DE2154106B2

DE2154106B2 - Arbeitsspeicherwerk mit zwei Pufferspeichern und zusätzlichem inhaltsadressierten Hilfsspeicher

Info

Publication number: DE2154106B2
Application number: DE2154106A
Authority: DE
Inventors: Gregory Michael Princeton N.J Hunter
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1975-05-22
Also published as: JPS5040970B1; DE2154106C3; DE2154106A1; CA948787A; US3699533A; NL7114857A; GB1360401A; FR2131247A5

Description

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Spdeherplätze, wie Gruppen vorhanden sind. Bei dem Block-Information. Jeder Informationsblock enthält Speichersystem mit zwei Pufferspeichern können diese mehrere Infonnaüonswörter, und jedes Wort enthalt verschiedene Informationsblöcke enthalten, die zur mehrere Informationsbytes. Bei dem zu beschreibengleichen Gruppe gehören. Ein solches System ist so- den System werden die Inhalte der SET- und TAG-wohl einem System, das nur einen Hauptspeicher 5 Teile des Adressenregisters AR verwendet In der (ohne Pufferspeicher) hat, als auch einem System, das Praxis sind bei einer DVA noch zusätzliche, nicht einen Hauptspeicher und einen einzigen Puffer- dargestellte Einrichtungen vorhanden, die es gespeicher hat, überlegen, auch wem» dieser Puffer- statten, Wörter und Bytes des durch die Inhalte der speicher dieselbe Speicherkapazität hat wie die beiden SET- und TAG-Teile des Adressenregisters mit Hilfe Pufferspeicherbänke zusammen. Die Überlegenheit io der Inhalte der Wort- und Byte-Teile dieses Reeines Speichersystems mit zwei getrennten Puffer- gisters lesen.

speicherbänken gegenüber einem Speichersystem Der Hauptspeicher M enthält einen Adressendemit einem einzigen Pufferspeicher, der die gleiche codierer D_m, dem die Inhalte der SET- und TAG-Kapazität hat wie die beiden Pufferspeicherbänke Teile des Adressenregisters zugeführt werden, um zusammen, rührt daher, daß wegen der statistischen 15 einen Zugriff zu einem der Informationsblockspei-Natur der Speicherzugriffe im Verlaufe der Durch- cherplätze im Hauptspeicher oder ein Lesen des berührung eines Programms die Wahrscheinlichkeit, treffenden Platzes zu bewirken, daß sich ein benötigter Informationsblock in einem Bei dem zur Erläuterung vereinfachten Ausfühder beiden Pufferspeicherplätze des erwähnten Spei- rungsbeispiel der Erfindung soll der Hauptspeicher Af chersystems (Fig. 7 der DT-OS 2002 369) befindet, ao Speicherplätze für 64 Informationsblöcke enthalten, größer ist als die Wahrscheinlichkeit, daß sich der In der Praxis kann der Hauptspeicher M beispielsbenötigte Informationsblock in dem einzigen großen weise Speicherplätze für 32 000 Informationsblöcke Pufferspeicher (Fig. 2 der DT-OS 2002369) be- enthalten.

findet, da die Anzahl der Informationsblöcke für eine Das System enthält ferner zwei Pufferspeicherbetrachtete Gruppe von Speicherplätzen, die in dem 25 bänke B_x und B_y mit jeweils Speicherplätzen / für Speichersystem mit den beiden Pufferspeicherbanken vier Informationsblöcke. In Wirklichkeit kann jede speicherbar ist, das Doppelte der Anzahl der In- Bank bei einer DVA zum Beispiel Speicherplätze für formationsblöcke für die gleiche Gruppe von Spei- 128 Informationsblöcke enthalten. Jeder Speichercherplätzen, die in dem einzigen großen Pufferspei- platz in einer Pufferspeicherbank enthält außerdem eher (Fig. 2) speicherbar ist, beträgt. Im bekannten 30 Speicherplätze Γ für die Markierungsbits, die dem be-Falle steht der Hauptzweck der Aufteilung des Puffer- treffenden Informationsblock zugeordnet sind. Der Speichers in zwei Pufferspeicherbänke jedoch darin, Inhalt des SET-Teiles des Adressenregisters AR wird die Arbeitsgeschwindigkeit der Pufferspeicheranord- einem Decodierer D_x zugeführt, der zur Wahl des dung durch Verringerung der Ausgangswortlänge entsprechenden Speicherplatzes der vier Speicherzu erhöhen. 35 platze in der Pufferspeicherbank B_x dient. Gleich-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- zeitig wird einer der vier Speicherplätze in der Puf-

grunde, die Arbeitsgeschwindigkeit eines Arbeite- fespeicherbank B_y durch einen entsprechenden

Speicherwerkes der eingangs genannten Art weiter zu Adressendecodierer D_y gewählt,

erhöhen. Die Pufferspeicherbänke B, und B„ sind mit ent-

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch +o sprechenden Vergleichseinrichtungen C_x und C_y verdie im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale sehen. Die Vergleichseinrichtungen erhalten den Ingelöst, halt des T AG-Teiles des Adressenregisters und alle

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- in der zugehörigen Pufferspeicherbank gespeicherten

ansprächen näher gekennzeichnet. Markierungsbits. Die Vergleichseinrichtung liefert

Bei dem Arbeitsspeicherwerk gemäß der Erfin- 45 jeweils ein »Vorhandene-Ausgangssignal p_x bzw. p_y,

dung ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein benötigtes wenn die Markierungsbits TAG vom Adressenregister

Informationswort in einem Pufferspeicher oder dem AR mit den Markierungsbits in einer der zugehö-

inhaltsadressierten Hüfsspeicher sofort zur Ver- rigen Speicherbänke übereinstimmen. Das Vorhan-

fügung steht, wesentlich größer als bei den oben er- den-Signal P_x dient zum Auftasten einer Torschal-

■wähnten bekannten Speicherwerken. 50 tunglO, die die Inhalte des adressierten Informa-

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol- tionsblockplatzes in der Pufferspeicherbank B_x durch

genden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es ein Oder-Glied 12 an eine nicht dargestellte Verarbei-

zeigt tungseinheit der DVA überträgt. In entsprechende!

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Teiles einer DVA Weise tastet das Vorhandensein-Signal p_y eine Tor

mit einem Arbeitsspeicherwerk gemäß einem Ausfüh- 55 schaltung 14 auf, um die Inhalte des adressierten In

rungsbeispiel der Erfindung und formationsblockspeicherplatzes von der Pufferspei

Fig. 2 eine Speicheradressentabelle, auf die bei cherbank B_y über das Oder-Glied 12 zur Verarbei

der Erläuterung der Arbeitsweise der DVA gemäß tungseinheit zu übertragen. Wenn keine Übereinstim

Fig. 1 Bezug genommen wird. mung festgestellt wird, liefern die Vergleichseinrich

Der in Fig. 1 dargestellte Teil der DVA enthält 60 tungen C_x und C_y Nichtvorhanden-Ausgangssignale;

ein Adressenregister AR mit Speicherplätzen für bzw. y. Alle hier erwähnten Torschaltungen und Vei

Adressenbits, die Gruppenbits SET mit den niedrigen knüpfungsglieder (mit Ausnahme des Verknüpfungs

Stellenwerten 2° und 2^l sowie Markierungsbits TAG gliedes 20) sind Vielfacheinheiten, so daß die erfoi

mit den höheren Stellenwerten 2* bis 2« enthalten. Die derliche Anzahl von Bits parallel übertragen werde

Inhalte der SET- und TAG-Teile des Adressen- 65 kann.

registers dienen zur Adressierung eines gewünschten Das Speicherwerk enthält ferner einen inhalt!

Speicherplatzes in einem Hauptspeicher M. Jeder adressierbaren Hüfsspeicher Z, der mit drei Speiche

Speicherplatz des Hauptspeichers M enthäJi eine platzen / für drei Informationsblöcke sowie m

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Plätzen 5 und T für die Gruppen- und Markierungs- eines entsprechenden Informationsblockes von der bits, die die Adressen der entsprechenden Informa- Pufferspeicherbank B, in den Hilfsspeicher Z dienen tionsblöcke bilden, dargestellt ist. Bei einer prak- Torschaltungen 38 und 40, die durch das Signal y tischen DVA kann der inhaltsadressierbare Speicher und das Signal x-y-z aufgetastet werden. Die Überz. B. Speicherplätze für 16 Informationswörter ent- 5 tragung der Markierungsbits in den Hilfsspeicher Z halten. Der inhaltsadressierbare Speicher Z enthält geht über ein Oder-Glied 42, während die Übertrabei dem dargestellten Beispiel eine Vergleichsein- gung der Informationsblöcke in den Hilfsspeicher Z richtung C_x, der die Inhalte der SET- und TAG- über ein Oder-Glied 44 verläuft. Teile des Adressenregisters AR und alle Gruppen- Die Adresse im Register AR kann in den Adres- und Markierungsbits SET bzw. TAG, die im Hilfs- to sendecodierer D_n, des Hauptspeichers Af über eine speicher Z gespeichert sind, zugeführt werden. Die Torschaltung 50 übertragen werden, die durch das Vergleichseinrichtung C₂ liefert ein Vorhanden-Si- Signal χ · y ■ z" aufgetastet wird. gnalp_z, wenn die Gruppen- und Markierungsbits Die Pufferspeicherbänke B_x und B, sind in bevom Adressenregister mit den Gruppen- und Mar- kannter Weise so aufgebaut, daß beim Einspeichern kierungsbits in einem der Speicherplätze im HiUs- 15 von Markierungsbits und einem Informationsblock speicher Z übereinstimmen, während sie ein Nicht- in einen bereits besetzten Speicherplatz die alte Invorhanden-Signall erzeugt, wenn keine Überein- formation herausgelesen (verdrängt) wird. Die Verstimmung festgestellt wird. Das Vorhanden-Signal p_z drängte Information wird bei dem vorliegenden bewirkt die Übertragung des identifizierten Informa- Speicherwerk in den inhaltsadressierbaren Hilfsspeitionsblockes vom Hilfsspeicher Z durch ein UND- ao eher Z übertragen. Die Markierungsbits und der InGlied 16 sowie ein Oder-Glied 12 zur nicht darge- formationsblock werden aus demjenigen der beiden stellten Verarbeitungseinheit. ^ Speicherplätze verdrängt, der zuerst gefüllt worden

Die bisher erwähnten Elemente de'r DVA gemäß war, man arbeitet also nach dem Schema »zuerst F i g. 1 dienen zur Feststellung, ob sich in der Puffer- hinein — zuerst heraus«. Selbstverständlich kann speicherbank B_x, der Pufferspeicherbank B_y oder 35 man die Markierungsbits und den Informationsblock dem inhaltsadressierbaren Hilfsspeicher Z ein Infor- auch aus demjenigen der beiden Speicherplätze vermationsblock mit einer durch den Inhalt des Adres- drängen, der von der Verarbeitungseinheit zuletzt senregisters AR spezifizierten Adresse befindet. Die oder während der unmittelbar vorausgehenden Zeitbeschriebenen Elemente umfassen außerdem eine An- spanne seltener zugegriffen worden war. Ordnung zum Übertragen eines ermittelten Informa- 30 Der inhaltsadressierbare Hilfsspeicher Z ist in betionsblockes zur Verarbeitungseinheit der DVA. Im kannter Weise so aufgebaut, daß, wenn er voll ist folgenden wird nun die Anordnung zum Übertragen und ihm Gruppenbits, Markierungsbits und ein Invon Informationsblöcken vom Hauptspeicher M in formationsblock zugeführt werden, diese in einem die Pufferspeicher B_x, By und Z beschrieben: vorher besetzten Speicherplatz gespeichert werden,

Die Nichtvorhanden-Signale x, y und ζ von den 35 während die dadurch verdrängte Information in einen Vergleichseinrichtungen C_x, C_y bzw. C_r werden durch die Gruppen- und Markierungsbits bezeichneeinem Und-Glied 20 zugeführt. Das Und-Glied 20 ten Speicherplatz des Hauptspeichers Af riickgespeiliefert dementsprechend ein Ausgangssignal x-y-z, chert werden. Die Gruppenbits, Markierungsbits und wenn die Gruppen- und Markierungsbits im Adres- 4üs,Jnformationsblock werden von demjenigen der senregister AR einen Informationsblock bezeichnen, 40 drei Speicherplätze verdrängt, der von der Verarbeider in keinem der Pufferspeicher B₁, B, und Z vor- tungseinheit am längsten nicht mehr zugegriffen worhanden ist Das Ausgangssignal des Und-Gliedes 20 den war. Es ist selbstverständlich aber auch möglich, wird einer Wählschaltungsbank 22 zugeführt, die eines die Gruppenbits, Markierungsbits und den Informavon zwei Ausgangssignalen χ oder y für die Puffer- tionsblock von dem am frühesten besetzten Speicherspeicherbank B_x bzw. B_y liefert (die Signale χ und y 45 platz zu verdrängen oder aus demjenigen Speichersind keine Komplemente der Signale χ und y). platz, zu dem während einer unmittelbar vorangehen-

Das Signal χ dient zum Auftasten von Torschal- den Zeitspanne am seltensten ein Zugriff erfolgte, hingen 24 und 26, die zur Übertragung der Mar- Die "Wählschaltungsbank 22 bestimmt, welche der kierungsbits TAG vom Adressenregister AR und beiden Pufferspeicherbänke B_x und B_y in einem voreines Informationsblockes vom Hauptspeicher M in 50 gegebenen Zeitpunkt für die Speicherung ernes Indie Pufferspeicherbank 3* dienen. Das Signal χ dient formationsblockes verwendet wird. Die Wählschalferner zum Auftasten von Torschaltungen 28 und tungsbank 22 kann z. B. einfach mit der Verwendung 30, die zum Übertragen der Markierungsbits TAG der Puff erspeicherbänke B_x und B_r abwechseln, sowie des entsprechenden Informationsblockes von Bessere Ergebnisse werden jedoch erhalten, wenn der Pufferspeicherbank B_x in den inhaltsadressierten 55 das Schaltwerk etwas raffinierter aufgebaut ist und Hillsspeicher Z dienen. Bei dieser Übertragung ist es ihre Entscheidungen von den gespeicherten voranaußerdem notwendig, daß die Torschaltungen 28 gegangenen Entscheidungen abhängig macht Insbexmd 30 durch das Signal H-y-I vom Und-Glied 20 sondere sollte die Wählschaltungsbank 22 die Pufferfreigegeben werden. Das Signal x-y-I tastet außer- speicherbank B₃, wählen, wenn die letzte Verwendung dem eine Torschaltung 32 auf, die zur Übertragung 63 desselben Speicherplatzes in der Bank B_x erfolgt von Gruppenbits SET vom Register AR in den war und umgekehrt Auf diese Weise wird gewährinhaltsadressierten Hilfsspeicher Z dient Für die leistet, daß nacheinander zugegriffene Informations-Pufferspeicherbank B_y werden Torschaltungen 34 und biöcke, die zur gleichen Gruppe gehören (was durch 36 durch das Signal y aufgetastet, um die Mar- die Gruppenbits im Adressenregister AR bestimmt kierungsbits TAG vom Adressenregister AR und 65 wird), beide in einer entsprechenden Pufferregistereinen entsprechenden Informationsblock vom Haupt- bank der Pufferregisterbänke B_x und B_y gespeichert speicher Af zur Pufferspeicherbank B_y zu übertragen. werden. Ein solcher Betreb der "Wählschaltungsbank Zur Übertragung der Markierungsbits TAG und 22 kann als »zuerst hinein, zuerst heraus« bezeichnet

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werden, da, wenn ein dritter Informationsblock, der hörigen Markierungsbits zu adressieren. Dabei sei zur selben Gruppe gehört, einer der PuSerspeicher- angenommen, daß die Gruppenbits den zweiten Speibänke zugeführt wird, der erste Informationsblock, cherplatz mit der Adresse 01 angeben, der den Pufferspeicherbänken zugeführt worden war, Die nächste Adresse, die dem Adressenregister A R verdrängt wird. Man kann selbstverständlich auch 5 zugeführt wird, kann die Adresse irgendeines der eine Wählschaltungsbank anderer Organisation ver- 64 Plätze im Hauptspeicher M sein. Es ist wahrwenden. scheinlich, daß die nächste Adresse die eines Platzes

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben ist, der zu einer der anderen drei Gruppen 00, 10 die Pufferspeicherbänke B_x und B_y getrennte De- oder 11 gehört. Wenn dies der Fall ist, wiederholt codierer D_x und D_y, selbstverständlich kann man i₀ sich der oben beschriebene Vorgang, und ein Inforauch einen einzigen Decodierer für beide Puffer- mationsblock wird vom Hauptspeicher M in die Verspeicherbänke verwenden. Die Markierungsbits TAG arbeitungseinheit übertragen sowie zusammen mit den brauchen nicht wie bei dem dargestellten Ausfüh- zugehörigen Markierungsbits an einem durch die rungsbeispiel in den gleichen Speichern gespeichert Gruppenbits der Adresse bestimmten Platz in der zu werden wie die Informationsblöcke, die Spei- _l5 Pufferspeicherbank B_x gespeichert, cherung kann vielmehr auch in getrennten Speichern Es sei nun angenommen, daß die dritte Adresse, mit eigenem Decodierer erfolgen. die dem Adressenregister AR zugeführt wird, der

Das beschriebene Speicherwerk enthält eine An- ersten Adresse darin ähnelt, daß sie zur selben Ordnung, die auf eine dem Adressenregister AR züge- Gruppe gehört und die Gruppenbits 01 hat. Diese führte Adresse anspricht und ein Informationswort ₃₀ dritte Adresse soll jedoch eine bestimmte andere oder einen Informationsblock durch das Oder-Glied Kombination von Markierungsbits haben. Da festzur Verarbeitungseinheit der DVA überträgt. Selbst- gestellt wird, daß sich der benötigte Informationsverständlich wird das Speicherwerk in der Praxis auch block nicht in den Pufferspeichern befindet, wird er eine entspechende Einrichtung zur Übertragung eines vom Hauptspeicher M in die Verarbeitungseinrich-Informationswortes oder -blockes von der Verarbei- _a5 tung übertragen und über die Leitung 61 den Pufiertungseinheit zum Speicherwerk enthalten. speicherbänken zugeführt. In diesem Falle stellt die

Es soll nun die Arbeitsweise des an Hand von Wählschaltungsbank 22 nun fest, daß die erste Fig. 1 beschriebenen Speicherwerkes erläutert wer- Adresse zu der gleichen Gruppe01 gehört hatte und den. Dabei sei angenommen, daß anfangs der Haupt- daß der erste Informationsblock mit den Markiespeicher M Informationsblöcke in seinen 64 Speicher- ,„ rungsbits in der Pufferspeicherbank B_x gespeichert platzen enthält, während die Pufferspeicher B_x, B_y " worden war. Die Wählschaltungsbank liefert daher und Z leer sind. Wenn in das Adressenregister AR das Ausgangssignal y, das die Torschaltungen 34 und die erste Adresse von der Verarbeitungseinheit der 36 auftastet und bewirkt, daß die neuen Markierungs-DVA zugeführt wird, gelangen die Markierungsbits bits mit dem zugehörigen Informationsblock im zweiim Teü TAG des Registers über Leitungen 55 und ₃₅ ten Platz 01 der Pufferspeicherbank B_y gespeichert 56 zu den Vergleichseinrichtungen C_x und C_x der werden. In den zweiten Speicherplätzen 01 der Puf-Pufferspeicherbänke B_x und B_y. Da diese Puffer- ferspeicherbänke B_x und B_y sind nun zwei Informaspeicherbänke keine Markierungsbits enthalten, lie- tionsblöcke gespeichert, die zur gleichen Gruppe gefern die Vergleichseinrichtungen die Nichtvorhanden- hören.

Signale X und J. Gleichzeitig werden sowohl die ₄₀ Es sei nun angenommen, daß eine neue, vierte Gruppenbits SET als auch die Markierungsbits TAG, Adresse, die im Adressenregister A R gespeichert wordie im Register A R gespeichert sind, über eine Lei- den ist, einen Speicherplatz im Hauptspeicher M betung 57 der Vergleichseinrichtung C₁ des inhalts- zeichnet, der zur selben Gruppe 01 wie die in den adressierbaren Speichers Z zugeführt. Da auch der zweiten Speicherplätzen der Pufferspeicherbänke B_x Speicher Z keine Markierungsbits enthält, liefert die ₄₅ und B₃, gespeicherten Infonnationsblöcke gehört. Da Vergleichseinrichtung C₂ das Nichtvorhanden-Si- sich der benötigte Informationsblock nicht in den gnal z. Pufferspeichern befindet, wird er vom Hauptspeicher

Die drei Nichtvorhanden-Signale bewirken, daß in die Verarbeitungseinrichtung und unter Steuerung

das Und-Glied 20 das Ausgangssignal x-y-ζ erzeugt, durch die Wählschaltungsbank 22 in die Pufferspei-

das die Torschaltung 50 auftastet, durch die die Grup- _5O cherbank B_x übertragen. Die vorher im Speicherplatz

pen- und Markierungsbits auf der Leitung 57 zum 01 der Pufferspeicherbank B_x gespeicherte Informa

Adressendecodierer D_m des Hauptspeichers M ge- tion wird dabei verdrängt und über die Torschaltun

langen. Der auf diese Weise im Hauptspeicher M gen 30 und 44 in den ersten Speicherplatz des inhalts

adressierte Informationsblock wird über eine Leitung adressierbaren Hilfsspeichers Z übertragen. Gleich

60 und äss Oder-Glied 12 der Verarbeitungseinrich- ₅₅ zeitig werden die dem verdrängten Infonnationsbloc

tang zugeführt Gleichzeitig gelangt der Informations- entsprechenden Markierungsbits TAG über die Toi

block über die Leitungen 61 zu den Torschaltungen schaltung 28 und das Oder-Glied 42 in den Markie

26 und 36 der Pufferspeicherbänke B_x und B_y. Es rungsbitteil T des gleichen ersten Speicherplatzes ii

sei angenommen, daß die Wählschaltungsbank 22 als HilfsSpeicher Z übertragen. Gleichzeitig werden auc

Antwort auf die Nichtvorhanden-Signale ein Signal χ βο die Gruppenbits der Adresse des verdrängten Info:

erzeugt hat, das die Torschaltung 26 öffnet, um den mationsblockes (die not den Gruppenbits tier Adres

Informationsblock vom Speicher M durchzulassen, des neuen Informationsblockes übereinstimmen) üb

und die Torschaltung 24 öffnet, um die MarMerungs- die Torschaltung 32 in den Gruppenbitteü S des gk

bits vom Adressenregister AR durchzulassen. Die eben ersten Speicherplatzes im HUfsspeicher Z übe

Gruppenbits vom Adressenregister AR werden vom 65 tragen. In den drei Pufferspeichern B_x, B₇ und Z sb Decodierer D_x decodiert, um eine der vier Speicher- nun drei verschiedene Infonnationsblöcke gespi

platze in der Pufferspeicherbank B_x für die Ein- chert, die alle zur gleichen Gruppe 01 gehören. Es

speicherung des Informationsblockes und der züge- daher wahrscheinlich, daß sich ein später benötig

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Informaüonsblock in einem der drei Pufferspeicher einrichtung der DVA schnell zur Verfügung. Der

befindet and dann sofort zur Verfügung steht. Wenn Arbeitsspeicher soll also die zuletzt verwendeten In-

die beiden ab nächstes benötigten Inf ormationsblöcke formationsblöcke enthalten.

ebenfalls zur Gruppe Ol gehören, wird der Hilfsspei- Zu einem gegebenen Zeitpunkt kann sich der für

eher Z gänzlich gefüllt, und in den Pufferspeichern S die Durchführung des Programmes benötigte Infor-

de» Arbeitsspeicherwerkes stehen dann insgesamt raationsblock irgendwo im Hauptspeicher M befrn-

fünf Blöcke der gleichen Gruppe für einen schnellen den. Die drei zuletzt verwendeten Infonnatkmsblöcke

ZogriS zur Verfügung. können bei irgendwelchen drei Speicherplätzen im

Der Operatkmsabianf gebt in der beschriebenen Hauptspeicher gispeichert sein. Die Anzahl der ver-Wetse weiter, trad in den drei Pufferspeichern werden *» schiedenen Kombinationen von Informationsbiöcken jeweils die zuletzt adressierten Infonnationsblöcfce im Hauptspeicher, die gleichzriüg im Arbeitsspeichergespeichert. Dabei kann dann im Adressenregister werk gespeichert werden können, stellt also ein MaB AR one Adresse erscheinen, die einen Informations- für die Güte des Arbeitsspeicherwerkes dar. block betrifft, der skh bereits in einem der Puffer- Zum Vergleich soll nun ein Arbeitsspeieherwerk, speicher befindet Wenn sich der gewünschte Infor- 15 das lediglich die: beiden Pufferspeicherbänke B_x und matkmsblock in einer der Pufferspeicherbänke B₁ B, enthält, einem vergleichbaren Arbehsspekher- oder By befindet, wird dieses durch die Vergleichs- werk gegenübergestellt werden, das vier Speichereinrichtung C_x oder C, festgestellt, die die Markie- bänke mit der gleichen Gesamtspeicherkapazität wie rungsbhs der Adresse mit den Markierungsbits in die beiden Puflerspejcherbänke B_x und B₉ enthält, den durch die Gruppenbits der Adresse bezeichneten *o Es ergibt sich, daß das Arbeitsspeicherwerk mit zwei BSockspekherpiätze vergleicht. Die betreffende Ver- Pufferspeicherbiinken etwa 5·/· der möglichen Komgkichseinrichtmig erzeugt dann das Signal P₁ oder P₇, binationen der im Hauptspeicher M gespeicherten durch das die Torschaltung 1· oder 14 aufgetastet Speicherblöcke aufzunehmen vermag. Im Gegensatz wird, um den durch die Gruppenbits bezeichneten dazu ist das Aibeitsspekherwerk mit den vier Spei-Informationsblock von der betreffenden Pufferspei- 35 cherbänken in der Lage, etwa 30*/· der möglichen cherbank zur Verarbettangsemnchtung zu übertra- Kombinationen von Blöcken im Hauptspeicher zn gen. Der benötigte Informationsblock wird der Ver- speichern. Das Arbeitsspeicherwerk gemäß dem bearbeitungsetmicntung daher sofort zugeführt, ohne vorragten Ausf iihrangsbeispiel der Erfindung (das die daß eine Verzögenmg durch Übertragung vom gro- beiden Pufferst, leicherbänke B₁ und B, in Kombinaßen, langsamen Hptcher M auftritt Wenn sich 30 tion mit dem kleinen, inhaltsadresskrbaren Hilfsder gesuchte Block im inhahsadressierbaren Hufs- speicher Z (Assoziativspeieber) für den Überfluß speicher Z befindet, wird dies durch die Vergleichs- (d. h. die verdrängten Informationsblöcke) von den einrichtung C₁ festgestellt, die die Gruppen- und Pufferspeicherbänken enthält), ist dagegen in der Markierungsbäj im Register AR mit den Gruppen- Lage, etwa 95·»/· der möglichen Kombinationen der und Markierungsbits in allen Plätzen des Hilfsspei- 35 im Hauptspeicher M vorhandenen Informationschcrs Z vergtekfeL Die Torschaltung 16 wird dann blöcke zu speichern, wenn die Anzahl der Pufferdurch das von der Vergleichseinrichtung C₁ erzeugte Speicherplätze diesseibe ist wie die bei des actderes Vorhanden-Signal P₁ geöffnet und läßt den Informa- Arbeitsspeicherwerken.

tionsWock vom identifizierten Speicherplatz im HUfs- Das wesentlich höhere Spekhervermögen des Ar-

speicber Z zur Verarbeitungseinrichtung durch. 40 beitsspeicherwerkes gemäß der Erfindung beruht auf

In Fi g. 2 ist ein Betspiel der Inhalte der Puffer- der Tatsache, daß der mhaltsadressierbare Hüfsspeispeicher zu einem vorgegebenen Zeitpunkt darge- eher Z in Zusammenarbeit mit den Pufferspetcherstellt Dk Pufferspeicherbänke B₁ und B_r enthalten bänken B_x und B_y erforderlichen Falles Speicher jeweils vier verschiedene ioformationsblöcke, die zu platze für eine relativ große Anzahl von kürzlich verden Gruppen 00,01, tO und 11 gehören. Der inhalts- 45 wendeten Informationsblöcken rar Verfügung stellt, adressierbare Speicher Z enthält zwei verschiedene die zur gleichen Gruppe gehören, was durch die InfoimatkmsUöcke, die zur Gruppe 01 gehören, und Gruppenbits der Adresse festgestellt wird Das beeinen Block, der zur Gruppe 11 gehört Die Linien schriebene Arbeitsspeicherwerk vermag ι. B, bis iu zeigen, wo die elf Blöcke im Hauptspeicher M will- fünf Informationsblöcke, die zur gleichen Gruppe gekürlich gespeichert sind. 50 hören, zu speichern. In diesem Extremfalle befinden

Bei der Durchführung eines Computerprogrammes sich jeweils ein Block der gleichen Gruppen in jedem

werden die nacheinander benötigten Befehls- und Pufferspeicher B_x und B_x und drei Blöcke im inhalts-

Daienwörter oft in entsprechenden aufeinanderfol- adressierbaren Speicher Z. F i g. 2 zeigt den Fall, daß

genden Plätzen des Speicherwerkes, z. B. dem er- vier verschiedene Informationswörter, die zur Gruppe

wähnten Hauptspeicher M, gespeichert Viele nach- 55 01 gehören, in den Pufferspeichern B_x, B_y und Z ge·

einander benötigte Befehlswörter sind oft in einem speichert sind. Im allgemeinen ist das einen kleiner

vorgegebenen Informationsblock vorhanden, während inhaltsadresskrbaren Hilfsspeicher enthaltende Ar-

dJe nacheinander benötigten Dalenwörter oft in einem beitsspekherwerk in der Lage, fast alle Kombmatio-

andeien Informationsblock enthalten sind. Wenn die nen einer vorgegebenen Anzahl von Informations

Informationsblöcke einmal in einen kleinen schnellen S₀ blöcken zu speichern, unabhängig davon, wie di< Pufferspejeher umgespeichert worden sind, stehen die Adressen dei Informationsblöcke im Hauptspeicher A<

nacheinander benötigten Wörter der Verarbeitungs- verstreut sind

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

y und Gruppenbits in dem am längsten nicht zuge- Patentanspriiche: griffenen Platz; des Hilfsspeichers speichert. 4. Speicherwerk nach Anspruch 1,2 oder 3, da-

1. Arbeitsspeicherwerk für eine Datenver- durch gekeiinjieichnet, daß der HUfsspeicher we-

arbeitungsanlage mit einem relativ langsam arbei- 5 niger Speicherplätze als jeder Pufferspeicher erntenden Hauptspeicher zum Speichern von Infor- hält,
mationsblöcken in Informationsblockspeicherplätzen, die durch eine in einem Adressenregister
speicherbare Kombination aus Gruppen- und

Markierungsbits adressierbar sind und Gruppen ^lo . .

bilden, deren Adressen jeweOs die gleichen Grup- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsspeipenbits enthalten, femer mit zwei gleichgeord- cherwerk für eine Datenverarbeitungsanlage mit neten, relativ schnell arbeitenden Pufferspeichern, einem relativ langsam arbeitenden Hauptspeicher deren Speicherplätze durch die Gruppenbits zum Speichern von Informationsblöcken in Inforadressierbar sind und jeweils einen Informations- ^s mationsblockspeicherplätzen, die durch eine in einem block der betreffenden Gruppe mit den ihm zu- Adressenregister speicherbare Kombination aus geordneten Markierungsbits zu speichern ver- Gruppen- und Markierungsbits adressierbar sind und mögen, und mit einer durch den Inhalt des Gruppen bilden, deren Adressen jeweils die gleichen Adressenregisters gesteuerten Suchanordnung, die Gruppenbits enthalten, ferner mit zwei gleichgeordden Informationsblock des durch den Inhalt des ^ao neten, relativ schnell arbeitenden Pufferspeichern, Adressenregisters bezeichneten Speicherplatzes deren Speicherplätze durch die Gruppenbits adresdes Hauptspeichers (a) wenn er sich in keinem sierbar sind und jeweils einen Informationsblock der der Pufferspeicher befindet, vom Hauptspeicher betreffenden Gruppe mit den ihm zugeordneten Marin einen ausgewählten Pufferspeicher und dort in kierungsbits zu speichern vermögen, und mit einer einen durch die Gruppenbits im Adressenregister ^a5 durch üen Inhalt des Adressenregisters gesteuerten bestimmten Speicherplatz überträgt, in den außer- Suchanordnung, die den Informationsblock des durch dem die entsprechenden Markierungsbits vom den Inhalt des Adressenregisters bezeichneten Spei-Adressenregister übertragen werden, und den In- cherplatzes des Hauptspeichers (α) wenn er sich in formationsblock gleichzeitig zu einer ihn benö- keinem der Pufferspeicher befindet, vom Hauptspeitigenden Einheit (z. B. Verarbeitungseinheit) 3o eher in einen ausgewählten Pufferspeicher und dort überträgt und (b) wenn er sich in einem der Puf- in einen durch die Gruppenbits im Adressenregister ferspeicher befindet, von dem Pufferspeicherplatz, bestimmten Speicherplatz überträgt, in den außerder durch die im Adressenregister gespeicherten dem die entsprechenden Markierungsbits vom Adres-Gruppenbits bezeichnet wird, zu der ihn be- senregister übertragen werden, und den Informanötigenden Einheit überträgt, dadurch ge-35 tionsblock gleiclizeitig zu einer ihn benötigenden kennzeichnet, daß zusätzlich noch ein Einheit (z. B. Verarbeitungseinheit) überträgt und (b) inhaltsadressierbarer Hilfsspeicher (Z) mit Spei- wenn er sich in einem der Pufferspeicher befindet, cherplätzen zur Speicherung von Informations- von dem Pufferspeicherplatz, der durch die im Adresblöcken sowie den zugehörigen Gruppen- und senregister gespeicherten Gruppenbits bezeichnet Markierungsbits {SET, TAG) und ferner eine Um- 40 wird, zu der ihn benötigenden Einheit überträgt, speicheranoidnung (30 oder 40, 32, 28 oder 38) Bei programmgesteuerten Datenverarbejtungsanlavorgesehen sind, die bei Übertragung eines In- gen (DVA) arbeitet die Verarbeitungseinheit mit formationsblockes aus dem Hauptspeicher (M) einer wesentlich höheren Geschwindigkeit, als sie mit in einen bereits besetzten Speicherplatz eines einem Speicherwerk der für die DVA erforderlichen Pufferspeichers (B_x, B_Y) den in diesem Puffer- +5 Größe erreicht werden kann. Der Verarbeitungseinspeicherplatz enthaltenen Informationsblock mit heit ist daher im allgemeinen eine Hierarchie von den zugehörigen Markierungsbits und Gruppen- Speichern zugeordnet, die mindestens einen kleinen bits, entsprechend den Markierungs- und Grup- schnellen Puffer- oder Arbeitsspeicher, einen verpenbits im Adressenregister (AR) in den Hilfs- hältnismäßig langsam arbeitenden großen Hauptspeicher umspeichert, in dem mehrere Informa- 50 speicher und eine Anordnung zum Übertragen von tionsblöcke derselben Gruppe oder verschiedener Information zwischen den langsamen und schnellen Gruppen speicherbar sind, und daß die Suchan- Speichern enthält.

Ordnung(22, 24, 26, 50, D^, D_x...) einen im Für die Arbeitsgeschwindigkeit der DVA als Gan-

Hilfsspeicher befindlichen Informationsblock, zes ist es sehr wesentlich, daß die Wahrscheinlichkeit der dem durch den Inhalt des Adressenregisters 55 des Vorhandenseins der jeweils benötigten Informa- (AR) bezeichneten Hauptspeicherplatz zugeordnet tion in einem schnellen Speicher groß ist. Es gibt ist, zu der diesen Informationsblock benötigenden bereits die verschiedensten Speichersysteme, die im Einheit überträgt. Hinblick auf dieses Ziel entwickelt worden sind. So

2. Speicherwerk nach Anspruch 1, dadurch ge- ist aus der DT-OS 20 02 369 ein Speichersystem mit kennzeichnet, daß die Umspeicheranordnung bei ^6o einem großen, langsamen Speicher als auch einem vollständig besetztem Hilfsspeicher den neu zu kleinen, schnellen Pufferspeicher, die beide durch die speichernden Informationsblock mit den Mar- Verarbeitungseinheit der zugehörigen Datenverarbeikierungs- und Gruppenbits in dem am längsten tungsanlage direkt adressierbar sind, bekanntgeworbesetzten Speicherplatz speichert. den. Das bekannte Speichersystem kann auch zwei

3. Speicherwerk nach Anspruch 1, dadurch ge- ⁶5 schnelle Pufferspeicher oder »Speicherbänke« entkennzeichnet, daß die Umspeicheranordnung bei halten (F i g. 7 der DT-OS 20 02 369). In beiden Fälvollständig besetztem Hilfsspeicher den zu spei- len sind die Adressen im großen Speicher in Grupchernden Informationsblock mit den Markierungs- pen unterteilt, und jeder Pufferspeicher hat so viele