DE1499288B2 - Datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenverarbei- Zweckmäßig hat jede Datenverarbeitungseinheit

tungsanlage mit einer Vielzahl im wesentlichen einen Taktgeber, der von den Taktgebern der

gleicher unabhängig arbeitender Datenverarbeitungs- anderen Datenverarbeitungseinheiten unabhängig

einheiten und einer diesen gemeinsamen Speicher- arbeitet, so daß die Datenverarbeitungseinheiten geanordnung für Programme und Daten. 5 wissermaßen frei laufen.

Datenverarbeitungsanlagen werden verbreitet so- Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in

wohl für die sogenannten Nicht-Echtzeit-Anwen- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels be-

dungsfälle, z. B. für wissenschaftliche Berechnungen schrieben; es zeigt

und die üblichen Operationen in einem Rechenzen- Fig. 1 ein Blockdiagramm einer digitalen Datentrum, als auch auf sogenannter Echtzeit-Basis zur io Verarbeitungsanlage,

Steuerung zugeordneter Umgebungsbedingungen, z. B. Fig. 2 die Organisation des Speichers 10 der An-

für eine laufend zeitgerechte Steuerung von Werk- lage nach F i g. 1,

zeugmaschinen, benutzt. Üblicherweise werden in Fig. 3 die Organisation des Speichers 30 der An-

solchen Datenverarbeitungsanlagen ein digitaler lage nach Fig. 1,

Speicher und eine Datenverarbeitungseinheit verwen- 15 Fig. 4A und 4B ein Aufgabenreihenfolge-Diadet. Letztere spricht dann auf die im Speicher ge- gramm bzw. eine Legende hierfür zur Darstellung speicherten Daten in einer Weise an, wie diese durch einer beispielhaften Operationsfolge, die von der Angleichfalls gespeicherte Befehle und Programme be- lage nach Fig. 1 ausgeführt werden soll, und
stimmt ist. Fig. 5 ein Taktdiagramm zur Erläuterung der

Der Rechengeschwindigkeit, d. h. der Geschwindig- 20 Systemfunktion bestimmter Rechner-Elemente nach

keit, mit welcher Befehle ausgeführt werden können, Fig. 1.

sind aber durch die Aufnahmefähigkeit des Daten- In F i g. 1 ist eine digitale Echtheit-Datenverarbeiverarbeiters Grenzen gesetzt. Aus diesem Grunde ist tungsanlage dargestellt, in der ein Festwertspeicher man dazu übergegangen, mehrere Programme im 10 für Programme und ein Speicher 30 für Daten und gleichzeitigen Parallellauf oder in zeitlich ineinander- 25 Aufgabenanweisungsbefehle (Operand-Speicher) vorgeschachtelter Weise durch mehrere Datenverarbei- gesehen sind, wobei beide Speicher je in eine Mehrtungseinheiten weitgehend gleichzeitig auszuführen. zahl Speichermoduln 11 bzw. 31 unterteilt sind. Zwei Eine zentrale Steuereinheit sorgt dann für die Ko- Schalteinheiten 40 dienen in der Anordnung zur jeordination der einzelnen Programme, für den Daten- weiligen Digitalinformationsübertragung zwischen den und Befehlsfluß von und zu den einzelnen Datenver- 30 Speichermoduln 11 und 31 und N identischen Datenarbeitungseinheiten u. dgl. Dieses Rechensteuerzen- Verarbeitungseinheiten 2O₁ bis 20_w. Jede Datenverartrum ist aber nicht nur eine recht kostspielige Ange- beitungseinheit 20 enthält ihrerseits einen Digitalspeilegenheit, sondern beansprucht zudem selbst einen eher 21 mit relativ begrenzter Speicherkapazität, ferrelativ großen Anteil der Rechenzeit. ner einen Befehlsstellenzähler 22, eine arithmetische

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Daten- 35 Einheit 23 und einen nichtsynchronisierten Taktgeber

Verarbeitungsanlage mit einer Vielzahl im wesent- 24. Demgemäß ist jede der Datenverarbeitungs-

lichen gleicher, unabhängig arbeitender Datenver- einheiten 20 eine vollwirksame Recheneinheit, die in

arbeitungseinheiten und einer diesen gemeinsamen der Lage ist, auf gespeicherte Daten hin in einer

Speicheranordnung für Programme und Daten so Weise zu arbeiten, wie diese durch die gespeicherten

weiterzubilden, daß nur noch ein vergleichsweise 40 binären Befehle bestimmt ist.

kleiner Zeitanteil für die eigentlichen Systemsteuer- Die binäre Information wird zwischen einer Infor-

operationen erforderlich ist. mations-Eingangs-Ausgangseinheit 15 und dem Ope-

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch randspeicher 30 auf dynamischer Echtheit-Basis über

gelöst, daß eine Vielzahl von Registern in der die Schalteinheit 4O₂ und eine Eingabe-Ausgabe-

Speicheranordnung zur Aufnahme zumindest einer 45 Steuereinheit 18 übertragen. Der Festwertspeicher 10

Speicheradresse und eines Aufforderungsbits vorge- hat einen fixierten Programminhalt, der mit Hilfe

sehen ist, das eine Abfrage des Registers durch eine einer Programmeingabe-Einheit über die Schalteinheit

der Datenverarbeitungseinheit veranlaßt, daß die 4O₁ gesetzt wird.

