DE2519168A1

DE2519168A1 - Umlaufendes schieberegister

Info

Publication number: DE2519168A1
Application number: DE19752519168
Authority: DE
Inventors: Chung C Tung
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1975-11-20
Also published as: JPS50155144A; GB1491821A; CH589325A5; US3919694A; CA1023479A

Description

Hewlett-Packard Company

Case 871 24. April 1975

BL/ps

UMLAUFENDES SCHIEBEREGISTER

Die Erfindung betrifft ein umlaufendes Schieberegister gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In bekannten Computern und programmierbaren Tischrechnern sind Speichersysteme mit wahlfreiem Zugriff üblich. Sie erlauben die Programmüberarbeitung, benötigen jedoch ein absolutes oder relatives Adressenschema um Daten oder Programmanweisungen für die spätere Wiedergewinnung an bekannten Speicherplätzen einzugeben. Die absolute Adressierung beinhaltet die Zuordnung eines eindeutigen Codes zu jedem Speicherplatz. Bei der relativen Adressierung werden für das Auffinden von gespeicherten Daten Codes benutzt, die auf den Speicherplätzen beruhen, von denen oder zu denen Programmsteuerung übertragen wird. Die Programmüberarbeitung in adressierbaren Speichern mit wahlfreiem Zugriff ist schwierig und erfordert zusätzliche Register und zugeordnete Logik für die Speicherung und Steuerung der Adresseninformation.

Viele bekannte programmierbare Rechner haben die Möglichkeit der Subroutinen-Verarbeitung. Die meisten Maschinen mit Subroutinen-Verarbeitungsmöglichkeit arbeiten mit Adressierung zum Lokalisieren des Beginns der Subroutine in einem anderen Teil desselben Speichers oder in einem anderen Speicher-Untersystem. Die Steuerung wird dann über die Adressierung zum ursprünglichen Speicherplatz zurückgeführt.

Da die gespeicherte Information in einem umlaufenden Schieberegister nicht feststeht, ist die Adressierung eindeutig definierbarer Speicherplätze mit solcher Information nicht möglich. Daher war aber bisher die Programmüberarbeitung in einem umlaufenden Schieberegister noch schwieriger als in Speichern mit wahlfreiem Zugriff, welche ein

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absolutes oder relatives Adressenschema benutzen. In einem umlaufenden Schieberegister mußte die gespeicherte Information gelöscht werden, überarbeitet werden, und dann neu eingegeben werden. In einigen bekannten Systemen ist die Löschung des gesamten Programmes nicht erforderlich, sondern nur diejenige unterhalb des Programmpunktes, bei dem die Änderung erwünscht ist. In beiden Fällen ist jedoch die Löschung und Wiedereingabe von Information erforderlich, die von der Änderung überhaupt nicht betroffen ist. Diese Unbequemlichkeit überwiegt oft die Ersparnis, die sich aus dem Fehlen von zusätzlichen Speicherregistern und Steuerlogik für Adressencodes ergibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein umlaufendes Schieberegister zu schaffen, dessen Inhalt verändert werden kann, ohne daß Daten im Speicher gelöscht und wieder in ihn eingegeben werden müssen. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein umlaufendes Schieberegister für einen programmierbaren Rechner vorgesehen, welches bis zu 100 Sechs-Bit-Worte von

kann Dateninformation in einem 100-Wort-Register speichern/, welches mit vier Ein-Wort-Registern über logische Schalter in Reihe geschaltet ist, wodurch ein Datenumlaufweg gebildet wird. Eine logische Schaltung ist mit. einem der Ein-Wort-Register verbunden, so daß im Datenumlaufweg ein "Fenster" gebildet wird.

Der nominale Umlaufweg enthält immer das 100-Wort-Register und das Ein-Wort-Register, an das die logische Schaltung angeschlossen ist. Außerdem enthält er normalerweise ein weiteres der Ein-Wort-Register, die selektiv aus dem Umlaufweg ausgekoppelt werden können. Die Register enthalten immer besondere eindeutig codierte Steuerworte, welche die Logikschaltung zu erfassen vermag und die sich mit der Dateninformation und den Instruktionen den Speicherraum teilen.

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In einem Festwertspeicher (ROM) des Rechners gespeicherte Mikroinstruktionen werden zu einer Steuerung übertragen, wenn der Benutzer über das Tastenfeld Befehle eingibt. Die Steuerung ist ein Teil des umlaufenden Schieberegisters. Sie decodiert die Mikroinstruktionen und setzt eine von verschiedenen Mikroinstruktionen in einem ebenfalls im umlaufenden Schieberegister enthaltenen ROM (als Programmspeicher-ROM bezeichnet) in Tätigkeit. Jede Mikroinstruktion im Programmspeicher-ROM wird durch Eingabequalifizierer ausgeführt, die durch die Logikschaltung auf durch diese erfaßte codierte Steuerworte hin erzeugt werden, um festzulegen, welches der Speicherregister in den ümlaufweg eingeschlossen werden soll. Die verbindenden Logikschalter werden durch Schaltbefehlsignale betätigt, die durch die Steuerung auf die Ausführung von der Mikroinstruktion im Programmspeicher-ROM hin erzeugt werden. Die Logikschalter kuppeln somit Speicherregister in den bzw. aus dem Umlaufweg entsprechend Befehlssignalen, die durch Sbeuerworte festgelegt sind, welche im Umlaufweg selbst zirkulieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein umlaufendes Schieberegister geschaffen, welches die selektive Hinzufügung und Herausnahme von Daten ohne absolute oder relative Adressierung gestattet. Auch die Benutzung von Subroutinen im umlaufenden Schieberegister wird ohne absolute oder relative Adressierung ermöglicht.

Wenn der Speicher voll ist und die Speichersteuerung sich an dem letzten Speicherplatz befindet, können an den Benutzer Warnsignale abgegeben werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines umlaufenden Schieberegisters mit einer Vielzahl von Speicherregistern und der Steuerlogik;

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Fig. 2 ein Logikdiagramm der dynamischen Verzögerungselemente mit einem Ein-Wort-Speicherregister, wie sie in dem Schieberegister gemäß Fig. 1 benutzt werden;

Fig. 3 ein Logikdiagramm eines logischen Schalters wie er in dem Schieberegister gemäß Fig. 1 benutzt wird;

Fig. 4 ein Logikdiagramm des in dem Schieberegister nach Fig. 1 benutzten Detektors;

Fig. 5 ein Flußdiagramm der in dem Programmspeicher-ROM des Schieberegisters nach Fig. 1 enthaltenen Mikroinstruktionen;

Fig. 6 ein Logikdiagramm des im Schieberegister nach Fig. 1 benutzten seriellen Vergleichers; und

Fig. 7 ein Logikdiagramm eines im Schieberegister nach Fig. 1 benutzten Systems für die Erzeugung von Signalen, wenn der Speicher voll ist und wenn die Hinweismarke sich an dem letzten Speicherplatz befindet.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines umlaufenden Schieberegisters dargestellt, welches Speicherregister 10, 12, 14, 16 und 18 enthält, die über Schaltglieder 9, 11, 13, 15, 17 und 19 wie in der Zeichnung dargestellt miteinander verbunden sind. Das Speicherregister 10 enthält 600 dynamische Verzögerungselemente für die Aufnahme von bis zu 100 sechs-Bit-Worten gleichzeitig und ist im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut wie die MOS-Schaltungen, die in der Patentanmeldung P 23 53 421.6 derselben Anmelderin beschrieben sind. Die Speicherregister 12, 14, 16 und 18 sind ähnlich aufgebaut, enthalten jedoch nur sechs dynamische Verzögerungselemente für die Aufnahme von jeweils einem sechs-Bit-Wort von codierter Information.

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Fig. 2 zeigt ein Logikdiagramm eines dynamischen Verzögerungselementes 40 und dessen Verbindung mit fünf weiteren identischen Verzögerungselementen 38, 39, 41, 42 und 43. Die Elemente bilden zusammen ein ein-Wort-Speicherregister. Das Verzögerungselement 40 enthält Übergabegatter 45 und 47, Inverter 46 und 4 8 und einen Kondensator 49, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Ein ein-Informationsbit darstellendes Signal am Eingang A wird an den Inverter 46 weitergegeben, wenn am Eingang B ein Taktimpuls erscheint, Das Signal wird invertiert, und der Kondensator 49 wird geladen. Das Informationsbit wird so gespeichert, bis ein weiterer Taktimpuls am Eingang C erscheint. Das Bit wird dann durch den Inverter 48 wiederum invertiert und über den Ausgang D an das nächste Verzögerungselement weitergegeben. Wenn der Taktimpuls bei C gesperrt wird, entlädt sich der Kondensator 49, und das Informationsbit geht verloren.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, enthält jedes logische Schaltglied eine Kombination von Gattern, die auf drei Eingangssignale hin ein Ausgangssignal für die Auswahl eines bestimmten Umlaufweges entsprechend der logischen Beziehung C = AX ν BX abgibt, wobei A und B Eingangssignale und X das Schaltsteuersignal sind. Jede Kombination von derzeit verfügbaren logischen Gattern wie UND-, NAND-, ODER- und NOR-Glieder, die den drei Eingängen entsprechend der obigen Beziehung entsprechen, kann für diese Funktion benutzt werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält die Steuerlogik des umlaufenden Schieberegisters einen Detektor 3, eine an das Speicherregister 12 angeschlossene Steuerung 8 sowie ein Komparator 6, der ebenfalls an die Steuerung 8 und außerdem an den Ausgang B des Speicherregisters 10 angeschlossen ist. Fig. 4 zeigt den Detektor 3, der eine Kombination von Mehrfach-Eingangs-Gattern 87, 88, 89 und 90 aufweist und jedes Bit der codierten Sechs-Bit-Steuerworte erfaßt, die durch das Speicherregister 12 hindurchlaufen. Der Detektor 3 gibt entsprechende Steuersignale C, d; E und F an die Steuerung 8 ab. Diese Ausgangssignale werden als Eingangs-

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qualifizierer für die Steuerung 8 verwendet, die ihrerseits Steuersignale X^, X₃, X , X und X an die verschiedenen logischen Schaltglieder abgibt, die in Fig. 1 gezeigt sind.

Die Steuerung 8 des umlaufenden Schieberegisters enthält einen Decoder und ein Programmspeicher-ROM, die unter Benutzung konventioneller Technik aufgebaut werden können (siehe z.B. "Designing Logic Systems using State Machines" von Christopher R. Clare).

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, werden bei A Mikroinstruktionen vom Rechner-ROM empfangen. Diese Mikroinstruktionen werden durch den Benutzer über das Tastenfeld in Tätigkeit gesetzt und werden durch einen Decoder 50 decodiert. Die decodierten Mikroinstruktionen setzen dann eine der Mikroinstruktionen 51 bis 59 in Tätigkeit, die in dem Programmspeicher-ROM enthalten sind. Die Ausführung einer der Mikroinstruktionen 51 bis 59 wird durch einen Eingangsqualifxzierer in Tätigkeit gesetzt, der auf ein umlaufendes Steuerwort hin im Detektor 3 erzeugt wird und von diesem empfangen wird. Ein dem X-Eingang eines oder mehrerer der verbindenden logischen Schaltglieder zuzuführendes Steuersignal wird von der Steuerung 8 auf die im Programmspeicher-ROM enthaltene ausgeführte Mikroinstruktion hin erzeugt.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, enthält der Komparator 6 Gatter 121, 122 und 123, die eine exklusive ODER-Schaltung beinhalten, in der das Ausgangssignal einen hohen Zustand annimmt, wenn ein und nur ein Eingang einen hohen Zustand hat. Gatter 124, 125 und 126 steuern den Zustand eines Flipflops (ff) 127. Da jedes Wort sechs Bits lang ist, führt der Komparator 6 sechs verschiedene Vergleiche bei zwei den Eingängen A und B zugeführten Worten aus. Wenn der Zustand des ff 127 während des Sechs-Bit-Vergleichs gleich bleibt, sind die Worte gleich; wenn zu irgendeiner Zeit während des Vergleichs der Zustand des ff 127 wechselt, müssen die Worte verschieden sein. Der Betrieb des Komparators im umlaufenden Schieberegister wird weiter unten detaillierter

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beschrieben.

Im erfindungsgemäßen umlaufenden Schieberegister geht das letzte darin gespeicherte, d.h. das zuerst eingegebene Wort verloreny wenn der Speicher voll ist und ein weiteres Wort eingegeben wird. Daher ist ein Warnsystem vorhanden, das Signale erzeugt, die anzeigen, wenn das Schieberegister voll ist. Dieses in Fig. 7 dargestellte Warnsystem erzeugt auch Signale, die anzeigen, wenn die Hinweismarke (ein weiter unten beschriebenes Steuerwort) sich am letzten Speicherplatz für Informationsworte befindet. Das Warnsystem enthält Flipflops 71, 72 und 73, die Signale vom Ausgang des Detektors 8 (Fig. 4) empfangen, und Flipflops 77, 78 und 79, die wie dargestellt durch Gatter 74, 75 und 76 gesteuert werden. Ein Warnsignal W₁ wird intern benutzt, um anzuzeigen, daß der Speicher leer ist und Wortherausnahmen verboten sind; w_ setzt eine Ausgangsanzeige in Tätigkeit, die dem Benutzer anzeigt, daß der Speicher voll ist und daß zusätzliche Eingaben den Verlust der zuerst eingegebenen Worte bewirken; w-3 löst eine Ausgangsanzeige aus, die dem Benutzer anzeigt, daß der Speicher voll ist, und daß die Hinweismarke auf den letzten Speicherplatz für Worte zeigt.

Im Betrieb laufen codierte Informationsworte zusammen, mit eindeutig codierten Steuerworten durch die Speicherregister 10, 12 und 14 um und bilden einen normalen Umlaufweg. Die Informationsworte können Daten und Programmanwexsungen enthalten und werden über das Speicherregister 16 in den Umlaufweg eingegeben. Mehrere jedoch nicht alle Steuerworte werden in verschiedenen Register gespeichert, wenn die Energiezufuhr des Speichersystems eingeschaltet wird, wie weiter unten beschrieben ist.

Die Verzögerungselemente können übriggebliebene codierte Informationsworte oder Teile davon enthalten, die gelöscht werden müssen, wenn die Energiezufuhr eingeschaltet wird. Ein zurückgebliebener Code wird gelöscht und eindeutig codiert. "Markierer", "Hinweismarke" und "sekundäre Hinweismarke", jeweils Sechs-Bit-Steuerworte werden

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in den Speicherregistern 16, 14 bzw. 18 gespeichert und zwar auf eine Makroinstruktion "Energiezufuhr ein" 51 hin. Der Markierer dient als ein Referenzpunkt in der Serie von Informationsworten, die im Speicher zirkulieren. Die Hinweismarke dient als Markierungspunkt für die Auswahl bestimmter Plätze in der umlaufenden Serie von Informationsworten ohne Adressierung. Die sekundäre Hinweismarke wird schließlich in Subroutinen-Programminstruktionen benutzt und wird weiter unten näher beschrieben. Andere Steuerworte, von denen jedes ebenfalls eindeutig codiert und sechs Bits lang ist, werden durch das Speicherregister 16 eingegeben, wenn sie für den Subroutinen-Betrieb benötigt werden. Nach der Speicherung der Steuerworte läuft der Speicher einmal durch alle Speicherregister um und geht dann wieder auf den normalen Umlauf über, wenn das Markierer-Wort vom Register 12 in das Register 14 läuft.

Die Steuerworte teilen sich den Speicherraum mit den Informationsworten. Die Hinweismarke "zeigt" auf das Wort, welchem sie in dem Umlaufweg folgt, wenn sie sich im Register 12 befindet und sich das Wort im Register 14 befindet. Während sich das"aufgezeigte" Wort im Register 14 befindet, wird es auf eine Mikroinstruktion 59 hin in das Register 16 kopiert, wodurch eine codierte Anzeige dieses Wortes als das laufende Informationswort bzw. der laufende Programmschritt als Erleichterung für den Benutzer erzeugt wird. Wenn ein Informationswort hinzugefügt wird, wird die Hinweismarke automatisch längs des Umlaufweges um eine Wortlänge rückwärts bewegt, wie weiter unten beschrieben wird. Sie zeigt dann auf dieses Wort als das laufende Informationswort. Wenn ein Wort herausgenommen wird, bewegt sich die Hinweismarke längs des Umlaufweges vorwärts und zeigt auf das Wort, das dem herausgenommenen Wort vorangeht. Da alle der Hinweismarke folgende Worte sich mit ihr bewegen, wenn sie sich längs des Umlaufweges verschiebt¹/ wird im Falle einer Wortherausnahme ein Wort-Speicherplatz am Ende des Speicherweges frei und wird mit einem "keine Operation"-Code (NO- OP) gefüllt. Die NO- OP-Code-Erzeugung wird weiter unten beschrieben.

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Die schrittweise Bewegung der Hinweismarke von einer Wortposition zur nächsten im Umlaufweg kann durch den Benutzer vom Tastenfeld aus über eine Mikroinstruktion vom Rechner-ROM veranlaßt werden. Die Mikroinstruktion 58 wird ausgeführt, wenn die Hinweismarke vom Detektor 3 in dem Register 12 erfaßt wird. Danach läuft die Hinweismarke in das Register 14, und auf eine ausgeführte Mikroinstruktion 58 hin gibt die Steuerung 8 ein Steuersignal X₁ an die logischen Schaltelemente 11 und 13 ab,

¹ abkoppeln

die daraufhin das Register 14 für die Zeitdauer /idie ein Wort braucht, um vom Register 12 zum Eingang A des Registers 10 über die logischen Schalteinrichtungen 11 und 19 zu laufen. Wenn das Steuersignal abgeschaltet wird, tritt die Hinweismarke vom Register 14 wieder in den ümlaufweg ein und zeigt auf das Wort, welches ihm nun in dem Wortfluß vorangeht. Wenn die Hinweismarke beim nächsten Mal im Register 12 erfaßt wird, wird das ihr "vorausgehende Wort im Register 14 in das Register 16 kopiert und für Anzeigezwecke als laufendes Informationswort entsprechend der Mikroinstruktion 59 codiert. Anstelle einer tatsächlichen Verschiebung der Hinweismarke relativ zum Speicherinhalt wird also die Hinweismarke vom nominalen Umlaufweg isoliert, während der Speicherinhalt relativ an ihr vorbeiläuft.

Das laufende Informationswort wird für den Benutzer in Form eines Tastencodes für die gerade niedergedrückte Taste angezeigt. Das Format, die Intätigkeitsetzung und die Interpretation dieser Tastencodes sind in den Patentanmeldungen P 24 40 072.4-53 und P 24 53 040.3 derselben Anmelderin beschrieben.

Die Überarbeitung des Speicherinhalts umfaßt Einfügungen und Herausnahmen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung findet der Benutzer den gewünschten Platz für die Einfügung eines neuen Informationswortes durch Vorrücken der Hinweismarke entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren. Das neue Informationswort wird in das Register 16 über das Tastenfeld eingegeben. Die Mikroinstruktion 56 wird ausgeführt, wenn die Hinweismarke durch den Detektor 3 im Register 12 erfaßt worden ist und ihr dann

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erlaubt worden ist, ins Register 14 zu laufen. Die logischen Schaltglieder 9 und 15 werden durch das Steuersignal X„ von der Steuerung 8 freigegeben, wenn die Makroinstruktion 56 ausgeführt wird. Das Register 16 wird dann in den Umlaufweg eingekoppelt. Die Hinweismarke läuft in das Register 16, wenn das neue Informationswort von dort in den Umlaufweg einläuft, und läuft zunächst durch die logischen Schaltglieder 15, 11, und 19 und in den Eingang A des Registers 10. Der Umlaufweg umfaßt das Register 16 solange, bis der Markierer im Register 12 erscheint. Nach Erfassung des Markierers durch den Detektor 3 wird das Steuersignal X₀ entsprechend der Mikroinstruktion 59 abgeschaltet, nachdem dem Markierer erlaubt worden ist, in das Register 14 zu laufen. Die Abschaltung des Steuersignals X„ koppelt das Register 16 ab und stellt die Länge des Umlaufweges wieder her, so daß dieser nur die Register 10, 12 und 14 umfaßt. Das letzte Wort im Umlaufweg - sofern ein solches vorhanden ist - wird im Register 16 zurückgelassen. Das laufende Informationswort im Register 14 ersetzt dieses letzte Wort im Register 16, wenn die Hinweismarke beim nächsten Mal im Register 12 festgestellt wird. Die codierte Anzeige des laufenden Informationswortes wird dann für den Benutzer auf der Grundlage des Inhalts des Registers 16 entsprechend der Mikroinstruktion 39 erzeugt.

