DE1233627B - Anordnung zur Datenuebertragung durch Impulse unter Verwendung von Datenkompression und Datenexpansion - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G06f

Deutsche Kl.: 42 m3 - 3/00

I16781IXc/42m3
25. Juli 1959
2. Februar 1967

Bei Datenverarbeitungssystemen wird die Information üblicherweise in bestimmten Feldern eines Aufzeichnungsträgers oder einer Speicheranordnung gespeichert. Die Dimension eines solchen bestimmten Feldes, ausgedrückt in Anzahl der Zeichenstellen, wird gewöhnlich programmiert, indem die maximale Anzahl der Zeichen, die vorkommen kann, um eine bestimmte Zahl oder allgemeine Information auszudrücken, vorherbestimmt wird. Bei vielen Arbeiten ist aber die mittlere Anzahl von Zeichen geringer als die im voraus bestimmte maximale vorkommende Anzahl. Das will aber bedeuten, daß die in einem bestimmten Feld gespeicherte Information im allgemeinen eine mehr oder weniger große Anzahl von für die Information unwesentlichen Zeichen, nachstehend mit nichtsignifikativen Zeichen bezeichnet, enthalten muß. Ist die gespeicherte Information numerischer Natur, dann sind nichtsignifikative Zeichen Nullen links von der für die Information bedeutenden ersten Ziffer,nachstehend signifikative Zeichen genannt. Ist die Information alphabetischer Natur, dann sind die nichtsignifikativen Zeichen Leerstellen rechts von dem letzten signifikativen Buchstaben. Die Information wird z. B. serienweise auf dem Magnetband gespeichert, wo dann beträchtlicher Speicherplatz durch das Auftreten nichtsignifikativer Information verlorengeht. Um diesen Nachteil zu beheben, werden Datenkompression- und Expansionssysteme angewendet. Unter Datenkompression wird dabei die Eliminierung nichtsignifikativer Zeichen vor der Übertragung und unter Datenexpansion die Zuführung nichtsignifikativer Zeichen nach der Übertragung verstanden. Neben der Einsparung von Speicherkapazität ist dabei auch noch ein gewisser Zeitgewinn zu verzeichnen.

Die bekannten Datenkompressions- und Expansionssysteme arbeiten in der Weise, daß in das Maschinenprogramm eingebaute, gesonderte Programminstruktionen vorgesehen werden, die eine Wortverdichtung oder -dehnung ausführen. Es handelt sich dabei um sogenannte Verschiebe- oder Einsetzinstruktionen, mit deren Hilfe von einem Wort die nichtsignifikativen Nullen entfernt werden und die das Wort in Richtung der höchsten Wortstelle begrenzende Speichermarke nach rechts unmittelbar vor die höchste signifikative Wortstelle verschoben wird oder einem Wort nichtsignifikative Nullen zugefügt werden, indem die Speichermarke um entsprechend viele Wortstellen nach links verschoben wird. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie eine zusätzliche Überwachung der effektiven Wortlänge innerhalb des Maschinenprogrammes er-Anordnung zur Datenübertragung durch Impulse unter Verwendung von Datenkompression und
Datenexpansion

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale

ίο Büro-Maschinen Gesellschaft m. b. H.,

Sindelfingen, Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:

Irving Crandall Liggett, North Tarrytown, N. Y.; Jerome Svigals, Encino, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. August 1958 (754 789)

fordern, wodurch die Programmgestaltung kompliziert und der für das Programm benötigte Speicherplatz erhöht wird. Die zusätzlichen Programmschritte benötigen außerdem einen erhöhten Zeitbedarf.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beheben. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß zur Übertragung in der einen Richtung durch eine Wortstellenabtasteinrichtung die nichtsignifikativen Stellen eines zwischengespeicherten Wortes ermittelt werden, daß die Ausgangssignale der Wortstellenabtasteinrichtung bei Überschreitung einer vorbestimmten Grenzzahl nichtsignifikativer Stellen diese über Torschaltungen für eine Übertragung unwirksam machen sowie einen Sonderzeichengenerator betätigen, der dem Wort ein die Stellenunterdrückung markierenden Sonderzeichen hinzufügt, und daß zur Übertragung in der entgegengesetzten Richtung die Stellen nacheinander in ein Stufenregister eingegeben und unter Steuerung einer ersten Abfühleinrichtung, die das Auftreten des Sonderzeichens anzeigt, oder unter Steuerung einer zweiten Abfühleinrichtung, die das Wortende anzeigt, über Torschaltungen weitergeleitet werden.

Weitere Merkmale der Erfindung sind ,aus den Ansprüchen in Verbindung mit einem nachstehend an Hand von Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiel ersichtlich. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Kompressor- und Expandersystems,

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Fig. la eine schematische Darstellung des Korn- gang 24, einen Eingang25 und einen Rückstellein-

pressors von F i g. 1 mit dem zugehörigen Datenfluß, gang 26. Ein Impuls am Rückstelleingang 26 löscht

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Zeichenregisters die betreffende Kippstufe, so daß ein hohes Potential

von Fig. 1, am Ausgang24 entsteht. Ein Impuls am Eingang25

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer logischen Schal- 5 ändert den Zustand der Kippstufe FF, so daß das

tungseinheit von F i g. 1, Ausgangspotential niedrig wird.