Datenverarbeitungseinheiten die Aufforderungsbits Schließlich ist in der Datenverarbeitungsanlage der Register asynchron prüfen und daß bei gesetztem 50 nach Fig. 1 eine Ausschluß-Steuereinheit 50 vor-Aufforderungsbit eines Registers die zuerst prüfende gesehen, die eine Mehrzahl Ausschluß-Flipflops 51 Datenverarbeitungseinheit die in diesem Register an- aufweist. Die Ausschluß-Steuereinheit 50 soll verhingegebene Adresse aus der Speicheranordnung liest, dem, daß mehr als eine Datenverarbeitungseinheit 20 die durch den Adresseninhalt definierte Aufgabe aus- gleichzeitigen Zugriff zu ausgewählten kritischen führt und nach Ausführung der Aufgabe die Auffor- 55 Speicherstellen hu Operand-Speicher 30 erhält. Im derungsbits der Register erneut prüft. einzelnen wird jede Datenverarbeitungseinheit 20, die

Die erfindungsgemäße Datenverarbeitungsanlage eine kritische Operand-Speicherstelle abzufragen arbeitet also im Prinzip so, daß jede in der Anlage sucht, durch eine interne Programmsteuerung angevorgesehene Datenverarbeitungseinheit jeweils nach wiesen, zuerst den Zustand eines bestimmten der Ausführung ihrer derzeitigen Aufgabe sofort die 60 Flipflops 51, das dieser Speicherstelle in eindeutiger Aufforderungsbits der Register nacheinander durch- Weise zugeordnet ist, zu prüfen. Befindet sich dieses prüft und, sobald sie an einem Register mit gesetz- Flipflop im unblockierten Zustand, so setzt die Vertem Aufforderungsbit angelangt ist, sich der Durch- arbeitungseinheit 20 das Flipflop in den blockierten führung der damit angewiesenen Aufgabe annimmt. Zustand, und gleichzeitig hiermit fragt sie die ge-

Eine zentrale Steuereinheit ist daher vollständig 6g wünschte Speicheradresse ab. Alle übrigen Datenver-

entbehrlich, es ist nicht einmal eine Synchronisierung arbeitungseinheiten 20 sind durch das gesetzte Flip-

der einzelnen Datenverarbeitungseinheiten erforder- flop 51 daran gehindert, gleichfalls Zugang zu der ge-

lich. speicherten Digitalinformation zu erhalten. Kurze

3 4

Zeit später wird die erste Datenverarbeitungseinheit Mehrzahl bedingter Aufforderungsbit, die in F i g. 3

20 dahingehend wirksam, das vorher blockierte Flip- als ERSTES, ZWEITES und DRITTES bezeichnet

flop 51 wieder rückzusetzen, so daß die gespeicherte sind, einen die nachfolgende funktioneile Aufgabe

Information wiederum auf Anforderung einer jeden identifizierenden Teil sowie Festwertspeicher- und

der übrigen Datenverarbeitungseinheiten 20 verfüg- 5 Operandspeicher-Adressenteile,

bar ist. Grundsätzlich bestimmt der Festwertspeicheradres-

An dieser Stelle sei bemerkt, daß jeder der vor- senteil jedes Aufgabenanweisungswortes eine funkstehend beschriebenen Schaltungsbausteine in Fig. 1 tionelle Aufgabe und damit ein entsprechendes Proallgemein bekannt ist und beispielsweise in »Hand- gramm, das zur Lösung dieser Aufgabe von einer diebook of Automation Computation and Control«, io ses Wort enthaltenden Datenverarbeitungseinheit 20 Bd. 2, herausgegeben von E. N. Grabbe, Verlag durchzuführen ist. Darüber hinaus läuft dieses ProJohn Wiley and Sons, Inc., New York, 1959, be- gramm auf der Basis derjenigen Daten ab, welche schrieben ist. vom Operandenspeicheradreßteil identifiziert sind.