Zur Herausnahme eines Informationswortes lokalisiert der Benutzer das Wort auf die gleiche Weise, wie es oben für Einfügungen beschrieben worden ist. Der Speicher läuft solange normal um, bis die Hinweismarke vom Detektor 3 im Register 12 erfaßt worden ist. Auf das Hinweismarkenwort hin wird die Mikroinstruktion 52 ausgeführt, und die Steuerung gibt ein Steuersignal X. an die logische Schaltvorrichtung ab. Die Schaltvorrichtung 11 verkürzt den Umlaufweg durch Abkopplung des Registers 14, welches nun das herauszunehmende Wort enthält. Das Wort im Register 14 wird durch einen NO-

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OP-Code ersetzt. Der verkürzte Umlaufweg läuft solange weiter, bis vom Detektor 3 im Register 12 der Markierer erfaßt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Steuersignal X. auf eine Makroinstruktion 57 hin abgeschaltet und die Schaltvorrichtung 11 wird gesperrt, wodurch das Register 14 wieder in den Umlaufweg eingeschaltet wird. Wenn die Hinweismarke das nächste Mal im Register 12 erscheint, wird das Register 16 mit dem Wort vor dem herausgenommenen Wort geladen, so daß es dem Benutzer bei einer Mikroinstruktion 59 angezeigt werden kann.

Die Verzögerungselemente jedes der Register müssen zur Erhaltung der in ihnen enthaltenen Information aufgefrischt werden, d.h. die Informationsbits müssen kontinuierlich durch die Elemente zirkulieren. Wenn in der Anordnung nach Fig. 2 die Elemente nicht aufgefrischt werden, d.h. die Taktimpulse bei C gesperrt werden, fällt jedes Element bis zur Eingabe neuer Information auf einan'O -Zustand"ab. Wenn die Verzögerungselemente eines Ein-Wort-Registers nicht aufgefrischt werden und es ihnen möglich ist, auf den"O-Zustand" abzusinken, sagt man, daß ein NO-OP-Code "erzeugt" wird.

Die Verzögerungselemente müssen auch dann aufgefrischt werden, wenn ein Steuer- oder ein anderes Informationswort isoliert wird und im Register 14 gespeichert wird oder wenn es eingegeben wird und im Register 16 für Operationen wie Hinweismarkenvorschub oder Worteinfügung gespeichert wird. Gemäß Fig. 1 ist der Ausgang jedes dieser Register über logische Schaltelemente 13 bzw. 9 während solcher Operationen zu den entsprechenden Eingängen rückgekoppelt. Das Register ist dann gewissermaßen selbst-umlaufend, da entsprechend der Beschreibung der Fig. 2 dieselbe Information in jedes Verzögerungselement eingetaktet wird.

Ein Programm eines Benutzer umfaßt häufig die gleiche Rechnung oder Operation mehr als einmal während seines Ablaufs. Subroutinen sind besonders identifizierbare gekennzeichnete Programme, die von einem Grundprogramm abgerufen werden können, um wiederkehrende Operationen auszuführen. Sie werden benutzt,

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lim Speicherraum zu sparen, da der gleiche Programmcode nicht mehr als einmal in den Speicher eingegeben werden muß. Zum Beispiel können in der Rechnung

Y =

die Variablen a, b und c für verschiedene Daten durch eine andere komplexe Funktion dargestellt sein, z.B.

1 + sin χ
χ

Ohne Subroutinen müßte

1 + sin χ
χ

für diese Rechnung dreimal in den Speicher eingegeben werden. Bei Verwendung von Subroutinen braucht es nur einmal eingegeben zu werden und wird von dem Grundprogramm dreimal abgerufen.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Subroutine in folgendem Format eingegeben:

Subroutinen-Identifizierer

ENTER

SUBROUTINE 1 + sin χ

RTN (^ SUBROUTINE BEENDET; zurück zum Grundprogramm

Der Subroutinenablauf wird durch Benutzung zusätzlicher, eindeutiger codierter Steuerworte ermöglicht, die die Programmsteuerung vom Grundprogramm zur Subroutine und wieder

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zurück zum Grundprogramm übertragen. Die Programmsteuerung kann jedoch nicht übertragen werden ohne Aufrechterhaltung einer Bezugsinformation, die sicherstellt/ daß die Steuerung im Grundprogramm zum richtigen Platz zurückgeführt wird. Aus diesem Grunde wird die Hinweismarke die Bezugsinformation im Grundprogramm, und eine sekundäre Hinweismarke, die im Register 18 enthalten ist, wird zur Ausführung einer Subroutine benutzt, wenn diese wie weiter unten beschrieben abgerufen wird.

Eine Subroutine kann vom Benutzer über eine Makroinstruktion vom Rechner-ROM nach Eingabe des Identifizierungswortes, z.B. ¹¹A" in das Register 16 abgerufen werden. Die Makroinstruktion 57 wird dann ausgeführt, wenn das Markiererwort vom Detektor 3 im Register 12 erfaßt worden ist und der Detektor 3 für die Erfassung der sekundären Hinweismarke anstelle der eigentlichen Hinweismarke freigegeben ist. Die wechselseitige ausschließliche Erfassung der Hinweismarke bzw. der sekundären Hinweismarke wird durch die in Fig. 4 dargestellte exklusive ODER-Schaltung bewerkstelligt.

Der Speicher läuft um zwei Worte weiter um, bevor die logischen Schaltglieder 17 und 19 durch das Steuersignal Χ_ von der Steuerung 8 freigegeben werden und das Register 18, welches die sekundäre Hinweismarke enthält, in den Umlaufweg einfügen. Die sekundäre Hinweismarke folgt nun dem Markiererwort in dem Umlaufweg. Sie wird unmittelbar danach im Register 14 durch die-selben Mittel gespeichert, wie sie oben für die Erhöhung der Hinweismarke beschrieben wurden.

Wenn der Umlaufweg nur die Register 10, 12 und 18 enthält, wird nach Erfassung des LBL-Wortes durch den Detektor 3 eine Mikroinstruktion 54 (Fig. 5) ausgeführt. Der Serienkomparator 6 vergleicht dann das in Register 16 gespeicherte Identifizierungswort "A" mit dem am Ausgang B aus dem Register 10 aus-

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tretenden Wort. Wenn beide gleich sind, wird das Register 14 in den Uralaufweg eingekoppelt, nachdem der Umlauf um zwei weitere Worte fortgeschritten ist. Die sekundäre Hinweismarke folgt nun dem Identifiziererwort in einen Umlaufweg, der die Register 10, 12, 14 und 18 enthält. Da der Detektor 13 nur für die Erfassung der sekundären Hinweismarke freigegeben ist, ist die Programmsteuerung dann zur Subroutine übertragen worden, und die Hinweismarke ist im Grundprogramm verblieben, wo sie die Bezugsinformation für die Rückkehr der Programmsteuerung dorthin bildet. Wenn die sekundäre Hinweismarke das nächste Mal im Register 12 erscheint und vom Detektor 3 erfaßt wird, wird das Register 16 mit dem Wort geladen, das sich im Register 14 für die Anzeige entsprechend der Mikroinstruktion 59 befindet.

Wenn die Worte nicht übereinstimmen, wird die Suche nach einem anderen LBL-Wort fortgesetzt und der Vergleich wiederholt. Wenn nach einer Absuche des gesamten Speicherinhalts kein passendes Wort gefunden wird, wird der Markierer im Register 12 vom Detektor 3 erfaßt. Danach wird das Register 14 in den Umlaufweg gekoppelt, und wenn die sekundäre Hinweismarke im Register 18 enthalten ist, wird dieses Register durch Abschalten des Steuersignals X₅ von der Steuerung 8 abgekoppelt. Der normale Umlaufweg wird wiederhergestellt, und der Detektor 3 wird auf den normalen Betrieb zurückgestellt, in welchem er statt der sekundären Hinweismarke die eigentliche Hinweismarke erfaßt.

Wenn die Programmsteuerung zu einer Subroutine übertragen worden ist, wird deren Abschluß durch Erfassung des RTN-Wortes signalisiert, welches mit dem Programm in das umlaufende Schieberegister eingegeben worden ist. Die sekundäre Hinweismarke wird im Register 18 gespeichert¹-und der normale Umlaufweg und der Betrieb des Detektors 3 werden zurückgestellt, wie oben für den Fall nicht passender Identifiziererworte beschrieben wurde. Die Programmsteuerung ist somit in die

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Hinweismarke und dadurch, zurück zum Hauptprogramm übertragen worden. Das im Register 14 enthaltene Wort wird dem Benutzer entsprechend der Mikroinstruktion 59 wie oben beschrieben angezeigt, wenn die Hinweismarke das nächste Mal im Register 12 erscheint.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

ί 1/ Umlaufendes Schieberegister für die Speicherung codierter Worte mit efaem Speicher für Makroinstruktionen, einer Vielzahl von in Reihe geschalteten, einen geschlossenen Umlaufweg bildenden Speicherregistemund einer die Speicherung der Worte in den Speicherregistem aufrechterhaltenden Umlaufsteuerung, gekennzeichnet durch einen eingangsseitig mit einem der Speicherregister (10, 12, 14, 18) verbundenen Detektor (3), der auf Mikroinstruktionen im Speicher (8) hin an einem seiner Ausgänge ein Steuersignal erzeugt, wenn an seinem Eingang eindeutig codierte Worte bei deren Umlauf durch die Speicherregister erscheinen; und durch eine Vielzahl von Schaltgliedern (9, 11, 13, 15, 17, 19) mit Ein- und Ausgängen, über die die Speicherregister miteinander gekoppelt sind, wobei je einer der Eingänge mit einem Ausgang des Detektors verbunden ist und auf den Empfang eines bestimmten Steuersignals von diesem selektiv mindestens eines der Speicherregister in den Umlaufweg ein- bzw. aus diesem ausgekoppelt wird, wenn dieses Speicherregister ein Wort enthält.
2. Schieberegister nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Speicherregister (10) mit Ein- und

für
Ausgängen/ seriellen Empfang bzw. Ausgabe von Worten; durch ein zweites Speicherregister (12) mit einem an den Ausgang des ersten Speieherregisters angeschlossenen Eingang, mit einem Ausgang für die Ausgabe des Wortes und einem weiteren mit dem Eingang des Detektors (3) verbundenen Ausgang für die Erfassung des durch das zweite Speicherregister laufenden Wortes;

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und durch ein drittes Speicherregister (14), dessen Eingang mit dem einen Ausgang des zweiten Speicherregisters verbunden ist und das mit einem Ausgang mit dem Eingang des ersten Speicherregisters verbunden ist, wobei die Umlaufsteuerung (38, 39, 40, 41, 42, 43) so aufgebaut ist, daß sie selektiv den Wortumlauf durch die Speicherregister beenden kann , wodurch ein Verlust gespeicherter Worte bewirkt wird und das Speicherregister einen Null-Zustand annimmt, welcher seinerseits als Wort codiert ist.
3. Schieberegister nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Worte Programmanweisungsworte enthalten und die eindeutig codierten Worte Speicher-Steuerworte sind;

daß das dritte Speicherregister (14) anfänglich ein erstes Speichersteuerwort enthält, welches die Programmsteuerung auf das Programmanweisungswort setzt, der das erste Speichersteuerwort im Umlaufweg folgt;

daß die Schaltglieder (9, 11, 13, 15, 17, 19) ein erstes Schaltglied (13) enthalten, über das das zweite und das dritte Speicherregister (12, 14) gekoppelt sind, sowie ein zweites Schaltglied (11) enthalten, über dessen ersten Eingang der Ausgang des dritten Speicherregisters mit dem Eingang des ersten Speicherregisters (10) gekoppelt ist, und über dessen zweiten Eingang der Ausgang des zweiten Speicherregisters an den Eingang des ersten Speicherregisters koppelbar ist;

daß der Detektor (3) auf im Speicher enthaltene Mikroinstruktionen hin die Programmsteuerung von ehern Programmanweisungswort zum anderen vorschiebt, indem er ein Steuersignal an das erste und das zweite Schaltglied abgibt, wenn er das erste Speichersteuerwort erfaßt, wodurch das dritte Speicherregister vom Umlaufweg abgekoppelt wird, wenn in ihm das erste Speichersteuerwort gespeichert ist, und indem er das Steuersignal beendet, nachdem ein Informationswort in das erste Speicherregister einläuft, wodurch das dritte Speicherregister in den

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Umlaufweg eingekoppelt wird; 2 51 9 I 0

und daß der Detektor Einfügungs- und Herausnahmeeinrichtungen für Informationsworte in den bzw. aus dem UmIaufweg aufweist.
4. Schieberegister nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die auf im Speicher (8) enthaltene Mikroinstruktionen hin die Anzeige einer codierten Darstellung des Informationswortes auslöst, dem das erste Speichersteuerwort im Umlaufweg folgt,wobei die Anzeige die gegenwärtige Stellung der Programmsteuerung anzeigt.
5. Schieberegister nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Speicherregister ein viertes Speicherregister (16)enthalten, über das der Ausgang des dritten Speicherregisters (14) an den Eingang des ersten Speicherregisters (10) ankoppelbar ist, in dem anfänglich ein zweites Speichersteuerwort speicherbar ist, das eine Bezugsinformation unter den umlaufenden Informationsworten darstellt, und in dem einzugebende bzw. herauszunehmende Informationsworte speicherbar sind; daß die Schaltglieder ein drittes Schaltglied (15) enthalten, über dessen ersten Eingang der Ausgang des vierten Speicherregisters an den ersten Eingang des zweiten Schaltgliedes (11) angekoppelt ist, und über dessen zweiten Eingang der Ausgang des dritten Speicherregüers (14) an den ersten Eingang des zweiten Schaltgliedes angekoppelt ist, sowie ein viertes Schaltglied (9) enthält, über dessen ersten Eingang der Eingang des vierten Speicherregisters an den Ausgang des dritten Speicherregisters ankoppelbar ist und über dessen zweiten Eingang Informationsworte in das Schieberegister eingegeben werden können;

daß der Detektor (3) eine Einfügungseinrichtung enthält, die auf im Speicher (8) enthaltene Mikroinstruktionen hin Informationsworte in den Umlaufweg eingibt, indem sie bei Erfassung des ersten Speichersteuerwortes ein Steuersignal an das dritte und das vierte Schaltglied abgibt, wodurch das vierte Speicherregister mit dem darin enthaltenen Informationswort

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in den Umlaufweg eingekoppelt wird, wenn sich das erste Speichersteuerwort im dritten Speicherregister befindet, und indem sie bei Erfassung des zweiten Speichersteuerwortes das Steuersignal beendet, wodurch das vierte Speicherregister vom Umlaufweg abgekoppelt wird, wenn sich das zweite Speichersteuerwort im dritten Speicherregister befndet; und

daß der Detektor (4) eine Herausnahmeeinrichtung enthält, die auf im Speicher (8) enthaltene Mikroinstruktionen hin Informationsworte aus dem Umlaufweg herausnimmt, indem sie bei Erfassung des ersten Speichersteuerwortes ein Steuersignal an das zweite Schaltglied abgibt, wodurch das dritte Speicherregister mit dem Informationswort aus dem Umlaufweg ausgekoppelt wird, wenn sich das erste Speichersteuerwort im zweiten Speicherregister befindet, und indem sie bei Erfassung des zweiten Speichersteuerwortes das Steuersignal beendet, wodurch das dritte Steuerregister in den Umlaufweg eingekoppelt wird, nachdem die Umlaufsteuerung dieses in die Null-Stellung gebracht hat.
6. Schieberegister nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Anzeige einer codierten Darstellung des im vierten Speicherregisters befindlichen Informationswortes zur Anzeige der jeweiligen Stellung der Programmsteuerung, wobei diese Einrichtung auf eine im Speicher (8) enthaltene Makroinstruktion hin das Wort aus dem dritten Speicherregister in das vierte Speicherregister eingibt, nachdem sie das nächste Mal nach Einkopplung des dritten Speicherregisters in den Umlaufweg das erste Speichersteuerwort erfaßt.
7. Schieberegister nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß in das vierte Speicherregister (16) ein Subroutinen-Identifizierungswort eingebbar ist; daß ein fünftes Speicherregister (18) vorgesehen ist, über das der Ausgang des vierten Speicherregisters an den Eingang

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des ersten Speicherregisters (10) ankoppelbar ist und in dem anfänglich ein drittes Speichersteuerwort speicherbar ist, mittels welchem die Programmsteuerung von dem vom dritten Speichersteuerwort gefolgten Programmanweisungswort in einem Hauptprogramm zu dem von dritten Speichersteuerwort gefolgten Programanweisungswort in einer Subroutine übertragbar ist;

daß ein fünftes Schaltglied (17) vorgesehen ist, über d^as der Ausgang des zweiten Schaltgliedes (11) an das fünfte Speicherregister ankoppelbar ist;

daß ein sechstes Schaltglied (19) vorgesehen ist, über dessen ersten Eingang der Ausgang des fünften Speicherregisters an den Eingang des ersten Speicherregisters (10) angekoppelt ist und über dessen zweiten Eingang der Ausgang des zweiten Schaltgliedes an den Eingang des ersten Speicherregisters angekoppelt ist; und daß der Detektor (3) eine Subroutinen-Einrichtung enthält, die auf im Speicher (8) enthaltene Makroinstruktionen hin einen Übergang von einem Hauptprogramm zu einer Subroutine mit einem ersten und einem zweiten Subroutinen-Steuerwort bewirkt, indem sie auf die Erfassung des zweiten Speichersteuerwortes ein Steuersignal an das fünfte und das sechste Schaltglied abgibt, wodurch das das>^: dritte Steuerwort enthaltende fünfte Speicherregister so in den UmIaufweg eingekoppelt wird, daß das dritte Speichersteuerwort dem zweiten Speichersteuerwort folgt, indem sie den Detektor in die Lage versetzt, statt des ersten Speichersteuerwortes das dritte Speichersteuerwort zu erfassen, wobei der Detektor danach auf die Erfassung des dritten Speichersteuerwortes hin ein Steuersignal an das erste und das zweite Schaltglied abgibt, wodurch das dritte Speicherregister vom Umlaufweg abgekoppelt wird, wenn sich das dritte Speichersteuerwort in diesem Register befindet, indem sie das Subroutinen-Identifiziererwort im vierten Speicherregister mit

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dem im Umlaufweg dem ersten Speichersteuerwort folgenden Informationswort nach Erfassung des ersten Speichersteuerwortes vergleicht, und indem sie das dem ersten und dem zweiten Schaltglied zugeführte Steuersignal beendet, wenn das dem ersten Subroutinen-Steuerwort im Umlaufweg folgende Informationswort zum Subroutinen-Identifizierungswort im

,paßt

vierten Spei eher register/v wodurch das das dritte Speichersteuerwort enthaltende dritte Speicherregister zurück in den Umlaufweg gekoppelt wird, wobei das dritte Speicher-Steuerwort die Lokalisierung der Programmsteuerung bei dem Informationswort bewirkt, dem es in der Subroutine! folgt, und wobei die Subroutinen-Einrichtung weiterhin für die Rückführung der Programmsteuerung zum Hauptprogramm eingerichtet ist.
8. Schieberegister nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für die Erzeugung der Anzeige einer codierten Darstellung des im vierten Speicherregister gespeicherten Informationswortes als Anzeige der jeweiligen Stellung der Programmsteuerung, wobei diese Einrichtung auf im Speicher (8) enthaltene MikroInstruktionen hin das Wort vom dritten ins vierte Speicherregister eingibt, nachdem nach Einkopplung des dritten Speicherregisters in den Umlaufweg das nächste Mal das dritte Speichersteuerwort erfaßt worden ist.
9. Schieberegister nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Subroutinen-Einrichtung die Programmsteuerung zum Hauptprogramm zurückführt, indem sie auf Erfassung des zweiten Subroutinen-Steuerwortes durch den Detektor (3) hin das dem fünften und dem sechsten Schaltglied zugeführte Steuersignal beendet, wodurch das fünfte Speicherregister aus dem Umlaufweg ausgekoppelt wird, wenn das dritte Speicher-Steuerwort in ihm gespeichert ist, und indem sie den Detektor für die Erfassung des ersten statt des dritten Speicher-Steuerwortes freigibt, wodurch die Programmsteuerung an das Informationswort übertragen wird,

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dem das erste Speicher-Steuerwort im Hauptprogramm folgt.
10. Schieberegister nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für die Erzeugung der Anzeige einer codierten Darstellung des im vierten Speicherregister enthaltenen Informationswortes zur Anzeige der jeweiligen Stellung der Programmsteuerung, wobei diese Einrichtung auf im Speicher (8) enthaltene Mikroinstruktione hin das Wort vom dritten Speicherregister in das vierte Speicherregister eingibt, nachdem nach Einkopplung des dritten Speicherregisters in den Umlaufweg das nächste Mal das erste Speicher-Steuerwort erfaßt worden ist.
11. Schieberegister nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Detektor (3) eine Warneinrichtung enthält, die dem Benutzer eine visuelle Anzeige gibt, wenn der Umlaufweg mit Informationsworten voll ist und die Einfügung zusätzlicher Informationsworte den Verlust des zuerst eingegebenen Informationswortes bewirken würde, und wenn der Umlaufweg von Informationsworten voll ist und das erste Speichersteuerwort sich beim zuerst eingegebenen Informationswort befindet.

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