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Sonderzeichengene- Die logischen Schaltkreise 17 enthalten mehrere

rators von Fig. 1 und la, logische Schaltungen 30α bis 30d, wovon jede je ein

F i g. 5 ein Blockschaltbild des Expanders, Zeichen von der Eingabeeinheit zum zugeordneten

F i g. 5 a eine schematische Darstellung des Expan- io Zeichenregister 22 überträgt. Wie in F i g. 3 gezeigt,

ders mit dem zugehörigen Datenfluß. enthält jede logische Schaltung 30 mehrere UND-

In Fig. 1 und 1 a soll die Eingabeeinheit 10 des Schaltungen Al his A4. Ein Eingang 31 jeder UND-Kompressor- und Expandersystems, z. B. eine Ab- Schaltung ist jeweils mit der Eingabeeinheit 10 verfühleinheit für Aufzeichnungsträger, einen Kern- bunden, während der andere Eingang 32 jeder UND-matrixspeicher einer Rechenanlage oder ähnliches 15 Schaltung mit der Torimpulsleitung 33 verbunden ist. darstellen. Alle Aufzeichnungen, die in der Eingabe- Der Ausgang 34 jeder UND-Schaltung Al bis A4 einheit 10 irgendwie gespeichert sind, beanspruchen ist mit dem Eingang 25 einer bistabilen Kippstufe natürlich jeweils eine bestimmte Anzahl von Feldern. FF des jeweils zugeordneten Zeichenregisters 22 ver-Der Umfang einer Aufzeichnung und die Anzahl der bunden. Ein Torimpuls auf der Leitung 33 macht die Felder in einem Speicher- oder Aufzeichnungsträger 20 logischen Schaltungen 30 a bis 30 d wirksam, so daß sind durch das Programm der entsprechenden jedes Zeichen, das in einem bestimmten Aufzeich-Rechenoperation und die Kapazität des Speichers nungsfeld auftritt, gleichzeitig zu dem zugeordneten festgelegt. Das Kompressor- und Expandersystem Zeichenregister 22 übertragen wird. Die Steuereinenthält weiterhin einen Hauptspeicher 11, von dem heit 18, die zur Bestimmung der Anzahl nichtsignifiüber Schreibköpfe 13 Information auf das Magnet- 25 kativer Zeichen in einer auf die Zeichenregister 22 zu band 12 übertragen werden kann. Die Bits eines übertragenden Information dient, enthält mehrere Zeichens werden parallel und die Zeichen selbst UND- und ODER-Schaltungen, die je nach dem Zuserienweise auf das Magnetband 12 übertragen. Der stand jedes Zeichenregisters wirksam werden oder besseren Übersicht halber sind in F i g. 1 nur vier nicht. Ist die Anwendung der erfindungsgemäßen An-Aufzeichnungsköpfe 13^4 bis 13 D dargestellt, d. h., 30 Ordnung auf numerische Operationen ausgelegt, dann daß damit jedes Zeichen durch eine jeweilige andere sind die nichtsignifikativen Zeichen Nullen links von Kombination von vier »L«- oder »O«-Bits ausge- der ersten Nichtnullziffer. In diesem Fall ist die drückt wird. Steuereinheit 18 so aufgebaut, daß die Anzahl der

Um die Information auf das Band 12 in kompri- Nullen beginnend mit dem Zeichenregister, das sich

mierter Form zu speichern, bei der die für die Infor- 35 am weitesten links befindet, gezählt wird, um Steuer-

mation unwichtigen Zeichen fortgelassen sind, wird impulse auf die Übertragungseinheit 19 zum Über-

das erfindungsgemäße Kompressionssystem gemäß tragen der Angaben auf das Band 12 zu geben ent-

F i g. 1 verwendet. Das Kompressionssystem 15 ent- sprechend der Anzahl der gezählten Nullen. Ist die

hält im wesentlichen einen Zwischenspeicher 16, die erfindungsgemäße Anordnung auf alphabetische

logischen Schaltkreise 17, um die Angaben, die in 40 Zeichenübertragung eingerichtet, dann bedeuten die

einem bestimmten Feld des Aufzeichnungsträgers nichtsignifikativen Zeichen Leerstellen, die sich rechts

enthalten sind, auf den Zwischenspeicher 16 zu über- von dem letzten signifikativen Zeichen befinden. In

tragen, eine Steuereinheit 18, die die Anzahl der für diesem Fall ist die Steuereinheit so eingerichtet, daß

die Information unwesentlichen Zeichen in den über- die Anzahl der Nullen bzw. Leerstellen, beginnend

tragenen Angaben feststellt, eine Übertragungsein- 45 mit dem weitesten rechts befindlichen Zeichenregister,

heit 19, die unter Steuerung der Steuereinheit 18 die gezählt wird. Bei alphanumerischer Datenverarbei-

Angaben auf das Band 12 überträgt, und einen Gene- tung werden zwei getrennte Steuereinheiten verwen-

rator 20, der auf einen Impuls von der Steuereinheit det, die nacheinander wirksam werden.

18 wirksam wird, um dann ein Spezialzeichen auf Zum Zweck der Erläuterung sei hier angenommen,

das Band 12 zu übertragen. Gemäß dem Vorhanden- 50 daß die Anordnung für numerische Datenverarbei-

sein einer bestimmten Anzahl von nichtsignifikativen tung eingerichtet ist. Das heißt, die Steuereinheit 18

Zeichen innerhalb von Daten wird dieses oben- steuert die Zählung der Nullen beginnend mit dem

genannte Spezialzeichen unmittelbar auf das letzte weitesten links befindlichen Zeichenregister 22 a.

signifikative Zeichen folgend auf das Band über- In diesem Fall enthält die Steuereinheit 18 eine

tragen. 55 UND-Schaltung 42 mit vier Eingängen, die jeweils

Wie in F i g. 1 gezeigt, enthält der Zwischen- einem Zeichenregister 22 zugeordnet ist. An die Einspeicher 16 eine Anzahl von Zeichenregistern 22, von gänge des UND-Schalters 42a sind z.B. die Ausdenen allerdings nur 4, nämlich die Zwischenspeicher gänge 24 der bistabilen Stufen FFl bis FF4 des 22 a bis 22 d dargestellt sind. Praktisch müßte aller- Zeichenregisters 22 a angeschlossen. Gemäß dem übdings in vielen Fällen eine größere Anzahl von 60 liehen Code wird die dezimale Null durch vier »0«- Zeichenregistern verwendet werden. Jedes Zeichen- Bits dargestellt; deshalb hat jeder Ausgang 24 der register enthält mehrere bistabile Kippstufen, deren bistabilen Stufen FF ein hohes Potential. Die gespei-Anzahl von der der jeweiligen Bitstellen für ein cherte Null im Zeichenregister 22 a hat demnach ein Zeichen abhängig ist. In der erfindungsgemäßen An- Ausgangssignal am UND-Schalter42a zur Folge. Ordnung sei angenommen, daß jedes Zeichen durch 65 Wenn eine andere Ziffer als Null im Zeichenregister vier binäre Bits dargestellt wird; deshalb enthält jedes 22 a gespeichert ist, dann hat zumindest eine von den Zeichenregister (Fig. 2) vier bistabile Kippschal- Ausgangsklemmen 24 der bistabilen StufenFFl bis tungenFFl bis FF 4. Jede Stufe FF hat einen Aus- FF 4 niedriges Potential, und damit ist auch das Aus-

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gangspotential der UND-Schaltung 42 α niedrig. Die ordneten Zeichenregisters 22 verbunden. Die anderen UND-Schalter 42 & bis 42 d mit den zugeordneten Eingänge der UND-Schaltungen sind untereinander Zeichenregistern 22 b bis 22 d sind ähnlich eingerich- verbunden und gehen zu einer Leitung 56. Eine

tet wie die oben beschriebene Steueranordnung, d. h., logische Schaltung 55 ist mit der anderen über diese es entsteht ein Ausgangssignal an dem jeweiligen 5 Leitung 56 unter Zwischenschaltung je einer Verzö-

Ausgang 43, wenn die dezimale Null in dem zugeord- gerungsleitung 58 verbunden. Mit den Leitungen 56

neten Zeichenregister gespeichert ist. sind außerdem jeweils die Klemmen TO, T2 und T3

Das Ausgangssignal an der UND-Schaltung 42 a verbunden. Die Klemme Γ 0 ist mit dem Ausgang der wird als »1-0-Signal« bezeichnet, während die Aus- UND-Schaltung A 0-0 und dem Ausgang der UND-gangssignale von den UND-Schaltungen 42 & bis 42 d ι ο Schaltung A1-0 über in F i g. 1 nicht gezeigte Schaltentsprechend als »2-0-, 3-0- und 4-0-Signal« bezeich- elemente verbunden. Die Klemme Γ2 ist mit dem net werden. Ein »0-0-Signal« ergibt sich, wenn der Ausgang der UND-Schaltung A 2-0 und die Klemme Ausgang der UND-Schaltung 42« niedriges Potential Γ 3 ist mit dem Ausgang der UND-Schaltung A 3-0 hat und daher der angeschlossene Inverter 44 α ein verbunden. Ein Steuerimpuls, der von der UND-Signal hohen Potentials abgibt. Das »0-0-Signal« am 15 Schaltung A 0-0 oder von der UND-Schaltung A1-0 Ausgang des Inverters 44 a wird an einen Eingang ausgeht, wirkt auf alle logischen Schaltungen 55 a bis einer UND-Schaltung ,4 0-0 angelegt. Das »1-0-Si- 55 d ein, die in bestimmter Reihenfolge in Abhängiggnal« der UND-Schaltung 42 a wird über einen Ein- keit der verschiedenen Verzögerungsleitungen 58 gang einer UND-Schaltung 46 a, deren anderer Ein- wirksam werden. Ein Steuerimpuls, der von der gang mit dem Zeichenregister 22 b verbunden ist, auf 20 UND-Schaltung A 2-0 ausgeht, läßt die logischen einen Eingang einer UND-Schaltung A1-0 über- Schaltungen 55 c und 55 d wirksam werden und ein tragen, wenn im Zeichenregister 22 b keine dezimale Steuerimpuls von der UND-Schaltung A 3-0 nur die Null gespeichert ist. Diese Übertragung wird weiter- logische Schaltung 55 ά. Daraus geht hervor, daß nur hin durch den Inverter 44 b und die UND-Schaltung signifikative Zeichen unter dem Einfluß der Steuer-47 b gesteuert. Die UND-Schaltung 47 b wird außer- 25 einheit 18 von dem Zwischenspeicher 16 auf den dem mit dem »1-0-Signal« vom Register 22 a über die Hauptspeicher 11 übertragen werden.
UND-Schaltung 42 a beaufschlagt. Wird eine andere Wie oben schon erwähnt, ist ein Spezialzeichen-Ziffer als Null im Register 22 b gespeichert, dann ist generator 20 vorgesehen, um immer dann Spezialder Ausgang der UND-Schaltung 47 b niedrig und der zeichen auf das Band 12 zu übertragen, wenn die AnAusgang des Inverters 44 & hoch. Die UND-Schal- 30 gaben, die in den Zwischenspeicher 16 eingeführt tung 46 a liefert deshalb das »1-0-Signal« zur UND- wurden, zwei oder mehr nichtsignifikative Zeichen Schaltung A1-0. Enthält andererseits das Register enthalten. Der in Blockdarstellung in F i g. 1 gezeigte 22 b eine dezimale Null, dann wird ein »2-0-Signal« Spezialzeichengenerator kann auf verschiedene Art zur UND-Schaltung 47 δ übertragen, deren Ausgang und Weise ausgeführt werden. Eine Ausführungsart dann hoch ist. Entsprechend ist dann der Ausgang 35 wird in Fig. 4 gezeigt; der dort gezeigte Generator am Inverter 44 b niedrig. Die UND-Schaltung 46 a enthält vier Anordnungen 60 α bis 6Od, um je ein sperrt. Das »2-0-Signal« gelangt aber zur UND- Spezialzeichen, hier durch vier binäre Einsen darge-Schaltung A 2-0, vorausgesetzt, daß die Ziffer im Re- stellt, auf das Band 12 unmittelbar auf das letzte gister 22 c nicht Null ist. Die Steuerung dieser Über- signifikative Zeichen folgend aufzuzeichnen. Die Antragung wird in gleicher Weise bewirkt, wie oben im 40 Ordnungen 60 a bis 60 a* müssen so aufgebaut sein, Zusammenhang mit dem Inverter 44 b und der UND- daß sie je ein Spannungsniveau, das einer binären Schaltung 46 a beschrieben. Enthält das Register 22 c Eins entspricht, erzeugen und zu den vier Eingängen hingegen eine dezimale Null, dann sperrt die UND- der logischen Schaltung61 (Fig. 4) liefern können. Schaltung 46 b und ein »3-0-Signal« gelangt an die Im Aufbau entspricht die logische Schaltung 61 der UND-Schaltung A3-0 über die UND-Schaltung46c, 45 nach Fig. 3. Der gemeinsame Eingang 61c erhält vorausgesetzt allerdings, daß im Register 22 d keine einen Torimpuls, um zu veranlassen, daß das Spezialdezimale Null gespeichert ist. Enthalten alle vier Re- zeichen auf das Band 12 übertragen wird, wenn die gister eine dezimale Null, dann wird ein »4-0-Signal« Angaben in den Registern 22 a bis 22 d zwei oder über die UND-Schaltung 47 d auf die UND-Schal- mehr nichtsignifikative Zeichen enthalten. Der Tortung A 4-0 übertragen. 50 impuls für das Spezialzeichen wird durch eine

Daraus geht hervor, daß für jedes übertragene logische Schaltung, die eine ODER-Schaltung 65 und

Wort nur eine der UND-Schaltungen A 0-0 bis A 0-4 eine UND-Schaltung 66 enthält, erzeugt. Ein Impuls

ein hohes Potential am Ausgang hat. Diese UND- von der UND-Schaltung A 2-0 oder A 3-0 gelangt an

Schaltung mit dem hohen Ausgangspotential ent- einen Eingang der UND-Schaltung 66 durch die

spricht der Anzahl nichtsignifikativer Zeichen, be- 55 ODER-Schaltung 65, falls zwei oder drei nichtsignifi-

ginnend von links, in diesem Fall Nullen, die in den kative Zeichen durch die Steuereinheit 18 festgestellt

Registern 22 gespeichert sind. Beim Anlegen eines wurden. Der andere Eingang der UND-Schaltung 66

Torimpulses an die Leitung 49 wird dann ein Impuls ist mit einer gemeinsamen Leitung 56 der Übertra-

auf die Übertragungseinheit übertragen. gungseinheit über eine Verzögerungsleitung 58 5· ver-

Die Ubertragungseinheit 19 enthält eine Anzahl 60 bunden. Das Spezialzeichen wird deshalb direkt nach" von logischen Schaltungen 55 a bis 55 d, die ähnlich dem signifikativen Zeichen im Register 22 d, wenn aufgebaut sind wie die in F i g. 3 gezeigten. Jeweils außerdem noch zwei oder drei nichtsignifikative eine logische Schaltung 55 ist zwischen jedem Zeichen gespeichert sind, auf das Band 12 über-Zeichenregister 22 und den Magnetköpfen 13 einge- tragen. Enthält das in dem Zwischenspeicher 16 überschaltet. Jede logische Schaltung 55 ist gleich aufge- 65 tragene Wort nur Nullen, dann veranlaßt der Impuls baut und enthält vier UND-Schaltungen. Ein Ein- vom Ausgang der UND-Schaltung A 4-0 die Übergang jeder der UND-Schaltungen ist mit je einem tragung eines Spezialzeichentorimpulses zum Eingang Ausgang 24 einer bistabilen Kippstufe FF des züge- 61c. Damit wird lediglich ein Spezialzeichen auf das

Band 12 übertragen, wenn alle Zeichen nichtsignifi- 118 und die logischen Schaltkreise 117, die die Ankativ sind. Andererseits, wenn alle Zeichen eines im gaben aus dem Stufenregister 116 unter der Steue-Zwischenspeicher gespeicherten Wortes signifikativ rung der Steuereinheit auf die Ausgabeeinheit 110 oder nur ein nichtsignifikatives Zeichen haben, dann übertragen. Die Angaben werden von dem Hauptwird das ganze Wort auf das Band 12 übertragen. Da 5 speicher 111 Zeichen für Zeichen auf das Hilfsdie UND-Schaltung 66 in diesem Fall sperrt, wird register 116α übertragen. Die Steuereinheit 118 auch der Spezialzeichentorimpuls nicht übertragen liefert einen Impuls auf das Stufenregister 116, wenn und gelangt damit nicht auf das Band. ein signifikatives Zeichen in das Hilfsregister 116a

An der Klemme EO wird ein Arbeitsendeimpuls übertragen wird und ein Ausgabeübertragungssignal abgegriffen, der über eine Verzögerungsleitung 67 aus io auf die logischen Schaltkreise 117, wenn ein Spezialdem Spezialzeichentorimpuls entsteht. Wird der zeichen in das Register 116 a eingegeben wurde oder Spezialzeichengenerator nicht wirksam, z. B. wenn bei Erzeugung einer bestimmten Anzahl von Stufendie Angaben weniger als zwei nichtsignifikative Signalen. Die Steuereinheit 118 gibt einen Lösch-Zeichen enthalten, dann wird der Arbeitsendeimpuls impuls ab, um alle Register zu löschen, wenn ein exüber die ODER-Schaltung 68 und die UND-Schal- 15 pandiertes Wort auf die Ausgabeeinheit 110 übertung 69 geliefert. Ein Eingang der UND-Schaltung tragen wurde.

69 ist mit der gemeinsamen Leitung 56 verbunden, Das Hilfsregister 116a in Fig. 5a enthält vier bi-

während der andere Eingang mit dem Ausgang der stabile Kippstufen mit je einem Eingang 125, einem ODER-Schaltung 68 verbunden ist, die ihrerseits Ausgang 124 und einem Löscheingang 126. Der Eineinen Impuls von der UND-Schaltung A 0-0 oder 20 gang 125 jeder Kippstufe ist über hier nicht gezeigte ,4 0-1 erhält. Verstärker je mit einem besonderen Magnetkopf

Der Arbeitsendeimpuls wird einmal dazu verwen- 113,4 bis 113D (Fig. 5) verbunden, so daß die det, um alle Zeichenregister 22 zu löschen, und wird Information vom Band 112 zeichenweise in Serie und deshalb an den Eingang 26 aller Kippstufen FF über bitweise parallel in das Hilfsregister 116 a übertragen die Leitung 70 (F i g. 1 a) übertragen. Zum anderen 25 wird. Ein Löschimpuls am Löscheingang 126 des wird der Arbeitsendeimpuls auf die Leitung 33 der Hilfsregisters 116 a bewirkt, daß alle bistabilen Kipplogischen Schaltkreise 17 über eine Verzögerungs- stufen gelöscht werden, d. h., daß das Potential am Schaltung 71 übertragen. Außerdem wird der Arbeits- Ausgang 124 niedrig ist. Eine binäre »Eins« am Einendeimpuls der Steuereinheit 18 über eine Verzöge- gang 125 bewirkt, daß der entsprechende Ausgang rungsschaltung 72 zugeführt. 30 124 ein hohes Potential einnimmt, während bei einer

Die Arbeitsweise des Datenkompressionssystems binären Null die Ausgänge 124 der bistabilen Stufen wird nachstehend beschrieben. Ein Startsignal SS am auf niedrigem Potential bleiben. Das Vierstufen-Eingang 17ί der logischen Schaltkreise 17 (Fig. 1, register von Fig. 2 wird als Hilfsregister verwendet 1 a) veranlaßt, daß ein Wort, das sich in einem be- unter Berücksichtigung, daß die Klemme 125 der stimmten Datenfeld der Eingabeeinheit 10 befindet, 35 Klemme 25 und die Klemme 26 der Klemme 126 auf den Zwischenspeicher 16 übertragen wird. Die entspricht und daß die Klemme 24 komplementäre Steuereinheit 18 stellt automatisch die Anzahl der in Impulse zu denen der Klemme 124 abgibt,
einem Wort enthaltenen nichtsignifikativen Zeichen Die Ausgänge 124 des Hilf sregisters 116 a werden

fest. Das Startsignal gelangt außerdem nach einer zur Steuereinheit 118 geführt und außerdem zur gewissen Verzögerung, infolge der Verzögerungs- 40 letzten Stufe des Stufenregisters 116. Jede Stufe Schaltung 72, als Steuertorimpuls über die Leitung 49 dieses Registers enthält ein 4-Bit-Register 122 und zur Steuereinheit 18. Die Steuereinheit 18 liefert einen logische Schaltkreise 123. Die Register 122 gleichen Impuls entsprechend der Anzahl nichtsignifikativer in ihrem Aufbau dem des Hilf sregisters 116 a und Zeichen des Zwischenspeichers 16 zur Übertragungs- enthalten vier bistabile Kippstufen, wovon jede einen einheit 19. Die Übertragungseinheit 19 bewirkt unter 45 Eingang 125, einen Ausgang 124 und einen Lösch-Steuerung dieses Impulses, daß nur die signifikativen eingang 126 aufweist. Ein Löschimpuls am Eingang Zeichen des Zwischenspeichers 16 auf den Haupt- 126 löscht jede bistabile Kippstufe, womit das Potenspeicher 11 übertragen werden. tial an den Ausgängen 124 niedrig wird. Eine binäre

Der Impuls der Steuereinheit 18 bestimmt außer- Eins am Eingang 125 schaltet die bistabile Kippstufe dem, ob der Spezialzeichengenerator wirksam wird 50 an, und das Potential am Ausgang 124 wird hoch, wooder nicht, je nachdem wie viele nichtsignifikative hingegen eine binäre Null am Eingang 125 die bi-Zeichen unterdrückt wurden. Hiernach gibt der stabile Kippstufe nicht umschaltet. Jedes Register Spezialzeichengenerator einen Arbeitsendeimpuls EO 122 ist mit dem nächsten über logische Schaltkreise ab, der bewirkt, daß der Zyklus für das nächste von 123 verbunden, deren Aufbau dem der F i g. 3 gleicht, der Eingabeeinheit 10 abgegebene Wort wiederholt 55 ^Ein Eingang jedes UND-Schalters 123 ist jeweils mit wird. dem zugeordneten Ausgang 124 des nachfolgenden

Das Datenverarbeitungssystem nach Fig. 5, 5a Registers verbunden, während die anderen Eingänge zeigt ein Datenexpansionssystem 115, das nichtsigni- durch Anschluß 121α bis 121 d gebildet werden, fikative Zeichen in der Information, die in kompri- denen Impulse von der Steuereinheit 118 zugeführt mierter Form im Speicher 111 vorhanden ist, ergänzt 60 werden. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 123 werden. Die Ausgabeeinheit 110 ist in Fig.5, 5a in sind je an einem Eingang 125 des vorhergehenden Blockform dargestellt. Sie kann z. B. ein Rechen- Registers 122 angeschlossen, so daß Impulse ,an den Stanzer, ein Druckwerk oder ein Kernmatrixspeicher Eingängen 121a bis 121 d bewirken, daß das einer Rechenanlage sein. Der Speicher 111 kann dem Stufenregister 116 um eine Position nach links ge-Speicherll, wie er in Fig. 1, la dargestellt ist, 65 schaltet wird. Die Ausgänge der Register 122a bis gleichen. 122 a" sind außerdem über logische Schaltkreise 130 a

Das Datenexpansionssystem enthält ein Stufen- bis 130d, die ähnlich aufgebaut sind wie die nach register 116, ein Hilfsregister 116 α, eine Steuereinheit Fig. 3, mit der Ausgabeeinheit 110 verbunden. Die

logischen Schaltkreise 130 α bis 130 d werden wirksam, wenn ein Ausgabebefehlsimpuls auf die Leitung 133 gegeben wird.

Der Ausgabebefehlsimpuls und der Schaltimpuls für das Stufenregister werden von der Steuereinheit 118 je nach Eingabe von signifikativen Zeichen in das Hilfsregister 116 a abgegeben.

Die Steuereinheit 118 nach Fig. 5 enthält Mittel zur Erzeugung eines Schaltimpulses für das Stufen-

Angaben auf die Ausgabeeinheit übertragen werden, wenn das SpezialZeichen auf das Hilfsregister gegeben wird, oder wenn das Stufenregister viermal geschaltet wird.

Um einen Ausgabebefehlsimpuls zu erzeugen, wenn ein Spezialzeichen in das Hilfsregister eingegeben wird, ist eine UND-Schaltung 150 vorgesehen mit vier Eingängen 151, die jeweils mit den Ausein Spezialzeichen, d. h. vier binäre Einsen, in das Hilfsregister 116 a eingeführt werden, und niedrig, wenn ein signifikatives Zeichen in das Hilfsregister 116« eingeführt wird.

Um die Schaltimpulse für das Stufenregister zu erzeugen, ist ein Inverter 153 vorgesehen, der an den Ausgang 152 der UND-Schaltung 150 angeschlossen ist, deren Eingänge ihrerseits mit den Ausgängen 124

Ubertragungsimpuls TD genannt, wird über eine Verzögerungseinrichtung 165 von dem Ausgang der UND-Schaltung 156 abgenommen. Ein verzögerter Stuf enimpuls SD wird ebenfalls über eine ähnliche Verzö-5 gerungseinrichtung 166 von dem Ausgang der UND-Schaltung 155 abgenommen. Der verzögerte Stufenimpuls SD schaltet den Multivibrator 158 wieder in seinen Ruhezustand.

Der Ausgabebefehlsimpuls T wird den logischen

register, Mittel zur Erzeugung eines Ausgabebefehls- io Schaltkreisen 130 zugeführt, um zu bewirken, daß impulses bei Eingabe eines Spezialzeichens in das das in den Stufenregistern 116 gespeicherte 4-Zei-Hilfsregister und Mittel zur Erzeugung eines Aus- chen-Wort auf die Ausgabeeinheit übertragen wird, gabebefehlsimpulses bei einer bestimmten Anzahl von Der Übertragungsimpuls TD löscht die Register 122« Schaltimpulsen für das Stufenregister, in diesem Fall bis 122 d, das Hilfsregister 116 a, den Multivibrator also von vier Impulsen. Die Steuereinheit 118 be- 15 158 und einen Zähler 170, dessen Funktion weiter wirkt also, daß die in dem Stufenregister enthaltenen unten noch beschrieben wird.

Der Stufenimpuls S wird der Klemme 121« des Stufenregisters 116 zugeführt. Die Klemme 121 α ist über eine ODER-Schaltung 171a mit dem Löscheinao gang 126 des Registers 122 a verbunden und über eine Verzögerungseinrichtung 172 mit den logischen Schaltkreisen 123 a. Das Stufensignal S bewirkt, daß das Register 122 a gelöscht wird und kurz darauf, daß der Inhalt des zweiten Registers 122 a abgeführt gangen 124 des Hilfsregisters verbunden sind. Der 25 wird.

Ausgang 152 der UND-Schaltung 150 ist hoch, wenn Eine Anzahl von Verzögerungseinrichtungen D 2,

D 3, D 4 und Dx sind hintereinandergeschaltet und mit dem Ausgang der UND-Schaltung 155 verbunden, um weitere Stufenimpulse für die übrigen Stufen 30 des Registers 116 zu erhalten. Der Impuls SD 2, abgegriffen hinter der Verzögerungseinrichtung D 2, wird der Klemme 121 & des Registers 122 b zugeführt, nachdem sein Inhalt auf das Register 122 α übertragen wurde. Die Klemme 121 b ist in gleicher

des Hilfsregisters 116 α verbunden sind. Der Schalt- 35 Weise mit dem zugeordneten Register und den dazuimpuls für das Stufenregister wird vom Inverter 153 gehörigen logischen Schaltkreisen verbunden, wie die abgegeben, wenn ein signifikatives Zeichen in das Klemme 121 a, so daß der SD 2-Impuls bewirkt, daß Hilfsregister eingegeben wird, wobei mindestens ein das Register 122 b gelöscht wird und nach einer be-Bit eine binäre Null darstellt. In diesem Fall ist der stimmten Verzögerung der Inhalt des dritten ReAusgang 152 der genannten UND-Schaltung 150 40 gistersl22c in das Register 122 & eingegeben wird, niedrig. Der Impuls SD 3 an der Klemme 121 c und der Im-

Der Schaltimpuls vom Inverter 153 und der Aus- puls SD 4 an der Klemme 121 d bewirken entgabebefehlsimpuls von der UND-Schaltung 150 sprechend, daß die Zeichen vom Register 122 d auf werden dem Stufenregister 116 und den logischen das Register 122 c übertragen werden, und vom HilfsSchaltkreisen 130 über die UND-Schalter 155 und 45 register 116 a zum Register 122 d; der Impuls SD χ 156 zugeführt, deren andere Eingänge durch einen wird gleichzeitig über eine ODER-Schaltung 171 ;t Zeitkreis 157 gespeist werden. Der Zeitkreis 157 ent- auf den Löscheingang 126 des Hilfsregisters 116 a hält einen Multivibrator 158 mit einem Eingang 159, und auf den Zähler 170 übertragen. Damit ist das der mit den Magnetköpfen ill· A bis 113 D über eine Hilfsregister 116 a bereit, das nächstfolgende Zeichen ODER-Schaltung 160 verbunden ist. Nachdem jede 50 des Bandes 112 aufzunehmen. Der Impuls SDx läßt Zahl auf dem Band 112 zumindest eine binäre Eins den 3-Stufen-Zähler 170 die Anzahl der Zeichen anenthält, wird dem Multivibrator 158 jedesmal dann zeigen, die von Hilfsregister 116 a auf das Stufenein Impuls zugeführt, wenn eine Zahl in das Hilfs- register 116 übertragen wurden. Der Zähler 170 ist register 116 a eingegeben wird. Wenn eine signifi- so eingerichtet, daß er einen Ausgabebefehlsimpuls kative Null auf dem Band erscheint, wird dem Ein- 55 abgibt, wenn vier aufeinanderfolgende signifikative gang 159 ein Impuls über den Inverter 16Of züge- Zeichen in das Stufenregister eingegeben wurden, führt. Der Multivibrator 158 ist monostabil und liefert Vier aufeinanderfolgende signifikative Zeichen beeinen Ausgangsimpuls bestimmter Dauer, wenn am deuten ein Wort, das nicht in komprimierter Form in Eingang 159 ein Impuls angelegt wird. Der Multi- den Hauptspeicher 111 eingegeben wurde. Wie schon vibrator 158 kann auch bistabil sein. In diesem Fall 60 oben erwähnt, wird der Zähler 170 gelöscht, wenn ist ein Löscheingang 162 vorgesehen. Der Ausgang ein Übertragungsimpuls TD in seinen Löscheingang 161 sendet gleichzeitig einen Impuls zu den UND- 173 übertragen wird.

Schaltungen 155 und 156, wenn ein Impuls von der Die Wirkungsweise des Datenexpansionssystems,

ODER-Schaltung 160 oder vom Inverter 160/ abge- wie es in Fig. 5 und 5a dargestellt wird, kann in geben wird. Ein Schaltunpuls S für das Stufenregister 65 zwei Arten von Übertragungsoperationen aufgeteilt und ein Ausgabebefehlsimpuls T wird dann von der werden. Einmal die Übertragung eines komprimierentsprechenden UND-Schaltung 155 und 156 abge- ten Wortes und zum anderen die Übertragung eines geben. Ein verzögerter Ausgabebefehlsimpuls, kurz nichtkomprimierten. Die Arbeitsweise der Schaltung

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soll im folgenden beschrieben werden. Dabei sollen alle Register gelöscht sein. Der Hauptspeicher 111 gibt die Zeichen auf das Hilfsregister 116 a, wobei die Zeit bestimmt ist durch die Geschwindigkeit des Bandes 112, mit der es .an den Magnetköpfen 113 vorbeigeführt wird. Nun sei angenommen, daß das erste Zeichen, das dem Hilfsregister 116 a zugeführt wird, ein Spezialzeichen ist, das durch vier binäre Einsen dargestellt wird. Dann entsteht am Ausgang der UND-Schaltung 150 ein hohes Potential, und es gelangt ein Impuls auf die UND-Schaltung 156, während der Zeitkreis 157 einen Impuls zum anderen Eingang der UND-Schaltung 156 liefert. Ein Ausgabebefehlsimpuls T wird erzeugt und über die Leitung 133 den logischen Schaltkreisen 117 zugeführt. Da aber anfangs die Stufenregister 122 α bis 122 d gelöscht waren, wird ein 4-Nullen-Wort der Ausgabeeinheit 110 übertragen. Der Übertragungsimpuls TD löscht anschließend die Register und macht sie wieder startbereit.

Enthält das nächste Wort auf dem Band 112 lediglich zwei signifikative Zeichen, wobei den zwei signifikativen Zeichen ein Spezialzeichen in der Reihenfolge der Aufzeichnung folgt, wird das erste Zeichen in das Hilfsregister 116 a übergeführt, und ein Schaltimpuls für die Stufenregister 5 wird durch die UND-Schaltung 155 erzeugt, die einen Impuls vom Zeitkreis 157 und vom Inverter 153 erhält. Der Stufenimpuls S überträgt den Inhalt des Registers 1226 zum Register 122 a. Der verzögerte Stufenimpuls SD löscht den Multivibrator 158 des Zeitkreises 157, während die Stufensignale SD 2 und SD 3 veranlassen, daß die jeweiligen Inhalte der Register 122 c und 122 d in die jeweils vorhergehenden Register 122 & und 122 c übertragen werden. Der Stufenimpuls SD4 überträgt den Schaltimpuls des Hilfsregistersll6a in das Register 122 d. Der Stufenimpuls SDx löscht das Hilfsregister 116 a und läßt den Zähler 170 eine Eins zählen. Das Stufenregister enthält nun drei Nullen und ein signifikatives Zeichen, von links nach rechts gelesen.

Die Abfühlung des zweiten Zeichens und dessen Eingabe in das Hilfsregister 116 a löst einen ähnlichen Arbeitsgang aus, so daß bei Beendigung das Stufenregister zwei Nullen und zwei signifikative Zeichen enthält. Der Zähler 170 enthält eine Zwei. Die Eingabe des SpezialZeichens in das Hilfsregister 116 a löst einen Ausgabebefehlsimpuls T aus, der von der Steuereinheit, wie oben beschrieben, erzeugt wird. Das Wort mit den zwei signifikativen Zeichen ist also damit in expandierter Form auf die Ausgabeeinheit 110 übertragen worden. Der Übertragungsimpuls TD löscht anschließend alle Speicher des Systems und macht es wieder startbereit.

Das nächste auf dem Band 112 gespeicherte Wort soll ein Wort sein, das nicht komprimiert war, oder soll ein Wort sein, das vier signifikative Zeichen enthält. Die Übertragung jedes Zeichens in das Stufenregister 116 geht dabei vonstatten wie oben beschrieben. Der Stufenimpuls SDx, der für jedes Zeichen erzeugt wird, läßt den Zähler 170 um je eine Position für jede Übertragung weiterzählen. Nach der Übertragung des letzten Zeichens aus dem Hilfsregister 116 a zur Registerstufe 122 a" läßt der Stufenimpuls SDx den Zähler 170 den vierten Schritt zählen. Damit wird ein Ausgabebefehlsimpuls T aus der Steuereinheit 118, wie oben beschrieben, abgegeben. Das 4-Zeichen-Wort, das in dem Stufenregister gespeichert ist, wird damit auf die Ausgabeeinheit 110 übertragen, und der Übertragungsimpuls TD löscht die Speicher- und Register des Systems, um so startbereit für die Verarbeitung des nächsten in das Hilfsregister 116 a eingegebenen Zeichens zu sein. Ausdrücklich sei festgestellt, daß im Fall, wo der Hauptspeicher ein Magnetband ist, das die Information der komprimierten Form gespeichert hält, wie in F i g. 5 dargestellt, es nicht notwendig ist, daß das Band für jedes Zeichen angehalten und dann wieder bewegt wird. Das Band läuft kontinuierlich, so daß jedes Zeichen, was darauf gespeichert ist, in das Hilfsregister 116 a eingegeben wird, anschließend expandiert und der Ausgabeeinheit 110 zugeführt wird. Die Ausgabeeinheit 110 ist mit geeigneten Adressenauswahlvorrichtungen versehen, um die gewünschten Worte zu adressieren, wenn sie zugeführt werden. Das Kompressions- und Expansionssystem arbeitet mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Eingabe und Verarbeitung der Angaben mit Bandgeschwindigkeiten, die einer 15-kHz-Zeichenfrequenz entsprechen, möglich ist.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Datenübertragung durch Impulse unter Verwendung von Datenkompression und Datenexpansion, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung in der einen Richtung durch eine Wortstellenabtasteinrichtung (18) die nichtsignifikativen Stellen eines zwischengespeicherten Wortes ermittelt werden, daß die Ausgangssignale der Wortstellenabtasteinrichtung bei Überschreitung einer vorbestimmten Grenzzahl nichtsignifikativer Stellen diese über Torschaltungen (55) für eine Übertragung unwirksam machen sowie einen Sonderzeichengenerator (20) betätigen, der dem Wort ein die Stellenunterdrückung markierendes Sonderzeichen hinzufügt, und daß zur Übertragung in der entgegengesetzten Richtung die Stellen nacheinander in ein Stufenregister (116) eingegeben und unter Steuerung einer ersten Abfühleinrichtung (150), die das Auftreten des Sonderzeichens anzeigt, oder unter Steuerung einer zweiten Abfühleinrichtung (170), die das Wortende anzeigt, über Torschaltungen (130) weitergeleitet werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenspeicher (16) vorgesehen ist, der eine Anzahl Speicherstufen (22 a bis 22 d) zur parallelen Aufnahme der Zeichen eines zu komprimierenden Datenwortes aufweist, daß die Speicherstufen ausgangsseitig einerseits mit einer logischen Schaltung (42 bis 48) zur Feststellung der Anzahl nichtsignifikativer Zeichen und andererseits durch Übertragungstore (55) mit Ausgangsleitungen (84) verbunden sind, daß die logische Schaltung für jede Anzahl nichtsignifikativer Zeichen ein Ausgangssignal erzeugt, das jeweils dem Übertragungstor des ersten signifikativen Zeichens und allen Übertragungstoren der Zeichen niedrigerer Stelligkeit als Übertragungssteuersignal zugeführt wird, und daß vorbestimmte dieser Ausgangssignale den an die Ausgangsleitungen (84) angeschlossenen Sonderzeichengenerator (20) vorbereiten.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Übertragungstoren (55 a bis SSd) Verzögerungsschaltungen

(58 α bis 58 c) angeordnet sind, durch die die Übertragungssteuersignale jeweils um einen Zeichentakt verzögert am Übertragungstor der nächstniedrigeren Zeichenstelle wirksam werden.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungssteuersignale von dem Ubertragungstor (5Sd) niedrigster Stelligkeitzum Sonderzeichengenerator (20) geleitet werden und diesen, sofern er vorbereitet ist, wirksam machen und/oder einen End- to impuls zur Rückstellung und Aufnahme neuer Zeichen auslösen.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sonderzeichengenerator (20) Torschaltungen (68, 69) enthält, über die an Stelle eines Sonderzeichens ein Endimpuls erzeugt wird.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stufenregister (116) ein Hilfsregister (116 ä) vorgeschaltet ist, an dessen Ausgang einerseits die nachgeschalteten Stufenregisterstellen (122) und andererseits eine Abfühlschaltung (150), die das Auftreten eines Sonderzeichens anzeigt, angeschlossen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (123, 171, 172, D₂ bis D₄, D_x) vorgesehen ist zur stellenweisen Verschiebung der im Stufenregister (116) enthaltenen Zeichen mit Eintreffen eines neuen signifikativen Zeichens, welche durch ein Ausgangssignal der Abfühlschaltung (150) sperrbar ist, und daß ein auf die maximale Zeichenzahl eines Wortes voreingestellter Zähler (170) vorgesehen ist, der die Zahl der vorgenommenen Stellenverschiebungen registriert.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (124) der Stuf enregisterstellen (122) über Torschaltungen (130) mit einer Datenauswerteinrichtung verbunden sind und daß diese Torschaltungen durch einen Ausgangsimpuls der Abfühleinrichtung(150) oder durch einen eine Zählwertüberschreitung anzeigenden Impuls des Zählers (170) für eine Datenübertragung geöffnet werden.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkompression durch Unterdrückung der nichtsignifikativen Stellen und Bildung eines Sonderzeichens vor der Eingabe der Daten in einen Speicher (11, 111) und die Datenexpansion mit Berücksichtigung der unterdrückten Stellen durch Auswerten eines Sonderzeichens nach der Entnahme der Daten aus einem Speicher erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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