöscht wird. Für

Ansteuerung des UND-Gatters 36 erfolgt so, daß die anderen Informationsbits des ausgelesenen Wor-

das Auslesesignal dem Datenregister um die Zeit- tes liegen analoge Verhältnisse vor, und es erscheint

dauer einer Wortlänge nach dem Eintreten des Mar- nicht notwendig, auch die Löschung der anderen

kierungsimpulses in das Datenregister 25 zugeführt Informationsbits im Detail zu beschreiben, wird. Dies ist genau der Zeitpunkt, in welchem sich 20 Nach Löschung der Informationsbits des aus-

die Datenbits des unmittelbar dem Markierungs- gelesenen Wortes und gleichzeitiger Löschung des dem

impuls folgenden Wortes an den UND-Gattern 42,4, ausgelesenen Wort vorauslaufenden Markierungs-

425, 42JV der Datenregisterstufen 40,4, 405, 4OiV impulses muß ein neuer Markierungsimpuls vor das

befinden. Man beachte, daß die Wörter der um- nächstfolgende Wort, d. h. wiederum unmittelbar an laufenden Datenfolge in bezug auf ihre Bits das 25 die Spitze der umlaufenden Datenfolg gesetzt werden.

Datenregister 25 serienmäßig durchlaufen. Um zu Wenn die Ausleseoperation aus dem Datenregister 25

einem bestimmten Zeitpunkt ein ganzes Wort gleich- gerade durchgeführt wird, befindet sich das erste

zeitig auszulesen, muß daher der Auslesevorgang so Datenbit des nächsten Wortes am Verzweigungspunkt

lange verzögert werden, bis sich das letzte Bit des 20 und damit über die Leitung 22 auch an der EinWortes in der Datenregisterstufe 40A befindet. Die- 30 gangsseite der 1-Bit-Verzögerungsstrecke 35, also am

sem Zwecke dient die 1-Wort-Verzögerungsstrecke Eingang des Datenregisters 25.

37, die eine entsprechend verzögerte Öffnung des Um die Zeitspanne eines Bits später, d. h. zum

UND-Gatters 36 bewirkt. Mit anderen Worten, die Zeitpunkt des Löschens des alten Markierungs-

Schaltungsanordnung ermöglicht erst die richtige impulses beim UND-Gatter 67 am Ausgang des Positionierung aller Bits des auszulesenden Wortes 35 Datenregisters 25, befindet sich das erste Infor-

in dem Datenregister 25, bevor eine Aktivierung der mationsbit des folgenden Wortes der umlaufenden

Auslese-UND-Gatter 46,4, 465, 46iV über die Lei- Datenfolge am Eingang 44 des UND-Gatters 42,4

tung66 erfolgt. der Datenregisterstufe 40 A. Der neue Markierungs-

Bei Erfüllung der Koinzidenzbedingung am UND- impuls muß im zeitlichen Abstand von einem Bit vor Gatter 36 tritt an seinem Ausgang das bereits er- 40 das erste Informationsbit des neuen Anfangswortes wähnte Auslesesignal auf, das über die Leitung 66 der umlaufenden Datenfolge, also unmittelbar an parallel den UND-Gattern 46,4, 465, 46iV der deren Spitze, eingesetzt werden. Um dies zu er-Datenregisterstufen 40,4, 405, 4OiV zugeführt wird. reichen, wird das Auslesesignal vom UND-Gatter 36 Die Koinzidenz dieses Auslesesignals mit den Daten- über die 1-Bit-Verzögerungsstrecke 62 und die Leibits, die sich am Ausgang der UND-Gatter 42,4, 45 tung 78 dem oberen Eingang des ODER-Gatters 515 425, 42 JV der Datenregisterstufen 40,4, 405, 4OiV zugeführt. So wird der neue Markierungsimpuls um befinden, an den Auslese-UND-Gattern 46,4, 465, eine Bitlänge, die durch die 1-Bit-Verzögerungs-46 JV bewirkt das parallele Auslesen der Informations- strecke 52,4 bestimmt ist, vor das erste Informationsbits des im Datenregister 25 stehenden Wortes. bit des nächstfolgenden Wortes eingesetzt.

Während des Auslesens der Informationsbits wird 50 Das auf der Leitung 49 auftretende Signal der der beim Verzweigungspunkt 54 auftretende Mar- Umkehrstufe 47 ist normalerweise ein Öffnungskierungsimpuls durch das UND-Gatter 63 und das impuls für das UND-Gatter 42,4, für das dann die ODER-Gatter 64 weitergeleitet. Ein Bitintervall Koinzidenzbedingung erfüllt ist, wenn gleichzeitig am später erscheint dieser Markierungsimpuls am Ein- unteren Eingang 44 dieses UND-Gatters 42 A ein gang 66 des UND-Gatters 67. Das obenerwähnte 55 Datenbit oder ein Markierungsimpuls auftritt. Eben-Ausgangslesesignal wird vom Ausgang des UND- so ist das auf den Leitungen 76, 77 auftretende Gatters 36 auch einer 1-Bit-Verzögerungsstrecke 62 Signal der Umkehrstufe 75 normalerweise ein Öffzugeführt und gelangt von dort durch die Umkehr- nungssignal für die UND-Gatter 425, 42JV, 63 und stufe 75, wo eine Umkehrung in ein Sperrsignal er- 67. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Datenfolgt, und über die Leitung 76 an den zweiten Ein- 60 folge, d. h. der Markierungsimpuls und die Inforgang des UND-Gatters 67. Durch dieses Sperrsignal mationsbits, normalerweise im Umlaufspeicher bewird das UND-Gatter 67 gesperrt, so daß der Mar- ständig zirkulieren, bis durch einen von der Zentralkierungsimpuls durch das UND-Gatter 67 nicht hin- einheit der Datenverarbeitungsanlage zugeführten durchtreten kann und somit an dieser Stelle ge- Einschreibe- oder Auslesebefehl das Einschreiben löscht wird. Das Sperrsignal von der Umkehrstufe 65 bzw. Auslesen eines Wortes in die bzw. aus der 75 wird gleichzeitig auch über die Leitung 77 den umlaufenden Datenfolge ausgelöst wird. Wie bereits oberen Eingängen der UND-Gatter 425, 42JV und erwähnt, wird zeitlich eine Bitlänge nach der Aus-63 zugeführt, und diese UND-Gatter werden ge- leseoperation das ausgelesene Wort in der umlaufen-

den Datenfolge gelöscht, was dadurch zustande kommt, daß gerade zu diesem Zeitpunkt die für die Zirkulation der Informationsbits entscheidenden UND-Gatter 42 B, 42 N, 63 und 67 gesperrt sind.

An die Zuführungsleitungen 26, 32 für die Auslese- und Einschreibebefehlssignale ist über die Leitungen 70 und 71 ein in beiden Richtungen zählendes Zählwerk 69 angeschlossen. Es zählt die Anzahl der Einschreibebefehle und subtrahiert davon die Anzahl der Auslesebefehle, die der Eingabe- und Auslesesteuerstufe 23 bzw. 24 zugeführt werden. Somit zeigt der Zählerstand die Anzahl der im Umlaufspeicher zirkulierenden Wörter an. Vom Zählwerk 69 führt eine Anzeigeleitung 72 zur Zentraleinheit der Datenverarbeitungsanlage. Die Leitung übermittelt immer dann ein Warnsignal, wenn die Anzahl der Wörter in der umlaufenden Datenfolge einen bestimmten Grenzwert erreicht, so daß weitere Einschreibebefehle unwirksam gemacht werden können, damit in die umlaufende Datenfolge keine weiteren zusätzlichen Wörter mehr eingeschrieben werden können, wenn der Umlaufspeicher mit Wörtern voll besetzt ist.

Abschließend sei bemerkt, daß auch andere Ausführungsformen von Umlaufspeichern verwendet werden können, beispielsweise umlaufende Trommeln oder umlaufende Scheiben, sofern sie die geeigneten Mittel zum Einschreiben, Auslesen und Löschen von Informationsbits aufweisen.

Claims (10)

Patentansprüche: 30

1. Speichersteuerungsanordnung zum Einschreiben und Auslesen von Information in einen bzw. aus einem Speicher, wobei die Reihenfolge des Auslesens der Daten aus dem Speicher in einer bestimmten Beziehung zur Reihenfolge des vorausgegangenen Einschreibens dieser Daten in den Speicher steht, gekennzeichnet durch einem dynamischen Umlaufspeicher (11, 25) zugeordnete Eingabe- und Ausgabemittel (23,24) zum Einschreiben und Auslesen von Information an die bzw. von der Spitze einer zirkulierenden Informationsfolge und durch Mittel (43 N, 64; 78, 51 B) zum Einsetzen eines Markierungsimpulses an die Spitze der Informationsfolge.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des dynamischen Umlaufspeichers (11, 25) mindestens um zwei Wörter größer ist als die maximale Anzahl der im Umlaufspeicher tatsächlich gespeicherten Wörter.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschreiben und das Auslesen der Informationsbits eines Wortes in die bzw. aus der umlaufenden Datenfolge in einem einen Teil des Umlaufspeichers bildenden Datenregister (25) bitweise parallel erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einen Zwischenraum zwischen zwei Wörtern der umlaufenden Informationsfolge ansprechende Zeitmeßvorrichtung (29) zur Erzeugung eines Wortfolge-Zwischenraumsignals vorgesehen ist und die genannte Zeitmeßvorrichtung mit der den Markierungsimpuls an der Spitze der Informationsfolge feststellenden Anzeigevorrichtung (33) zwecks Abgabe eines Einschreibesignals zusammenwirkt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den für das parallele Einschreiben und Auslesen der ein Wort bildenden Informationsbits vorgesehenen Datenregisterstufen (40) Verzögerungsstrecken (52) vorgesehen sind, die von Stufe zu Stufe eine Verzögerung um die Dauer eines Bits bewirken.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Zeitverzögerung um die Zeitdauer eines Wortes bewirkende Verzögerungsstrecke (37) vorgesehen ist, die an den Ausgang der genannten Zeitmeßvorrichtung (29) angeschlossen ist und die zur Durchführung der Ausleseoperation eine entsprechende Verzögerung des Wortfolge-Zwischenraumsignals bewirkt.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Wortzwischenraum feststellende und ein hierfür maßgebliches Wortfolge-Zwischenraumsignal erzeugende Zeitmeßvorrichtung eine monostabile Kippstufe (29) umfaßt, die in ihren Grundzustand wieder zurückschaltet, wenn für die Zeitdauer von mindestens zwei Wortlängen kein Informationsbit oder Markierungsimpuls zugeführt wird.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Einschreiben und Auslesen von Informationsbits vorgesehene Datenregister (25) in jeder Registerstufe (40) ein zum Einschreiben von Informationsbits dienendes UND-Gatter (41), ein zum Auslesen von Informationsbits dienendes UND-Gatter (46), ein zur zirkulierenden Weiterleitung der Informationsbits dienendes UND-Gatter (42) und eine Verzögerungsstrecke (52) für eine Zeitverzögerung von der Dauer eines Bits aufweist und daß die Ausgänge des Weiterleitungs-UND-Gatters (42) und des Einschreibe-UND-Gatters (41) mit einem ODER-Gatter (51) verbunden sind, dessen Ausgang an die genannte Verzögerungsstrecke (52) angeschlossen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auslesen eines Wortes aus der umlaufenden Datenfolge die Informationsbits des ausgelesenen Wortes und der diesem Wort vorangestellte Markierungsimpuls durch Sperrung von UND-Gattern (425, 42 iV, 63, 67) im Datenregister (25) gelöscht werden.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Löschen des ausgelesenen Wortes an die Stelle des gelöschten letzten Informationsbits über ein ODER-Gatter (51S), das dem für das letzte Informationsbit gesperrten UND-Gatter (42S) nachgeschaltet ist, der neue Markierungsimpuls gesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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