Der Festwertspeicher 10 hat, wie erwähnt, ver- Die Aufgabenanweisungswörter sind im Operandschiedene Programme gespeichert, die sich auf die 15 speicher 30 in der Reihenfolge abnehmenden Voreinzelnen Erfordernisse der jeweiligen Anlage nach ranges zur Ausführung gespeichert, wie dies durch die Fig. 1 zu steuernden Umgebung beziehen. Als Bei- Bedingungen der von der Anordnung nach Fig. 1 zu spiel sei angenommen, daß die Anlage nach F i g. 1 steuernden Umgebung bestimmt ist, hierbei sind die zur Steuerung eines Fernsprechamtes vorgesehen ist vorrangigen Wörter in den niedriger numerierten und der Permanentspeicher 10 unter anderem Pro- 20 Operandspeicheradressen gespeichert,
gramme zur Verbindung eines rufenden Teilnehmers Erfordert ein gegebenes Aufgabenanweisungswort mit der hauptamtsseitigen Gesprächsherkunfts-Regi- als Bedingung zur Ausführung der dadurch angewiesteranlage aufweist, ferner zur Identifizierung des ge- senen Aufgabe, daß ein oder mehrere Aufgabenanrufenen Teilnehmers an Hand der gewählten Num- Weisungswörter zuvor verarbeitet werden müssen, mer, zur Auswahl und Aufbau eines Verbindungs- 25 dann enthält dieses abhängige Aufgabenanweisungsweges zwischen rufendem und gerufenem Teilnehmer wort ein bedingtes Aufforderungsbit für eine jede sol- und schließlich zur Bestimmung, ob das Gespräch von eher vorausgehend auszuführender Aufgaben, von einer gebührenpflichtigen oder gebührenfreien Stelle denen es abhängt. Jedes dieser bedingten Auffordeherrührt. Diese Programme sind im den Speicherinhalt rungsbit ist anfänglich rückgesetzt, d. h. mit »0« bedes Festwertspeichers 10 darstellenden Diagramm 30 wertet, und wird jeweils mit der Ausführung der vornach F i g. 2 gezeigt, sie sind in den Speicheradressen auszugehenden Aufgabe gesetzt, d. h. in eine binäre 1500, 2000, 2500 bzw. 3000 gespeichert. Die Unter- »1« umgeschrieben. Zusätzlich sind die absoluten teilung des Festwertspeichers 10 in eine Vielzahl Mo- Aufforderungsbits, die in den Auf gabenanweisungsduln 11 ist in Fig. 2 nicht dargestellt, statt dessen Wörtern stehen, gleichfalls anfänglich rückgesetzt sind die Speicheradressen, die in diesen Moduln 11 35 (mit »0« bewertet). Enthält ein Aufgabenanweisungsvorhanden sind, mit Hilfe fortlaufend durchnumerier- wort gesetzte bedingte Aufforderungsbits, dann ist ter Speicheradressen identifiziert. das letzte ausgeführte Haupt-Aufgabenanweisungs-

Der Festwertspeicher 10 hat des weiteren noch eine programm dahingehend wirksam, das absolute AufVielzahl anderer Programme gespeichert, wie diese forderungsbit des betrachteten Aufgabenanweisungszum Durchführen der verschiedenen anderen, in der 40 worts zu setzen, was bewirkt, daß diese Aufgabe nun gegenwärtigen Fernsprechvermittlungstechnik zu be- verarbeitet werden kann. Die vorstehend beschrieberücksichtigenden Funktionen erforderlich sind, eben- nen Rechenoperationen, ebenso auch alle übrigen in so auch logistisch orientierte Befehlsblöcke zur Über- der Anordnung nach F i g. 1 auftretenden Programmwachung des hauptamtsseitigen Ausrüstungsinventars, funktionen können durch hierfür einschlägig bekannte der Wartung, des Personals u. dgl. Ferner ist ein 45 Methoden bewirkt werden, wie diese beispielsweise Aufgabenanweisungs-Programm, dessen Natur noch von P. Wagner in »An Introduction to Symbolic beschrieben werden soll, in den Speicherstellen des Programming«, Charles Griffin and Company Limi-Festwertspeichers gespeichert, die mit der in F i g. 2 ted, London, 1963, beschrieben sind. Die absoluten gezeigten Adresse 5000 beginnen. Es sei bemerkt, daß Aufforderungsbits aller unabhängiger Aufgabenwörder letzte Befehl in jedem der gespeicherten Pro- 50 ter werden direkt gesetzt, und zwar durch äußere gramme ein Verzweigungsbefehl auf die erste Auf- Steuerbefehle, die dem Operandspeicher 30 von der gabenanweisungsprogramm-Speicherstelle, also auf Informationseingang- und Ausgangseinheit 15 geliedie Adresse 5000, ist. fert werden. Es sei bemerkt, daß alle inaktive be-

Der funktionelle Speicheraufbau des Operand- dingte Aufforderungsbits, d.h. diejenigen Bits, welche

Speichers 30 ist in F i g. 3 dargestellt. Hiernach sind 55 nicht erforderlich sind, ein bestimmtes Aufgabenan-

Daten- und Aufgabenanweisungswort-Speicherstellen weisungswort von der vorherigen Ausführung eines

vorgesehen. Die Datenspeicherstellen sind in Zeilen anderen solchen Wortes abhängig zu machen, in

unterteilt, wobei die Datenblöcke, die an den Spei- Fig. 3 durch horizontale Strichmarkierungen darge-

cherstellen 100, 200, 300 und 400 beginnen, bei- stellt sind.

spielsweise die Information verkörpern, die sich auf 60 Der hier als Nachfolge-Aufgabenteil bezeichnete

den Status der Herkunftsregister-Verbindungsanlage Teil jedes Aufgabenanweisungswortes identifiziert

bezieht, ferner auf den der Teilnehmeridentifizierung, jedes der gespeicherten, hiervon abhängigen Anwei-

auf den der Klassifizierung rufender Teilnehmer als sungswörter, und zwar mit dem jeweiligen bedingten

gebührenfreie oder gebührenpflichtige Stellen und auf Aufforderungsbit, das als Suffix dem abhängigen Wort

den der abgehenden Teilnehmerverbindungsanlage. 65 beigegeben ist. So ergibt sich beispielsweise bei Prü-

Die als Register aufzufassenden Aufgabenanwei- fung der Aufgabenanweisungsadresse 701 in der Dar-

sungswort-Speicherstellen weisen entsprechend F i g. 3 stellung des Operandspeichers 30 in Fig. 3, daß das

je ein absolutes Aufforderungsbit auf, ferner eine Aufgabenanweisungswort in der Adresse 703 hiervon

5 6

abhängt. Ferner ist ersichtlich, daß das funktionelle Adresse 500 beginnenden Datenblock gespeichert

Programm, das vom in der Adresse 701 gespeicherten sind, ebenso ein zugeordnetes Aufgabenanweisungs-

Anweisungswort verlangt wird, dahingehend wirksam wort an der Stelle 600, das die die Festwert- und

ist, das erste bedingte Aufforderungsbit des Wortes Operandspeicheradressen 3500 und 500 identifizieren-

zu setzen, das in der Operandspeicheradresse 703 ge- 5 den Adressenteile enthält,

speichert ist. Tritt ein Zustand auf, der nicht von einem existie-

Während des normalen Arbeitens der Anlage nach renden Aufgabenanweisungswort gesteuert wird, z.B. Fig. 1 sind die NDatenverarbeitungseinheiten20 mit Verkehrsüberlastung, Systemunterbrechungsbefehle, N Datenblöcken und N Programmen befaßt, die durch Ausfall der Wechselstromversorgung od. dgl., oder eine entsprechende Gruppe von N im Operandspei- 10 sollte ein existierendes Aufgabenanweisungswort nicht eher 30 gespeicherten Aufgabenanweisungswörter be- mehr benötigt werden, wenn die hiermit zugeordnete stimmt sind. Hat eine Datenverarbeitungseinheit ihr Funktion vollständig und endgültig erledigt ist, dann zugeordnetes Programm vervollständigt, so übergibt wird das absolute Aufforderungsbit des Aufgabender letzte Befehl dieses Programms die Steuerung der listen-Modifizierungswortes, das in der Operand-Datenverarbeitungseinheit über den zugeordneten Be- 15 adresse 600 gespeichert ist, gesetzt, und zwar entfehlsstellenzähler 22 an das Aufgabenanweisungs- weder direkt durch die Eingangseinheit 18 oder unter Programm, das mit der Festwertspeicheradresse 5000 Programmsteuerung. Erhält eine Datenverarbeitungsbeginnt. Unter Steuerung dieses Programms sucht die einheit 20 dieses Anweisungswort als nächstes, sorgt Datensteuereinheit 20 aufeinanderfolgend nach den das Programm, das in den Operand- und Festwertabsoluten Aufforderungsbits der Aufgabenwörter, 20 speicherstellen 500 und 3500# gespeichert ist, dafür, wobei bei dem Wort mit höchstem Vorrang, das unter daß die Datenverarbeitungseinheit 20 die entsprechender am niedrigsten bezifferten Operandspeicheradresse den Korrekturen in der gespeicherten Aufgabenansteht, begonnen wird, bis ein gesetztes Aufforderungs- Weisungsliste vornimmt. Alle dergestalt neu aufgebit gefunden wird. Das auf diese Weise ausgewählte stellten Aufgaben werden dann so, wie es ihr gegen-Aufgabenanweisungswort bezeichnet die vorrangigste 25 seitiger Vorrang diktiert, ausgeführt, wenn eine Da-Aufgabe, die unmittelbar ausgeführt werden kann. tenverarbeitungseinheit 20 hierfür verfügbar wird. Demgemäß liest die Datenverarbeitungseinheit20 den Folglich ist der Rechner nach Fig. 1 in höchstem vollen Inhalt des angesteuerten Aufgabenwortes in die Maße dahingehend flexibel, daß er in der Lage ist, Speichereinheit 21 ein, setzt die absoluten und be- selektiv neue »Job«-Funktionen erzeugen zu können, dingten Aufforderungsbits hiervon auf »0«, um sicher- 30 wenn immer dies notwendig wird,
zustellen, daß eine andere Datenverarbeitungseinheit Diese Systemfunktion des Rechners nach Fig. 1 20 nicht überzählig die gleiche Aufgabe durchführt, kann an Hand einer typischen Operation leichter ver- und beginnt die zugeordneten Daten in der vom Pro- ständlich gemacht werden, nämlich an Hand des Programm vorgeschriebenen Weise zu verarbeiten. Der blems, wie dieses in grafischer Form in Fig. 4A darvorstehend beschriebene Prozeß setzt sich fort, wobei 35 gestellt ist. Im einzelnen sei angenommen, daß ein jede Datenverarbeitungseinheit 20 jeweils nach Aus- Fernsprechteilnehmer den Hörer in der Absicht abführung ihrer derzeitigen Aufgabe auf das Aufgaben- nimmt, ein Gespräch führen zu wollen. Ein derartiger anweisungs-Programm übergeht und nach einer Bedienungswunsch erfordert die Schritte, d. h. die neuen Aufgabe sucht. Im Hinblick auf den vorstehend Aufgaben, des Verbindens des rufenden Teilnehmers erwähnten Anwendungsfall ist daher ersichtlich, daß 40 mit einem hauptamtsseitigen Herkunftsregister, des in Fernsprechverkehrs-Spitzenzeiten die wichtigen, Bestimmens, ob eine gebührenpflichtige oder gebührelativ hoch vorrangigen Aufgaben schnell und wie- renfreie Teilnehmerstelle den Ruf eingeleitet hat, des derholt durch die Datenverarbeitungseinheiten 20 aus- Sicherstellens der Identifizierung des rufenden Teilgeführt werden, während relativ niederrangige, z. B. nehmers und des Bestimmens und Aufbaus des Verlogistische Funktionen, nur dann ausgeführt werden, 45 bindungsweges, um den rufenden mit dem gerufenen wenn eine Datenverarbeitungseinheit nicht mehr so Teilnehmer zu verbinden. Die vier obenerwähnten häufig für vorrangige Zwecke angefordert wird. Operationen sind je als Aufgaben I bis IV bezeichnet,

Wird ein Daten- oder Aufgabenwort als kritisch wie dies in der Aufgabentabelle der Fig. 4B darge-

betrachtet, so wird diesem eines der Ausschluß-Flip- stellt ist.

flops 51 zugeordnet. Alle Datenverarbeitungseinheiten 50 Wie in Fi g. 4 A dargestellt ist, sind die Aufgaben I

20, die Zugriff zu der kritischen Operandgröße wün- und II, nämlich die Verbindung des rufenden Teil-

schen, müssen zuerst aus dem Zustand des zugeord- nehmers mit einem hauptamtsseitigen Herkunfts-

neten Flipflops 51 bestimmen, ob der Operand zu die- register und die Bestimmung, ob gebührenfreie oder

sem Zeitpunkt verfügbar ist oder nicht, wobei eine gebührenpflichtige Bedienung erfolgen soll, unabhän-

solche Bestimmung, wie oben beschrieben worden ist, 55 gige Operationen, die gleichzeitig zu jedem Zeitpunkt

durchgeführt wird. Die Ausschlußsteuereinheit50 hin- ausgeführt werden können, nachdem der rufende

dert daher eine Datenverarbeitungseinheit 20 am Zu- Teilnehmer den Hörer abgenommen hat. Die Bestim-

griff zu einem kritischen Datenwort, während dieses mung des gerufenen Teilnehmers entsprechend der

neu berechnet wird, oder am Zugriff zu einem kriti- Aufgabe III kann nur dann durchgeführt werden,

sehen Aufgabenanweisungswort, das von einer ande- 60 nachdem die Aufgabe I durchgeführt worden ist, und

ren Datenverarbeitungseinheit auf mögliche Ausfüh- schließlich kann die Aufgabe IV, nämlich die Bestim-

rung geprüft wird. mung des Verbindungsweges, zu jedem Zeitpunkt aus-

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Ar- geführt werden, nachdem sowohl die Aufgaben II beitsabläufen weist der Festwertspeicher 10 noch ein und III ausgeführt worden sind.
Aufgabenlisten-Modifizierungsprogramm auf, das bei 65 Um die vorstehend beschriebene Operation zu erder Speicherstelle 3500 beginnt. Dementsprechend reichen, sind vier Aufgabenanweisungswörter entspreenthält der Operand-Speicher 30 Aufgabenlisten-Mo- chend den Aufgaben I bis IV je in den Operandspeidifizierungsdaten, die in einem mit der Operand- cheradressen701 bis 704 gespeichert. Wie aus Fig.3

7 8

ersichtlich ist, enthält das in der Operandspeicher- ginnende Programm für die Verbindung des rufenden stelle 701 gespeicherte Aufgabe-I-Anweisungswort Teilnehmers mit dem Herkunftsregister bestimmt ist. eine die Nachfolge-Aufgabe III (gespeichert in der Zum Zeitpunkt c habe die Datenverarbeitungsein-Stelle 703) identifizierende Information, wobei die heit 2O₁ ihre vorausgegangene Operation beendet und letztere von der Ausführung der ersteren abhängt, so- 5 wird nun durch das Aufgabenanweisungsprogramm wie Operandspeicheradressenteile, die den rufenden an das Operandspeicher-Aufgabenanweisungswort der Teilnehmer für den Herkunftsregisterverbindungs- Adressenstelle 702 verwiesen. In einer weitgehend Programmablauf, der bei der Festwertspeicheradresse ähnlichen Arbeitsweise, wie diese vorher im Zusam-1500 beginnt, identifiziert, und schließlich den Her- menhang mit der Datenverarbeitungseinheit 2O₀ bekunftsregisterverbindungsstatus-Datenblock, der bei io schrieben worden ist, setzt die Einheit 2O₁ das absoder Operandspeicheradressenstelle 100 beginnt. In lute Aufforderungsbit an der Adresse 702 auf »0« zuähnlicher Weise ergibt sich bei Prüfen der Auf- rück und leitet die Klassifizierung ein, ob der rufende gabe-IV-Operandspeicheradresse 704, daß dieses Auf- Teilnehmer gebührenpflichtig oder gebührenfrei begabenanweisungswort zwei bedingte Aufforderungs- dient werden soll, und zwar durch Ansteuern einer bits aufweist, die anfänglich rückgesetzt sind und je 15 Operand-Datenadresse 300 # mit den Befehlen, die in von den Aufgabe-II- bzw. -III-Anweisungswörtern den mit 3000 beginnenden Permanentspeicheradresgesteuert werden, die in den Operandadressen 702 sen enthalten sind.

und 703 gespeichert sind. Die Adresse 704 enthält Die Datenverarbeitungseinheit 2O₂ führe die Aufferner Programm-Adressenteile, die das im Festwert- gäbe I während des zwischen den Zeitpunkten h und d speicher gespeicherte Programm, welches sich auf die 20 (Fig. 5) liegenden Intervalls aus. Während des letz-Verbindungswegbestimmung bezieht, bzw. die züge- ten Teils dieser Zeitspanne und als Bestandteil des hörige Operandspeicheradresse 400 identifizieren. In Aufgabe-I-Prozesses wird das ERSTE bedingte Aufentsprechender Weise enthalten die Operandspeicher- forderungsbit der Aufgabe-III-Adresse 702 vom bisadressen 702 und 703 einen ähnlichen digitalen In- herigen Zustand »0« in den Zustand »1« gesetzt. Da die formationstypus, der sich auf die hierzu zugeordneten 25 Adresse 703 nur ein einziges aktives bedingtes Auf-Aufgaben II und III bezieht, wie dieses in den forderungsbit enthält, wird ihr absolutes Aufforde-Fi g. 4 A und 4 B funktionell dargestellt ist. rungsbit gleichfalls auf »1« gesetzt. Wenn das erst-

Es sei nun angenommen, daß jede der N Datenver- angewiesene Programm, das bei der Adresse 1500 bearbeitungseinheiten der F i g. 1 mit einer Aufgabe be- ginnt, zum Zeitpunkt d durch die Datenverarbeitungsfaßt ist, die von dem Verbindungsproblem, wie dieses 30 einheit 2O₂ beendet worden ist, verweist sein letzter durch die Operandspeicheradressen 701 und 704 ver- Befehl die Datenverarbeitungseinheit an das Aufkörpert ist, verschieden sind. Dieser engagierte Zu- gabenanweisungs-Programm bei der Festwertspeicherstand ist für die Datenverarbeitungseinheiten 2O₁ und adresse 5000 ff. Demgemäß übergibt zum Zeitpunkt d 2O₂ durch die Kreuzschraffur in F i g. 5 für das Inter- das Aufgabenanweisungsprogramm die Datenbearbeivall dargestellt, das vor dem Zeitpunkt« der Fig. 5 35 tungseinheit28₂ an das Aufgabenwort der Operandliegt. Ferner sei angenommen, daß jede der Daten- Adresse 703, das zu diesem Zeitpunkt das vorranverarbeitungseinheiten 2O₃ bis 20_w auf diese Weise gigste voll erregte Aufgabenwort ist.
über die ganze Dauer der vorliegenden Diskussion Folglich setzt, auf den Zeitpunkt d folgend, die engagiert sind. Datenverarbeitungseinheit 2O₂ das absolute und das

Zum Zeitpunkt α (Fig. 5) sei angenommen, daß 40 bedingte Aufforderungsbit der Adresse 703 zurück der Teilnehmer der in Rede stehenden Teilnehmer- und beginnt mit der Berechnung der Aufgabe III.
stelle den Hörer abnimmt. Zu diesem Zeitpunkt sind Während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkdie Aufgaben I und II je ausführbar, dementsprechend tenc und e ist die Datenverarbeitungseinheit 2O₁ mit werden die absoluten Aufforderungsbits, die sich in der Bestimmung, ob gebührenfrei oder nicht, beschäfden entsprechenden Operandspeicheradressenstellen 45 tigt und hat diese schließlich durchgeführt. Auf die 701 und 702 befinden, gesetzt (F i g. 3). Da jedoch Durchführung hin setzt die Datenverarbeitungseinheit alle Datenverarbeitungseinheiten 20 zu diesem Zeit- 2O₁ das zweite bedingte Aufforderungsbit im Operandpunkt belegt sind, findet keine im Hinblick auf den wort der Adresse 704. Zum Zeitpunkt e geht dann die Bedienungswunsch des Teilnehmers relevante weitere Datenverarbeitungseinheit 2O₁ auf das Aufgabenan-Systemoperation statt. 5° Weisungsprogramm über. Da das absolute Aufforde-

Zum Zeitpunkt b (Fig. 5) soll die Datenverarbei- rungsbit in der Operandadresse 704 im Zeitpunkt e tungseinheit 2O₂ das ihr vorher angewiesene Programm noch nicht gesetzt ist, sich also im Zustand »0« befinbeendet haben, sie beginnt daher unter der Steuerung det, ist auf ein gesetztes ERSTES bedingtes Auffordes in den Permanentspeicheradressen 5000 ff gespei- derungsbit hin dieses Aufgabenanweisungswort zu cherten Aufgabenanweisungsprogramms nach dem 55 diesem Zeitpunkt noch nicht ausführbar. Demgemäß vorrangigsten voll erregten Aufgabenanweisungswort wird die Datenverarbeitungseinheit 2O₁ einem niedim Operandspeicher 30 zu suchen. Für den vorliegen- riger vorrangigen, funktionell verschiedenen Aufgabenden Zweck sei angenommen, daß dies für das in der wort zugeordnet, wie dieses durch die Kreuzschraffur Adresse 701 befindliche Aufgabe-I-Anweisungswort ab dem Zeitpunkt ein Fig. 5 angedeutet ist.
der Fall sei. Demgemäß wird Datenverarbeitungsein- 6° Während der Durchführung der Aufgabe III setzt heit 2O₂ dahingehend wirksam, das absolute Auffor- die Datenverarbeitungseinheit 2O₂ das erste bedingte derungsbit dieses Wortes auf »0« rückzusetzen, um Aufforderungsbit der Adresse 704 auf »1« und, da zu verhindern, daß noch andere Datenverarbeitungs- das zweite bedingte Aufforderungsbit schon vorher einheiten20 Zugriff zu dieser Speicherstelle erhalten, gesetzt worden ist, ebenso das absolute Bit auf »1«. und beginnt nun mit der Verarbeitung der Herkunft- 65 Zum Zeitpunkt / habe die Datenverarbeitungseinheit register-Verbindungsstatus-Daten, die ab der Ope- 2O₂ die Aufgabe III durchgeführt, sie wird daher vom rand-Adresse 100 stehen, in der Weise, wie dieses Aufgabenanweisungsprogramm an das voll erregte durch das mit der Festwertspeicheradresse 1500 be- Aufgabe-IV-Wort übergeben, das in der Operand-

Adresse 704 steht. Die Datenverarbeitungseinheit vervollständigt dann die Berechnung, die zum Plazieren des gewünschten Gesprächs notwendig ist, und zwar durch Bestimmen des Verbindungsweges. Dieser Vorgang sei zum Zeitpunktg in Fig. 5 beendet.

Es ist daher gezeigt worden, daß der Rechner nach F i g. 1 schnell und wirksam eine beliebige, lange und komplexe Berechnung durchführt, und zwar durch Verwendung einer Mehrzahl digitaler Datenverarbeitungseinheiten zur koinzidenten Ausführung relativ einfacher Komponenten des Gesamtproblems, so wie die Datenverarbeitungseinheiten hierfür zufällig verfügbar sind.

An dieser Stelle sei noch auf verschiedene Punkte hingewiesen. Erstens können mehrere Datenverarbeitungseinheiten, die entsprechend ihren jeweiligen Aufgabenanweisungswörtern arbeiten, Zugriff zu Permanentspeicher- und/oder Operandspeicherstellen wünschen, die im gleichen Speichermodul liegen. Die nicht synchronisierten Taktgeber in jeder der Daten-Verarbeitungseinheiten 20 können einen Zugriffskonflikt am Erscheinen verhindern, da die Information normalerweise nicht genau zum gleichen Zeitpunkt angefordert wird.

In den Fällen jedoch, in denen zwei Datenverarbeitungseinheiten 20 gleichzeitig Information aus dem gleichen Modul wünschen, wird zum Adressieren des Moduls die erste Einheit die zugeordnete Schalteinheit 40 dahingehend anweisen, daß alle anderen Datenverarbeitungseinheiten während der Dauer der Abfrageprozesse ausgeschlossen sind. Der Modul wird dann für andere Datenverarbeitungseinheiten 20 erst wieder verfügbar, wenn die erste Anforderung befriedigt worden ist.

Ebenso können eine Mehrzahl ähnlicher Eingang-Ausgang-Steuereinheiten 80 in der Anordnung nach Fig. 1 verwendet werden, wenn relativ große Informationsmengen in den Operandspeicher 30 eingelesen oder von diesem abgefragt werden sollen oder wenn ein relativ großer Betrag der Eingang-Ausgang-Anlage 15 vom Operandspeicher 30 zu steuern ist.

Ferner ist zu beachten, daß der Zifferninhalt des Festwertspeichers 10 während des Betriebs des Rechners nach Fig. 1 ungeändert bleibt, während der Inhalt des Operandspeichers 30 geändert wird. Folglich kann der Festwertspeicher 10 eine relativ einfache und billige Nur-Lese-Speicheranordnung sein, z. B. eine Twistordraht- und Permanentmagnetausführung der in der USA.-Patentschrift 3 133 271 beschriebenen Art. Schließlich sei bemerkt, daß die Datenverarbeitungseinheiten 20 kontinuierlich zur Durchführung der Hauptsache des interessierenden Rechenproblems engagiert sind und daß nur wenig oder überhaupt keine Zeit bei Systemausführungsprogrammen benötigt wird, wenn eine neue Rechenfunktion einer Datenverarbeitungseinheit angewiesen wird.

Zusammengefaßt weist ein als Beispiel betrachteter Echtzeit-Digitalrechner, der entsprechend der Erfindung aufgebaut ist, eine Mehrzahl ähnlicher Datenverarbeitungseinheiten auf. Der zusammengesetzte Rechner weist ferner Permanent- und Zwischen-Informationsspeicher auf, die je eine Mehrzahl Speichermoduln besitzen, die jeder Datenverarbeitungseinheit zugänglich sind.

Der Zwischenspeicher hat ein Datenspeicherfeld und eine Mehrzahl Aufgabenanweisungsstellen, von denen jede Ziffern, die einen Speicherblock in jedem der beiden Rechner-Speicher identifizieren, und ebenso bedingte Aufforderungsbits aufweist. Der Permanentspeicher weist seinerseits eine Mehrzahl gespeicherter Programme auf, und zwar einschließlich Aufgabenanweisungs- und Aufgabenlisten-Modifizierungsprogramme.

Jede der Datenverarbeitüngseinheiten arbeiten unabhängig auf der Basis von Daten, die durch ein zugeordnetes Aufgabenanweisungswort spezifiziert sind, und zwar entsprechend eines Programms, das gleichfalls durch das gespeicherte Aufgabenanweisungswort identifiziert ist. Nach Vervollständigung der angewiesenen Aufgabe übergibt die Datenverarbeitungseinheit die Steuerung an das Aufgabenanweisungs-Programm, um die vorrangigste, voll erregte Aufgabenspeicherstelle auszuwählen, die die nächste durchzuführende Aufgabe bezeichnet.

Zahlreiche Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise können zwei oder mehr getrennte Aufgabenanweisungslisten verwendet werden. Sind zwei solche Listen vorgesehen, so können m Datenverarbeitungseinheiten 20 vorteilhafterweise einer Liste beigegeben werden, die die wesentlichen Aufgaben enthält, während die Nm Datenverarbeitungseinheiten 20 im Zusammenhang mit der anderen, für administrative Zwecke vorgesehenen Liste betrieben werden. Außerdem können Festwertspeicher und Operand-Speicher bzw. 30 je Teil ein und derselben Speicheranordnung sein.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Datenverarbeitungsanlage mit einer Vielzahl im wesentlichen gleicher unabhängig arbeitender Datenverarbeitungseinheiten und einer diesen gemeinsamen Speicheranordnung für Programme und Daten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Registern in der Speicheranordnung (701 bis 704) zur Aufnahme zumindest einer Speicheradresse (z. B. 1500) und eines Aufforderungsbits vorgesehen ist, das eine Abfrage des Registers durch eine der Datenverarbeitungseinheiten veranlaßt, daß die Datenverarbeitungseinheiten (2O₁ bis 20_w) die Aufforderungsbits der Register asynchron prüfen und daß bei gesetztem Aufforderungsbit eines Registers die zuerst prüfende Datenverarbeitungseinheit die in diesem Register angegebene Adresse aus der Speicheranordnung liest, die durch den Adresseninhalt definierte Aufgabe ausführt und nach Ausführung der Aufgabe die Aufforderungsbits der Register erneut prüft.

2. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Datenverarbeitungseinheit einen Taktgeber (24) aufweist, der von den Taktgebern der anderen Datenverarbeitungseinheiten unabhängig arbeitet.

3. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Speicheranordnung die Programmabläufe in einem Festwertspeicher enthalten sind und ein zweiter Speicherteil (30) vorgesehen ist, in welchem Datenwörter und Aufgabenanweisungsbefehle gespeichert sind.

4. Datenverarbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Register in einer bestimmten Prioritätenfolge geprüft werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen