DE1499203B1

DE1499203B1 - Schaltungsanordnung zum Speicherschutz bei Datenverarbeitungsanlagen mit Simultanbetrieb

Info

Publication number: DE1499203B1
Application number: DE19651499203
Authority: DE
Inventors: Villante Anthony Eugene; Collins Arthur Frederick; Carnevale Richard Joseph; Amdahl Gene Myron; Marsh Elliott Robinson
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-04-06
Filing date: 1965-03-31
Publication date: 1970-08-27
Also published as: US3328768A; SE329283B; GB1056951A; CH430795A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Erfindung hat eine Reihe von bedeutenden Vorteilen,

zum Speicherschutz für einen in mehrere Speicher- Durch die Verwendung von Schlüsselwörtern und

blocke unterteilten Speicher in Datenverarbeitungs- einem Vergleich kann der Speicherschutz davon ab-

anlagen, die zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer hängig gemacht werden, welcher Benutzer zu welchem

Programme ausgestattet sind und wobei die einzelnen 5 Speicherblock Zutritt verlangt. Es ist deutlich, daß

Speicherblöcke gegen ungewolltes Eintragen bzw. Aus- hierdurch ein hohes Maß an Flexibilität erreicht wird,

lesen durch in einem Zusatzspeicher gespeicherte Hierdurch wird ermöglicht, mehrere Speicherblöcke

Schutzinformationen geschützt sind. einem Programmteil oder mehrere Programmteile

Bei bekannten derartigen Speichereinrichtungen einem Speicherblock zuzuordnen. Als Benutzer des erfolgt die Zuordnung der einzelnen Speicherteile zu io Hauptspeichers können auch Eingangs-Ausgangsden Benutzern entweder durch feste Verdrahtung, Geräte auftreten. Durch die Verwendung eines mit durch Angabe einer Anfangs- und einer Endadresse, dem Hauptspeicher zugleich adressierten Schlüsselzwischen denen die vom Benutzer gewünschte Adresse Wortspeichers wird eine Änderung der Speicherschutzliegen muß, oder durch eine von der Zentralsteuerung Schlüsselwörter auch während des Ablaufs eines Progelieferte Kennziffer, die mit der Bezeichnung des vom 15 grammteiles sehr erleichtert. Die Zuordnung der Benutzer adressierten Speicherteiles übereinstimmen Datenblöcke zu den Benutzern kann somit jederzeit muß. geändert werden.

Nach der deutschen Auslegeschrift 1114 049 sind Vom besonderen Vorteil ist die Verwendung eines jedem Speicherregister zusätzliche Speicherelemente bestimmten, fest vorgegebenen Schlüsselwortes. Durch zugeordnet, welche zur Speicherung einer Speicher- 20 dieses spezielle Schlüsselwort wird die Programmierung Schutzinformation dienen sollen. In dem in dieser sehr vereinfacht, da die Zuordnung der Datenblöcke Auslegeschrift gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen zu den verschiedenen Benutzern jederzeit ohne bediese weiteren Speicherelemente aus einem einzelnen sondere Maßnahmen ausgeschaltet werden kann. Die Bit, welches angibt, ob eine Ansteuerung des adressier- zentrale Verarbeitungseinheit oder die Eingangsten Speicherregisters gestattet ist oder nicht. Dieses 25 Ausgangs-Einheiten können also jederzeit Zugriff zu Bit wird zu Beginn eines Programmablaufs gesetzt einem Datenblock erhalten, ohne daß die Schlüssel- und gibt während dieses Programmablaufes lediglich Wörter vorher geändert werden müssen. Es wird an, ob die betreffende Registerstelle als solche ge- somit ein selektiver Speicherschutz erzielt,
schützt ist oder nicht. Der Schutz erfolgt also unab- Das von der Vergleichseinrichtung abgegebene Aushängig davon, welches Programm oder welcher Be- 30 gangssignal kann dazu benutzt werden, ein Waranutzer überhaupt Zugriff zu dieser Speicherstelle signal zu erzielen sowie eine Programmunterbrechung verlangt. oder eine automatische Korrektur des aufgetretenen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zählers zu erzielen.

Speicherschutzeinrichtung vorzusehen, welche wesent- Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch Hch flexibler ist als derartige bekannte Einrichtungen, 35 gekennzeichnet, daß die Dateneingabeeinrichtung des sowie eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit und eine Hauptspeichers derart aufgebaut und mit dem Auseinfachere Programmierung der Datenverarbeitungs- gang der Vergleichseinrichtung verbunden ist, daß anlage ermöglicht. beim Abgeben eines Signals am Ausgang der Vergleichs-

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden einrichtung die Übertragung eines neu einzuschrei-

Merkmale: 40 benden Wortes vom Hauptspeicherdatenregister in

a) für jeden Speicherblock ist ein zusammen mit f^en Hauptspeicher verhindert bzw. eine Rücküberdiesem adressierbares, jedoch funktionell ge- ^gung des eben aus dem Hauptspe.cher ausgelesenen trenntes Speicher-Schlüsselwortregister vorge- Wertes m das betreffende Hauptspeichern^ ersehen, das bei Ansteuerung des Speicherblockes _.·» ' . ..,,,,.,
das diesem zugeordnete Schlüsselwort abgibt; « ., Diese Maßnahme erweist sich als vorteilhaft bei der

b) es ist ein Befehlsschlüsselwortregister vorhanden, Verwendung von Speichern mit zerstörender Ausdas das Schlüsselwort des jeweils anliegenden ^lesung. ..... ·, ^ c j · j j i.

Speicheraufrufbefehles speichert; ,^Em^e ™f^rs Ausbildung der Erfindung ist dadurch

c) es ist eine .Vergleichseinrichtung vorhanden, an gekennzeichnet, daß bei einer Speicherzugnffsoperation deren ersten Eingängen die Ausgänge des jeweils ⁵° ^emer _u Eingangs-Ausgangs-Einheit aus einem Teiladressierten Speicherschlüsselwortregisters und ^sP^e»^chef des Schlusselwortspeichers aus einer der bean deren zweiten Eingängen die Ausgänge des treffenden Eingangs-Ausgangs-Emheit zugeordneten Befehlsschlüsselwortregisters anliegen, so daß die ^Adref^{e em} Eingangs-Ausgangs-Einheitschlusselwort Vergleichseinrichtung zur Verhinderung uner- ausgelesen und in das Befehlsschlusselwortregister wünschter Änderungen bei einem Befehl, der eine ^{55 ub}*^rtraf "^wird.V ο u -λ- u ■? <*a
Änderung des Speicherinhaltes zur Folge hat, ein _c.^{Durch d} _A ^iese Maßnahme wird ein rascher Zugriff der Ausgangssignal abgibt, wenn weder die Eingangs- Eingangs-Ausgangs-Einheiten zu den geschützten Speiwerte an ihren beiden Gruppen von Eingängen herstellen erzielt. Diese Schnelligkeit ergibt sich unter übereinstimmen noch eine dieser Eingangsgruppen ^ande.^{rem 0}^h, daß die bereits fur die zentrale Vereinen bestimmten, fest vorgegebenen Wert auf- ^6o arbeitungseinheit vorgesehenen Schlüsselwörter nicht weist geändert werden müssen, wenn eme Eingangs-Aus-

gangs-Einheit Zugriff zum Hauptspeicher verlangt.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- Im folgenden wird an Hand der Zeichnungen ein

ansprächen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen

Dieser Lösung liegt die allgemeine Idee zugrunde, 65 Fig. la bis Ic das Übersichtsschaltbild einer die bekannte elementare Speicherschutzinformation Datenverarbeitungsanlage mit einer ein Ausführungsauf Schlüsselwörter zu erweitern und den Speicher- beispiel der Erfindung darstellenden Speichereinrichschutz von einem Vergleich abhängig zu machen. Die tung,

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F i g. 2 das Impuls-Zeit-Diagramm eines die Schliis- Zwischen dem ^-Register 130 und dem 5-Register Seiwortregister enthaltenden Speicher und 131 ist die Recheneinheit 699 angeordnet. Sie empfängt Fig. 3 a bis 3 c das Übersichtsschaltbild der ein Daten aus den A- und Ä-Registern und führt mit ihnen Ausführungsbeispiel darstellenden Speichereinrichtung Rechen- oder logische Operationen aus. Die Rechennach der Erfindung. 5 einheit 699 enthält unter anderem eine Schaltungs-In den nebeneinander anzuordnenden F i g. la, Ib anordnung zum Überkreuzen der Bits, so daß die und Ic ist eine Datenverarbeitungsanlage dargestellt. vier höherwertigen Bits an den vier niederwertigen Der Speicher 2204 dient zum Festhalten von Daten, Bitstellen erscheinen, und umgekehrt,
die zwischen der Datenverarbeitungsanlage und Ein- An den Ausgang der Recheneinheit 699 sind über und Ausgabevorrichtungen übertragen werden, für io die Leitung 102 die Verriegelungsschaltungen des Zwischenergebnisse, für Befehle und zur allgemeinen 5-Registers 140 angeschlossen, um die Reihenfolge Verwendung. Er ist mit Magnetkernen mit recht- nachfolgender Mikrobefehle beeinflussen zu können, eckiger Hystereseschleife aufgebaut und enthält Ab- z. B. im Falle des Auftretens eines Übertrages,
fühlverstärker 2206 für aus den Kernen ausgelesene Das Ä-Register 139 ist in erster Linie als· Puffer-Informationen sowie Treiberschaltungen 2205, die die 15 speicher für den Speicher 2204 wirksam. Die Daten Kerne so einstellen, daß sie die Informationen auf der werden dabei aus den Abfühlverstürkern 2206 ausge-Satnmelleitung 2208 speichern. lesen und über die Sammelleitung 2210 zum Ä-Re-Eine Entschlüßlerschaltung 2207 wählt das aus gister 139 übertragen. Aus dem Ä-Register werden sie acht Bits bestehende Zeichen (Byte) aus, das aus dem über die Λ-Sammelleitung 100 und das /4-Register 130 Speicher 2204 ausgelesen und an die Datensaintnel- so zur Recheneinheit 699 und von dort zu den jeweils aufleitung 2257 weitergegeben werden soll. gerufenen der oben erwähnten Registern übertragen. Als Speicheradreßregister dienen das M-Registerl37 Weiterhin können die Daten aus dem K-Register 139 und das N-Register 138. Jedes dieser Register enthält über die 5-SammelIeitung 101 und das 5-Register 131 ein Zeichen, d. h., das /-Register 134 und das /-Re- zur Recheneinheit 699 übertragen werden,
gister 135 arbeiten normalerweise als Befehlszähler. 25 In jedem Fall ist das Ä-Register 139 das erste Re-Diese Registerkombination enthält dann die Adresse gister der zentralen Racheneinheit, in das vom Speicher des nächsten Befehlszeichens, das aus dem Speicher 2204 Daten übertragen werden. Vom Ausgang des 2204 ausgelesen werden soll. Das /-Register enthält Α-Register 139 werden die Daten über die Sammeldabei die höheren und das /-Register die niedrigeren leitung 2208 in den Speicher 2204 zurückübertragen. Stellen. Je nach der von der zentralen Recheneinheit 30 Bei einer typischen Operation der zentralen Verauszuführenden Funktion kann jedoch der Inhalt arbeitungseinheit wird zu Beginn des Auslesens eines dieser Registerkombination in dem Datenspeicher 2204 neuen Befehles die Adresse im //-Register 134, 135 an einem als Stoßspeicher (Bump) bezeichneten Spei- in das A47V-Adreßregister 137,138 übertragen. In einem cherplatz abgespeichert und die Registerkombination späteren Umlauf wird die Adresse im Speicher 2204 zum Auffinden einer Operandenadresse verwendet 35 ausgewählt, und die Daten werden in das Ä-Register werden. 139 übertragen. Aus dem Ä-Register 139 werden die Als Operandenadreßregister dienen das {/-Register Daten über die ^-Sammelleitung 100, das ^-Register 142 und das K-Register 143 mit jeweils der Kapazität 130, die Recheneinheit 699 und die Z-Sammelleitung eines Zeichens. Das J-Register 141 ist ebenfalls ein 103 in das G-Register 133 übertragen. Während dieser Adressenregister; es wird für die Auswahl bestimmter 40 Zeit erfolgt die Erhöhung der Adresse im //-Register Speicherbereiche verwendet, die als Allzweckregister und die Auswahl einer anderen Adresse im Speicher bezeichnet werden. Das Γ-Register enthält nur ein sowie die Übertragung der Daten zum Ä-Register und Zeichen und adressiert mit seinen sechs höherwertigen anschließend eventuell zum L-Register, um eine von Bits das betreffende Allzweckregister und mit seinen mehreren Bedingungen anzuzeigen,
beiden niedrigsten Bits jede der vier Zeichen des AU- 45 In nachfolgenden //-Umläufen werden Daten zum zweckregisters, so daß bei diesem jedes Zeichen einzeln Γ-Register übertragen, um ein Allzweckregister im ausgewählt werden kann. Speicher anzuzeigen, das auszuwählen und zu dem Die Register 134, 135, 142, 143 und 141 sind mit Inhalt des f/F-Registers 142, 143 zu addieren ist, um ihren Ausgängen an die Sammelleitungen 104 und 105 eine bestimmte Adresse im Speicher darzustellen,
angeschlossen. Beim gewöhnlichen Rechenablauf wird so In jedem Befehlsumlauf wird der Ausgang der die in diesen Registern enthaltene Adresse während Recheneinheit 699 durch die Verriegelungsschaltungen eines Mikrobefehls aus einem dieser Register in das des Ä-Registers 140 abgefühlt, die dazu beitragen die Λ/iV-Register übertragen und während des folgenden nächste Adresse im Festwertspeicher zu bestimmen, Mikrobefehls entschlüsselt. aus der das nächstfolgende Mikrobefehlswort ausge-Das />-Register 132 ist ein Allzweckregister und 55 wählt wird. Das G-Register 133 wird ebenfalls verwird im allgemeinen als Zwischenspeicher verwendet. wendet, um die Adressenauswahl von Mikrobefehls-Der Operationsteil des Befehls wird in dem G-Register Wörtern im Festwertspeicher zu bestimmen.
133 gespeichert. Das 5-Register 140 enthält acht Ver- Das in F i g. la gezeigte fPZ-Regiäter 144, 135 riegelungsschaltungen SO bis Sl, die dazu dienen, wählt die Adresse der für die Steuerung der Maschine bestimmte Zustände oder Steuerfunktionen innerhalb 60 erforderlichen Mikrobefehlswörter im Festwertspeicher der Anlage festzuhalten und Rechenoperationen aus. Die Register HW und HX 148, 149 sowie CW durch die Auswahl von Mikrobefehlen zu beein- und CX 146, 147 werden in Verbindung mit dem flüssen. Jede dieser Verriegelungsschaltungen dient Festwertspeicher benutzt.

dabei einer bestimmten Funktion. Der Speicher 2204, der gegen eine unbeabsichtigte

Das L-Register 136 dient im allgemeinen zum 65 Veränderung der gespeicherten Daten infolge eines

Speichern der Länge, d. h. der Anzahl Zeichen, des Programmfehlers od. dgl., geschützt werden soll, ist

aus dem Speicher auszulesenden Feldes. Es wird aber ein Teil der Speicheranordnung 2201. Es ist in Blöcke

auch außerdem als Allzweckregister verwendet. von je 2 048 Zeichen unterteilt. Jedem Block ist ein

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aus vier Bits bestehendes Schlüsselwort zugeordnet. Im allgemeinen ist jeder Block einem bestimmten Programm zugeteilt, und nur dieses Programm kann Daten in diesem Block verändern. Ausnahmen von dieser Programmzuteilung werden dadurch bewirkt, daß entweder in das Programmzustandswort eines Programms der Schlüssel 0000 eingefügt wird, um diesem Programm alle Speicherblöcke zugänglich zu machen, oder daß einem oder mehreren Blöcken das Schlüsselwort 0000 zugeteilt wird, so daß diese von beliebigen Programmen gemeinsam benutzt werden können.

Für jeden Speicherblock ist ein aus vier Bits bestehendes Speicherschlüsselwortregister und für das Programmzustandswort des gerade ablaufenden Programms ein ebenso großes Befehlsschlüsselwortregister vorgesehen.

Für die Eingabe in diese Register sind zwei Befehle vorgesehen, welche neben dem betreffenden Operationsteil jeweils zwei Hüfsregister bezeichnen. Durch einen Befehl wird das in dem ersten Hüfsregister enthaltene Schlüsselwort in das Schlüsselwortregister für den Speicherblock eingeschrieben, der durch den Inhalt des zweiten Hilfsregisters bezeichnet wird. Durch den zweiten Befehl wird das Schlüsselwort in dem Schlüsselwortregister des durch das zweite Hüfsregister bezeichneten Speicherblockes in das erste Hilfsregister eingegeben.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel befinden sich die Speicherschlüsselwortregister in dem Magnetkernspeicher 902, der über die höherwertigen Stellen des Hauptspeicher-Adreßregisters adressiert wird.

Ein normaler Speicherzugriff durch die zentrale Verarbeitungseinheit läuft wie folgt ab:

1. Zu Beginn des Lesesignals wird ein Speicherschutz-Adreßregister 915 (Fig. 3b) eingestellt. Nach einer Verzögerung von 125 ns wird ein Taktgeber 911 im Schlüsselwortspeicher 902 (F i g. 3c) in Gang gesetzt.

2. Das aus dem Schlüsselwortspeicher 902 ausgelesene Schlüsselwort wird in den niedrigwertigen Teil905 eines ßM-Registers903 (Fig. 3a) eingebracht.

3. Das Schlüsselwort im niedrigwertigen Teil 905 des (?Af-Registers 903 wird mit dem Schlüsselwort eines Programmstatuswortes im höherwertigen Teil 904 des (M/^Registers 902 verglichen.

4. Wenn beide Schlüsselwörter nicht übereinstimmen und wenn keines von ihnen gleich 0000 ist und wenn es sich um einen Umlauf handelt, bei denen die Daten in dem adressierten Speicherplatz durch Löschen oder Überschreiben verändert werden, erzwingt die Dateneingabeeinrichtung des Speichers, daß die eben aus dem Speicher 2204 in das Ä-Register 139 ausgelesenen Daten zur Regeneration wieder in dieselbe Stelle eingesetzt werden, aus der sie entnommen worden sind. Wenn dagegen beide Schlüsselwörter übereinstimmen oder wenn einer der Schlüssel gleich 0000 ist, erfolgt keine Änderung des üblichen Speicherablaufs.

Während das Schlüsselwort eines Programms in seinem Programmzustandswort gespeichert ist. kann das Schlüsselwort einer Eingabe- oder Ausgabeeinheit in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Platzmangel nicht in dem zugehörigen Steuerwort «"·: rgebracht werden. Daher ist für die Eingabe- und Ausgabeeinheiten in dem Schlüsselwortspeicher 902 ein besonderer Schlüsselwortteil 922 vorgesehen, in welchem das Befehlsschlüsselwort einer Eingabe- oder Ausgabeeinheit an der dieser Einheit zugeordneten Adresse gespeichert wird, wenn zu Beginn einer Eingabe- oder Ausgabeoperation das Steuerwort dieser Einheit gebildet wird.

Bei einer Eingabe oder Ausgabe über den Multiplexkanal finden folgende Operationen statt:

1. Das Schlüsselwort aus dem Programmzustandswort des gerade laufenden Programms im höherwertigen Teil 904 des ßM-Registers 903 wird in dem hier nicht angedeuteten Stoßspeicherteil des Speichers 2204 abgespeichert.

2. Während das Steuerwort für die aktive Eingangs-Ausgangs-Einheit aus dem Stoßspeicherteil entnommen wird, wird das zugehörige Schlüsselwort aus dem Schlüsselwort-Speicherteil 922 zum niedrigwertigen Teil 905 des ßM-Registers 903 übertragen.

3. Der Inhalt des Q M-Registers 903 wird auf die Λ-Sammelleitung 100 gegeben, in der Recheneinheit 699 überkreuzt und über die Sammel- i leitung 103 wieder in das gAZ-Register eingegeben, so daß nunmehr das Schlüsselwort der Einheit in dem höherwertigen Teil 904 des ΟΛΖ-Registers 903 steht.

4. Während des folgenden Umlaufs wird das Schlüsselwort des adressierten Speicherblocks aus dem Schlüsselwort-Speicherteil 921 in den niedrigwertigen Teil 905 des QA/-Registers 903 übertragen, mit dem Schlüsselwort im höherwertigen Teil 904 des ßM-Registers verglichen und festgestellt, ob eine Übereinstimmung besteht. Wenn keine Übereinstimmung besteht und wenn keines der Schlüsselwörter gleich 0000 ist, werden die aus dem Speicher 2204 entnommenen Daten in die gleiche Adresse zurückgeschrieben, aus der sie entnommen worden sind, wie es oben bezüglich der normalen Betriebsweise der zentralen Verarbeitungseinheit beschrieben worden ist.

5. Beim Rückschreiben des Steuerwortes in den Stoßspeicher wird das zugehörige Schlüsselwort im höherwertigen Teil 904 des gAf-Registers 903 | auf die ^-Sammelleitung 100 gegeben, in der " Recheneinheit 699 überkreuzt, in den niedrigwertigen Teil 905 des ßA/-Registers 903 eingegeben und über die Recheneinheit 699 an die Z-Sammelleitung 103 zur Regeneration im Schlüsselwort-Speicherteil 922 übertragen. Anschließend wird das Schlüsselwort des gerade laufenden Programms wieder aus dem Stoßspeicher abgerufen und in den höherwertigen Teil 904 des QA/-Registers eingegeben.

6. Die Arbeit der zentralen Verarbeitungseinheit wird normal fortgesetzt.

Der Speicherschutz bei der Zusammenarbeit mit dem Selektorkanal erfolgt in ganz ähnlicher Weise.

In den nebeneinander anzuordnenden Fig. 3a bis 3 c ist die Speichereinrichtung etwas eingehender dargestellt.

Die verwendeten Logikglieder sind aus Transistorschaltungen aufgebaut und bewirken meist mit der logischen Funktion zusammen eine Polaritätsumkehr. ΰ h. eine logische Invertierung des Signals. Diese Invertierung ist in den Zeichnungen von den Logiksymbolen getrennt durch Pfeile dargestellt. Zu den Nicht-

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gliedern ist jedoch zu bemerken, daß das iV-Symbol dem Multiplexkanal auf der Leitung 427. Das Torzusammen mit dem Pfeil eine Invertierung bewirkt. signal für die Verriegelungsschaltung 919 wird vom Die in den Zeichnungen gezeigten UND-Glieder mit UND-Glied 920 geliefert. Der Schlüsselwortspeicher einem Pfeil am Ausgang (z. B. 946 in F i g. 3 a links 902 ist in die beiden Teile 921 und 922 mit 32 Speicheroben) oder ODER-Glieder (z. B. 951 in F i g. 3 a links 5 stellen von einer Länge von vier Bits für die Schlüsselunten) entsprechen also den bekannten NAND- Wörter der Speicherbereiche des Speichers 2204 bzw. Gliedern bzw. den NOR-Gliedern. Die Logikglieder der Steuerwörter der Eingabe- und Ausgabeeinheiten bearbeiten relativ positive Signale als eine logische aufgeteilt. Da jeder Speicherblock 2048 Speicher- »Eins« und relativ negative Signale als logische »Null«. Positionen umfaßt, kann also ein Speicher mit 64 000 Ein relativ positives Signal kann z. B. +3 Volt sein io Speicherpositionen bedient werden, und ein relativ negatives Signal 0 Volt. Das Adreßregister 915 muß sechs Abschnitte ent-

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß die Inver- halten, da der Schlüsselwortspeicher 902 vierundsionspfeile manchmal am Eingang und manchmal am sechzig Wortstellen aufweist. Die höchste Stelle 916-1 Ausgang gezeigt wurden. Hierdurch konnte die Be- des Registers 915 dient dabei zur Auswahl des gezeichnung in den Logikgliedern in manchen Fällen so 15 wünschten Schlüsselwort-Speicherteils 921 oder 922. gewählt werden, daß die zu erzielende logische Funktion Die Ausgänge des Adressierregisters 915 sind über angezeigt wird. Hierbei wurde von der bekannten einen herkömmlichen Entschlüßler 926 an den Steuer-Tatsache Gebrauch gemacht, daß ein gegebenes Logik- einrichtungen 910 des Schlüsselwortspeichers 902 anglied z. B. für positive Signale als UND-Glied und für geschlossen.

negative Signale als ODER-Glied arbeiten kann. Im 20 Der Taktgeber 911 des Schlüsselwortspeichers 902 weiteren Teil der Beschreibung, der sich auf die Art der wird für einen Speicheraufruf über zwei UND-verwendeten Logikglieder bezieht, wurde auf eine Er- Glieder 927 und 928 erregt, deren Ausgangssignale wähnung des jeweils vorhandenen Inversionspfeiles einem ODER-Glied 929 zugeführt werden, das über verzichtet. eine 125-ns-Verzögerungsschaltung 930 und ein

Der Schlüsselwortspeicher 902 enthält einen Teil 921 25 NICHT-Glied 931 mit dem Taktgeber 911 verbunden für die Schlüsselwörter der Speicherblöcke des Spei- ist. Das UND-Glied 927 wird durch einen Leseimpuls chers 2204 und einen Teil 922 für die Schlüsselwörter und das UND-Glied 928 durch einen Schreibimpuls der Steuerwörter der Eingabe- und Ausgabeeinheiten. betätigt.

Das gAf-Register 903 enthält einen höherwertigen Die UND-Glieder 927 und 928 betätigen weiterhin

Teil 904 für das Schlüsselwort des jeweils laufenden 30 eine Schreib-Lese-Verriegelungsschaltung 932, welche Programms oder der jeweils aktiven Eingabe- oder an die Speichersteuerung 910 angeschlossen ist. Die Ausgabeeinheit und einen niedrigwertigen Teil 905 Verriegelungsschaltung 932 besteht aus zwei UND-für das Schlüsselwort des jeweils adressierten Speicher- Gliedern 933 und 934. Wenn das UND-Glied 927 blockes des Speichers 2204. Die Vergleichsschaltung erregt ist, wird das Ausgangssignal der Verriegelungs-906 vergleicht den Inhalt der beiden Teile 904 und 905 35 schaltung für die Auswahl der Leseschaltungen relativ des ΟΛί-Registers 903. positiv und, wenn die UND-Schaltung 928 erregt ist,

Der Schlüsselwortspeicher 902 ist ein Magnetkern- für die Auswahl der Schreibschaltungen relativ negativ, speicher bekannter Bauart mit relativ geringer Kapa- Der höherwertige Teil 904 des ßA/-Registers 903

zität. Es weist einen Steuerteil 910 und einen Takt- umfaßt vier Verriegelungsschaltungen 940-0 bis 940-3, geber 911 für einen Umlauf auf. Der zeitliche Verlauf 40 der niedrigwertige Teil 905 des Registers vier Verriegedes Aufrufs des Schlüsselwortspeichers 902 ist in lungsschaltungen 940-4 bis 940-7. Die Leitungen ZÖ Fig. 2 dargestellt. Die Arbeitsgeschwindigkeit des bis Z3 der Z-Sammelleitung 103 sind mit dem Eingang Schlüsselwortspeichers 902 muß doppelt so hoch sein der Verriegelungsschaltungen 940-0 bis 940-3 verbunwie die des Speichers 2204. den. Die Leitungen Z4 bis Z7 der Sammelleitung sind

Die Adressierung des Schlüsselwortspeichers 902 45 über die UND-Glieder 942-1 bis 942-4 und die ODER-erfolgt entweder während der normalen Betriebsart Glieder 943-1 bis 943-4 mit den Eingängen der Verder zentralen Verarbeitungseinheit durch die fünf riegelungsschaltungen 940-4 bis 940-7 verbunden, höherwertigen Bits Λ/0 bis MA des ^-Adreßregisters Die Ausgangsleitungen 944-1 bis 944-4 des Schlüssel-

137 des Speichers 2204 oder während des Betriebes mit wortspeichers 902 werden so gesteuert, daß sie die dem Multiplexkanal durch die fünf höherwertigen 50 Schlüsselwörter über die UND-Glieder 945-1 bis 945-4 Bits NO bis NA des //-Adreßregisters 138. Die ausge- und die ODER-Glieder 943-1 bis 943-4 in die Verwählten Ausgänge des M- oder ^-Adreßregisters sind riegelungsschaltungen 94JK4 bis JMO-7 eingeben, an die Eingänge des Adreßregisters 915 angeschlossen. Von den Leitungen ZA bis Zl kommende Daten

Jeder Abschnitt 916-1 bis 916-6 des Registers 915 werden den Eingängen der niedrigwertigen Verriegeenthält zwei UND-Glieder 917-1 und 017-2, deren 55 lungsschaltungen des ßM-Registers 903 zugeführt, Ausgänge an einem ODER-Glied 918 angeschlossen wenn auf der Leitung 2343 ein positives Signal empsind, das wiederum mit seinem Ausgang mit einer fangen und den UND-Schaltungen 942-1 bis 942-4 zu-Verriegelungsschaltung 919 verbunden ist. Ein Ein- geleitet wird. Das Signal auf der Leitung 2343 dient gang jedes der UND-Glieder ist an den Ausgang des weiterhin zur Eingabe der Datenbits auf den Leitungen zugehörigen Adreßregisters angeschlossen. So ist 60 ZO bis Z3 in die höherwertigen Verriegelungsschalz. B. der Eingang des UND-Gliedes 917-1 an die tungen des gM-Registers 903. Weiterhin ist die Lei-Leitung MA und der Eingang des UND-Gliedes 917-2 tung 2343 über ein NICHT-Glied 949 an die Eingänge an die Leitung NA angeschlossen. der UND-Glieder 945-1 bis 945-4 angeschlossen. Wenn

Die Übertragung der in den Adreßregistern ge- also die Leitung 2343 relativ negativ ist, wird der Ausspeicherten Werte in die Verriegelungsschaltung 919 65 gang des NICHT-Gliedes 949 relativ positiv, und die erfolgt durch einen Impuls, entweder während des Schlüsselwörter werden über die UND-Glieder 945-1 normalen Betriebes der zentralen Verarbeitungseinheit bis 945-4 und die ODER-Glieder 943-1 bis 943-4 in die auf der Leitung 428a oder während des Betriebes mit niedrigwertigen Verriegelungsschaltungen 940-4 bis

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940-7 eingeführt. Der Zustand der Leitung 2343 be- knüpft sind, zeigt also ein negativer Ausgangsimpuls stimmt also, ob die Daten der Z-Sammelleitung 103 eine Nichtübereinstimmung der beiden verglichenen oder die Schlüsselwörter aus dem Schlüsselwortspeicher Schlüsselwörter an. Bei Übereinstimmung an sämtlichen 902 in die niedrigwertige Verriegelungsschaltung des zugeordneten Stellen des QM-Registers _ent_steht an gM-Registers eingegeben werden. Die Leitung 2343 5 den Ausgängen der Inverter 962-1 bis 962-4 kein Impuls, führt schließlich zu einem Eingang des UND-Gliedes Die Ausgänge QA bis Ql sind an die Eingänge eines

950, das über das ODER-Glied 951 und das NICHT- UND-Gliedes 963 und die Ausgänge QO bis Q3 der Glied 952 an die niedrigwertige Verriegelungsschal- NICHT-Glieder 961-1 bis 961-4 an die Eingänge eines, tung 940-4 bis 940-7 angeschlossen sind. Ein Torsignal UND-Gliedes 966 angeschlossen. Die Ausgänge der steuert die Eingabe von Daten in die niedrigwertigen io beiden UND-Glieder 963 und 966 sind mit den Ein-Verriegelungsschaltungen aus der Z-Sammelleitung 103. gangen eines ODER-Gliedes 965 verbunden. Wenn an

Ein vom Taktgeber 911 des Schlüsselwortspeichers allen Eingängen eines der UND-Glieder positive 902 abgeleiteter Impuls auf der Leitung 954 bewirkt Spannungen liegen, d. h., wenn das Schlüsselwort 0000 das Anlegen eines Torimpulses an die Eingänge der vorliegt, entsteht an seinem Ausgang ein negativer niedrigwertigen Verriegelungsschaltungen des QM-Re- 15 Impuls. Dieser negative Impuls erzeugt auf der Ausgisters und damit die Eingabe von Schlüsselwörtern gangsleitung 964 des ODER-Gliedes 965 einen posiaus dem Schlüsselwortspeicher 902 in die niedrig- tiven Impuls. Wenn an den Eingängen beider UND-wertigen Verriegelungsschaltung des gM-Registers. Glieder 963 und 966 von 0000 verschiedene Schlüssel-

Die Ausgänge der höherwertigen Verriegelungs- Wörter liegen und damit an ihren Ausgängen positive Schaltungen 940-0 bis 940-3 des gilf-Registers 903 ao Signale entstehen, erscheint auf der Ausgangsleitung sind direkt, diejenigen der niedrigwertigen Verriege- 964 des ODER-Gliedes 965 ein negatives Signal,
lungsschaltungen 940-4 bis 940-7 über die NICHT- Der Ausgang 964 des ODER-Gliedes 965 ist mit dem

Glieder 955-1 bis 955-4 an die Eingänge der R-Ύοτ- ersten Eingang, der in ODER-Form verknüpfte Aus-Schaltung 5639 angeschlossen, deren Ausgang mit der gang 967 der NICHT-Glieder 962-1 bis 962-4 mit dem /4-Sammelleitung 100 verbunden ist. 25 zweiten Eingang und die Leitung 428a, die stets dann

Die Verriegelungsschaltungen 940-1 bis 940-7 be- eine positive Spannung aufweist, wenn ein anderer Bewirken an den Dateneingängen eine Invertierung. Da reich des Speichers 2204 als der Stoßspeicherbereich in die höherwertigen Verriegelunjsschaltungen des adressiert wird, mit dem dritten Eingang eines UND-Registers die Komplementsignale ZO bis Z3 einge- Gliedes 970 verbunden. Wenn daher der Hauptspeichergeben worden sind, erscheinen an ihren Ausgängen die 30 bereich des Speichers 2204 adressiert wird, eine Nichtechten^ Werte QO bis Q3. Die Ausgangssignale QA Übereinstimmung der verglichenen Schlüsselwörter bis Ql der niedrigwertigen Verriegelungsschaltungen auftritt und weder die höher- noch die niedrigwertisind jedochjüe Komplementwerte der Werte aus den gen Verriegelungsschaltungen des gM-Regisiers das Leitungen Z4 bis Z7 oder derjenigen aus den Leitun- Schlüsselwort 0000 enthalten, so wird der Ausgang 975 gen 944-1 bis 944-4. Eine weitere Umkehrung erfolgt 35 des UND-Gliedes 970 relativ positiv. Falls umgekehrt an den Ausgängen der ODER-Glieder 943-1 bis 943-4. Übereinstimmung auftritt oder entweder die It Jher-Die Komplementwerte auf den Ausgangsleitungen des oder die niedrigwertigen Verriegelungsschaltungen des Schlüsselwortspeichers 902 werden nach den ODER- ßM-Registers das Schlüsselwort 0000 enthalten oder Gliedern 943-1 bis 943-4 und erneut vor den niedrig- der Stoßspeicherbereich des Speichers 2204 adressiert wertigen Verriegelungsschaltungen 940-4 Jbis 94O₁? 40 wird, ist der Ausgang 965 relativ negativ,
umgekehrt, so daß an den Ausgängen QA bis Ql Die Leitung 975 führt zu einem Eingangeines UND-

dieser Verriegelungsschaltungen die Komplement- Gliedes 976, zu einem Eingang eines UND-Gliedes 977 werte entstehen. Die Ausgangssignale β4 bis Ql der und zum Eingang eines NICHT-GIiedes 978. An die NICHT-Glieder 955-1 bis 955-4 ergeben dann wieder zweiten Eingänge des UND-Gliedes 976 und 977 ist | die echten Werte. 45 die Leitung 290 a angeschlossen, welche dann positiv

Über die Λ-Sammelleitung 100 werden Daten aus ist, wenn Daten auf der Z-Sammelleitung 102 in das dem ßAf-Register 903 übertragen, um sie im Stoß- Ä-Register 139 eingeführt, d. h. gespeicherte Daten speicher abzuspeichern (Programmzustandswort), um verändert werden sollen.

sie während des Betriebes mit dem Multiplexkanal aus Wenn beide Eingänge des UND-Gliedes 976 relativ

dem niedrigwertigen Teil 905 in den höherwertigen 5° positiv sind, wird auf der Ausgangsleitung 979 ein Teil 904 des βΛί-Registers und zurück auszukreuzen negativer Impuls erzeugt. Die Leitung 979 sendet ein oder um sie erneut in den Schlüsselwortspeicher 902 drittes in ODER-Form verknüpftes Eingangssignal zu einzuspeichern. einem hier nicht dargestellten NICHT-Glied, das eine

Die Ausgangssignale QO bis QZ werden über die hier ebenfalls nicht dargestellte Leitung 429 aus-NICHT-Glieder 961-1 bis 961-4 den ersten Eingängen 55 steuert. Diese Leitung 429 ist während einer normalen und die Ausgangssignale ß4 bis Ql direkt den zweiten Leseoperation positiv und verursacht damit eine ÜberEingängen von vier exklusiven ODER-Gliedern (Anti- tragung der Daten aus einer Stelle im Speicher 2204 in valenzgliedern) 960-1 bis 960-4 der Vergleichsschal- das /?-Register 139. Während einer Leseoperation, tung 906 zugeführt. Die Ausgänge der exklusiven nach welcher der Speicherinhalt verändert oder ge-ODER-Glieder 960-1 bis 960-4 sind über die NICHT- 60 löscht werden soll, ist die Leitung 429 relativ negativ. Glieder 962-1 bis 962-4 in ODER-Form zusammenge- Wird jedoch zu diesem Zeitpunkt an die Leitung 979 schlossen. ein Speicherschutzsignal angelegt, so macht dieses die

Von den exklusiven ODER-Gliedern wird nur dann Leitung 429 positiv, während die aus dem Speicher ein Ausgangsimpuls erzeugt, wenn ihre Eingangswerte ausgelesenen Daten noch zur Verfügung stehen, und verschieden sind. Ein solcher positiver Ausgangsimpuls 65 zwingt die Daten in das Ä-Register 139, so daß sie erzeugt dann einen negativen Impuls am Ausgang des bei dem darauffolgenden Schreibumlauf in den jeweils nachgeordneten NICHT-Gliedes. Da die Aus- Speicherplatz zurückgeschrieben werden, aus dem sie gänge dieser NICHT-Glieder in ODER-Form ver- vorher abgelesen worden waren.

BAD ORIGINAL

Der Ausgang des hier nicht gezeigten NICHT-Gliedes 978 ist zusammen mit der Leitung 290 a an die beiden Eingänge eines UND-Gliedes 980 angeschlossen. Der Ausgang 290 des UND-Gliedes steuert die Übertragung von Daten aus der Z-Sammelleitung 102 in das Ä-Register 139, wenn die gespeicherten Daten verändert werden sollen. Das Ausgangssignal des NICHT-Gliedes 978 ist relativ negativ, wenn der Schutz der Speicherstelle wegen Nichtübereinstimmung zwischen den beiden Schlüsselwörtern bewirkt werden soll, und verhindert damit, daß der positive Impuls von der Leitung 290a zur Leitung 290 gelangt und eine Übertragung der Daten von der Z-Sammelleitung zum Ä-Register und somit eine Änderung der Daten in der adressierten Speicherstelle bewirkt.

Das UND-Glied 977 empfängt ein drittes Eingangssignal von der Abtastleitung des Speichers 2204. Wenn die drei Eingänge positiv sind, gelangt ein negatives Signal zur Ausgangsleitung 982 und über das NICHT-Glied 983 ein positives Signal an die Leitung 984. Die Leitungen 982 und 984 steuern erforderlichenfalls die Vorrangschaltungen für die Einleitung eines Unterbrechungs-Unterprogramms.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Speicherschutz für einen in mehrere Speicherblöcke Verteilten Speicher in Datenverarbeitungsanlagen, die zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer Programme ausgestattet sind und wobei die einzelnen Speicharblöcke gegen ungewolltes Eintragen bzw. Auslesen durch in einem Zusatzspeicher gespeicherte Schutzinformationen geschützt sind, gekennzeichnetdurchdie folgenden Merkmale:

a) für jeden Speicherblock ist ein zusammen mit diesem adressierbares, jedoch funktionell getrenntes Speicherschlüsselwortregister (in 921 von 902) vorgesehen, das bei Ansteuerung des Speicherblockes das diesem zugeordnete Schlüsselwort abgibt;

b) es ist ein Befehlsschlüsselwortregister (904) vorhanden, das das Schlüsselwort des jeweils anliegenden Speicheraufrufbefehles speichert;

c) es ist eine Vergleichseinrichtung (906) vorhanden, an deren ersten Eingängen ((Tibis (77) die Ausgänge (944-1 bis 944-4) des jeweils adressierten Speicherschlüsselwortregisters (über 940-4 bis 940-7) und an deren zweiten Eingängen (ß0 bis Q3) die Ausgänge des Befehlsschlüsselwortregisters anliegen, so daß die Vergleichseinrichtung zur Verhinderung unerwünschter Änderungen bei einem Befehl, der eine Änderung des Speicherinhaltes zur Folge hat, ein Ausgangssignal (an 975) abgibt, wenn weder die Eingangswerte an ihren beiden Gruppen von Eingängen übereinstimmen noch eine dieser Eingangsgruppen einen bestimmten, fest vorgegebenen Wert (z. B. 0000) aufweist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dateneingabeeinrichtung (139, 2208) des Hauptspeichers (2204) derart aufgebaut und mit dem Ausgang (975) der Vergleichseinrichtung (906) verbunden ist, daß beim Abgeben eines Signals am Ausgang (975) der Vergleichseinrichtung die Übertragung eines neu einzuschreibenden Wortes vom Hauptspeicherdatenregister (139) in den Hauptspeicher verhindert bzw. eine Rückübertragung des eben aus dem Hauptspeicher ausgelesenen Wortes in das betreffende Hauptspeicherregister erzwungen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Speicherschutz-Adreßregister (915) welches vom Hauptspeicher-Adreßregister (137, 138) einen Teil der Hauptspeicheradresse empfängt, einem Decodierer (926) zuführt, welcher den mit doppelter Geschwindigkeit als der Hauptspeicher arbeitenden Schlüsselwortspeicher (902) adressiert, aus dem das ausgelesene Schlüsselwort in ein der Vergleichseinrichtung (906) vorgeschaltetes Register (905) eingelesen wird.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Speicherzugriffsoperation einer Eingangs-Ausgangs-Einheit aus einem Teilspeicher (922) des Schlüsselwortspeichers (902) aus einer der betreffenden Eingangs-Ausgangs-Einheit zugeordneten Adresse ein Eingangs-Ausgangs-Einheitsschlüsselwort (UCW) ausgelesen und in das Befehlsschlüsselwortregister (904) übertragen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen