DE2037506A1 - Verfahren und Schaltung zur Einstellung einer Operatorsteuerung in einer Datenver arbeitungsanlage - Google Patents

Description

BURROUGHS CORPORATION, eine Gesellschaft nach den
Gesetzen des Staates Michigan, 6071 Second Avenue,
Detroit, Michigan (V.St.A.)

Verfahren und Schaltung zur Einstellung einer Operatorsteuerung in einer Datenverarbeitungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zur Herstellung von Arbeitszuständen einer Operatorsteuerung in einer Datenverarbeitungsanlage.

Bekannte Operatorsteuerungen arbeiten bei der Ausführungssteuerung von Operatoren in einem von zwei Zuständen. Diese Arbeitszustände sind als "Normal-Zustand" (normal state) und "Regel-Zustand" (control state) bekannt. Im Normalzustand beachtet die Operatorsteuerung alle oder wenigstens die meisten Unterbrechungen, während diese im Regelzustand nicht beachtet werden. Derartige Datenrechner beginnen gewöhnlich im Regelzustand zu arbeiten. Der Übergang vom Regelzustand in den Normalzustand kann nur durch Ausführung eines hierfür besonders vorgesehenen Operators geschehen. Der Übergang vom normalen Zustand zum Regelzustand findet nur durch

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eine Unterbrechungsbedingung statt. Diese Unterbrechung kann entweder eine unerwartete oder eine solche sein, die bei der Ausführung eines für die Unterbrechung vorgesehenen Operators auftritt. Eine nicht erwartete Unterbrechung würde beispielsweise die Betriebsbeendigung einer Eingangs/ Ausgangs-Einrichtung sein, die sofortige Beachtung erfordert. Weiterhin sind gewisse Operatoren nur im Regelzustand ausführbar und können im Normalzustand nicht ausgeführt werden.

Der Regelzustand ist ein wichtiger Teil der modernen Datenverarbeitungsmaschinen insofern, als die Ausführung bestimmter Aufgaben einen nicht unterbrechbaren Zustand erfordern, wie er in Form des Regelzustandes vorliegt. Der Regelzustand wird für Funktionen gebraucht, die in Koordination mit anderen, im gleichen Mehrfach-Programmsystem vorhandenen Aufgaben bearbeitet werden müssen. Beispiele für Tätigkeiten, die koordiniert werden müssen, sind die Einleitung der Informationsübertragung zwischen dem Rechner oder Speicher und einer Eingangs/Ausgangseinrichtung, die Zuweisung des Speichers zu einer bestimmten Aufgabe und die Zuordnung periphere Anlagen zu einer bestimmten Aufgabe.

Die Art und Weise, in der die vorerwähnten Datenrechner ihren Zustand wechseln, macht größere Schwierigkeiten. Das erste Problem beruht auf der Tatsache, daß ein spezieller Operator zur Einstellung der Datenverarbeitungsanlage in den Normalzustand nötig ist, wenn die Anlage im Regelzustand arbeitet und eine bestimmte Prozedur (oder eine Reihe von Operatoren) im Normalzustand ausgeführt werden soll» Ein zweites Problem ergibt sich aus dem Maschinenwechsei vom "Normalzustand in den Rege!zustand. Wie bereits erwähnt, wird dies durch eine Unterbrechungsbedingung bewerkstelligt» Um jedoch

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vom normalen Zustand in den Regelzustand überzugehen, ist eine besondere Routine für die Behandlung allgemeiner Unterbrechungen notwendig. Solch eine Routine ist langsam und erfordert Speicherplatz für den geeigneten Code.

Dagegen sieht die vorliegende Erfindung die Benutzung eines Signales in Prozedurbezugswörtern vor, um die Programmsteuerung in einer Datenverarbeitungsanlage vom Normalzustand in den Regelzustand und umgekehrt umzusetzen. Dadurch werden die vorerwähnten Nachteile weitgehend reduziert und im wesentlichen ausgeschaltet. In einer Ausführungsform der Erfindung besitzt eine Datenverarbeitungsanlage einen Speicher und eine steuerbare Operatorsteuerung, die für die Ausführung von Operatoren in einem von zwei verschiedenen Zuständen arbeitet und Unterbrechungen verarbeitet. Eine Zustandssteuerung ist an die steuerbare Operatorsteuerung angeschlossen und weist einen ersten und einen zweiten Zustand auf, um die Operatorsteuerung einen ersten bzw. einen zweiten Zustand annehmen zu lassen. Ein erstes Register speichert Operatoren zur Steuerung der Sequenz der Arbeitsschritte der Hauptsteuerung. Ein zweites Register speichert Prozedurbezugssignale, die ein codiertes Signal enthalten, das den einen oder anderen von zwei erforderlichen Zuständen der Hauptsteuerung anzeigt. Weiterhin ist eine Vorrichtung vorgesehen, die die Zustandssteuerung in den einen oder anderen Zustand einstellt, was von dem codierten Signal in dem gespeicherten Prozedurbezugssignal abhängt, wodurch schließlich der Zustand der Operatorsteuerung eingestellt wird.

Damit lehrt die Erfindung ein Verfahren, wonach der Regel zustand in Abhängigkeit von einem Signal in einem Prozedurbezugssignal eingestellt wird.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Figur erläutert, in der eine mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattete Datenverarbeitungsanlage schematisch im Blockdiagramm dargestellt ist.

Ehe anhand der Figur die Datenverarbeitungsanlage im einzelnen beschrieben wird, soll die Form der Informationsdarstellung, wie sie in der Datenverarbeitungsanlage Verwendung findet, betrachtet werden. "Programm" bezeichnet eine oder mehrere Prozeduren. Eine "Prozedur" enthält eine Anzahl verschiedener "Operatoren", die den Arbeitsablauf der Datenverarbeitungsanlage bestimmen.

Die Information wird in der Datenverarbeitungsanlage in Form von "Wörtern" bearbeitet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine Worttypmaschine beschränkt, sondern auch auf andere Bitgruppierungen, beispielsweise Digit-Gruppierungen oder einzelne Bits, anwendbar. Obgleich in den praktischen Datenverarbeitungsanlagen viele verschiedene Wortarten Verwendung finden, werden zur Erläuterung der Erfindung nur Operandenwörter, Operatorwörter, Programmsteuerwörter und Rückkehrsteuerwörter erwähnt.

Die Operandenwörter sind die zu verarbeitenden Daten. Die ProgrammsteuerWörter und Rückkehrsteuerwörter sowie ihr Inhalt sind für das Verständnis der Erfindung von beträchtlicher Wichtigkeit und sollten genau beachtet werden.

Ein "Programmsteuerwort" ist ein itfort, das zum Eintritt in eine neue oder mindestens eine andere Prozedur verwendet wird. Ein Programmsteuerwort enthält hierfür eine Anzahl verschiedene Informationsposten. Jedoch

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sind nur zwei in dem Programmsteuerwort enthaltene Informationsposten für die Erfindung wichtig. Der erste Informationsposten ist ein PTR-PeId, das eine solche Adresse in dem Speicher ist, die eine Reihe von die neue Prozedur (je nach dem Programmsteuerwort) ausmachende Operatoren indirekt bezeichnet. Das PIR-FeId ist eine Adresse eines anderen Adressbezugswortes, das seinerseits die Adresse des ersten Operators der neuen Prozedur enthält. Der zweite wichtige Informationsposten in einem Programmsteuerwort ist ein einzelnes Bit, bezeichnet als N-Bit, das angibt, ob die neue Prozedur von der Datenverarbeitungsanlage in einem "Normalzustand" oder in einem "Regelzustand" bearbeitet werden soll. Das N-Bit ist eine "0" für den Normalzustand und eine "1" für den Regelzustand. Ein Programmsteuerwort ist also ein Prozedurbezugswort, das auf den Anfang der neuen Prozedur weist und ein Bit mit sich führt, das den für die neue Prozedur erforderlichen Zustand der Maschine bezeichnet.

Ein "Rückkehrsteuerwort" dient zur Bezeichnung einer Prozedur, zu der die Datenverarbeitungsanlage zurückkehren soll, wenn sie die Ausführung einer laufenden Prozedur abgeschlossen hat. Somit wird ein Rückkehrsteu-•rwort stets dann gebildet, wenn der eine Prozedur ausführende Rechner in eine neue oder verschiedene Prozedur eintreten soll. Das Rückkehrsteuerwort wird beim Eintritt in die neue Prozedur gebildet und enthält alle Information, die zur Einstellung der Maschine auf den Zustand, den sie in der früheren Prozedur verlassen hat, notwendig ist. Wie das Programmsteuerwort enthält auch das Rückkehrsteuerwort ein PIR-FeId, das eine solche Adresse im Speicher ist, die den ersten Operator einer Reihe von Operatoren bezeichnet, die in der früheren Prozedur ausgeführt werden sollen. Das Rückkehrsteuerwort enthält

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ebenfalls ein N-Bit, das angibt, ob die Rückkehrprozedur von der Anlage im Normalzustand oder im Regelzustand bearbeitet werden soll. Rückkehrsteuerwörter and Programmsteuerwörter werden als Prozedurbezugswörter bezeichnet. Sie sind hinsichtlich ihres Formates und Informationsgehaltes ähnlich.

Die in der Zeichnung dargestellte Hauptsteuerung in der Datenverarbeitungsanlage arbeitet in einem von zwei Zuständen, nämlich dem Regelzustand oder dem Normalzustand. Der Zustand, in dem die Hauptsteuerung arbeitet, wird eingestellt durch die Programmsteuerwörter und die Rückkehrsteuerwörter. Der "Rege!zustand" ist ein solcher Zustand, in welchem die Operatorsteuerung privilegierte Instruktionen ausführen läßt, die im Normalzustand nicht verfügbar sind; diese Operatoren sind bekannt als "Regelzustands-Operatoren" (control state only operators). Im Regelzustand wird die Operatorsteuerung Micht-RegelZustandoperatoren nicht ausführen lassen noch wird sie externe Unterbrechungen ausführen. Bezüglich der externen Unterbrechungen gibt es eine Ausnahme insofern, als ein als "Freigabeoperator" (•nable operator) bekannter, spezieller Operator dazu verwendet werden kann, den Regelzustand zu überschreiben und externe Unterbrechungen zu erlauben. Dies wird jedoch nur durch den speziellen Freigabeoperator bewirkt.

Der "Normalzustand" ist ein Zustand, in dem keiner der Regelzustandsoperatoren ausgeführt werden kann. Jedoch können andere Operatoren ausgeführt und externe Unterbrechungen bearbeitet werden.

Mit dieser Informationsdarstellung werden jetzt die Einzelheiten der Datenverarbeitungsanlage j) wie sie in der Figur dargestellt sind₉ beschriebene Ein In Gauaaen mit

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bezeichnete Operatorsteuerung, über der in der Zeichnung ein Datenrechner und ein Speicher dargestellt sind, enthält einen Operatorsteuerzähler 24, der auch eine Toreinheit umfaßt und den Arbeitsablauf der in der Zeichnung dargestellten Datenverarbeitungsanlage schrittsteuert. Die hier verwendeten Operatorsteuerungen umfassen die gesamte Torlogik, Zähler und Steuerungen, die zum geregelten Betrieb der Datenverarbeitungsanlage notwendig sind. Dem Fachmann ist klar, daß die Steuerung über das ganze System verteilt sein kann, statt, wie hier dargestellt, in einer Einheit zusammengefaßt zu sein.

Operatorsteuerzähler sowie Torschaltungen zur Schrittsteuerung von Datenrechnern und Speichern während der Ausführung von Operatoren sind in der Rechnertechnik bekannt und können vielgestaltig ausgelegt sein, je nach dem Zuschnitt der speziellen Datenverarbeitungsanlage. Daher müssen die genauen Einzelheiten der Operatorsteuerung 24 nicht besonders erläutert werden, jedenfalls soweit sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht notwendig sind. Die Operatorsteuerung 24 weist insgesamt mit 100 bezeichnete Steuersignalleitungen auf, auf denen in richtiger Sequenz Steuersignale auftreten, um den Betrieb des Datenrechners und des Speichers zu regeln. Die Leitungen 100 führen in der Zeichnung in verschiedene Schaltungen zu Steuerzwecken. Sie sind der Einfachheit halber alle zusammen mit dem Symbol 100 versehen. Selbstverständlich sind die Leitungen • in den meisten Fällen jeweils unterschiedlich und Steuersignale können auf den verschiedenen Leitungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten, je nach der Sequenz der Arbeitsschritte der Steuerung 24.

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Die Datenverarbeitungsanlage umfaßt einen Speicher 12, der ein magnetischer Kernspeicher oder von anderer bekannter Bauart sein kann. Der Speicher 12 ist so eingerichtet, daß er die Informations wortweise in Abhängigkeit von Steuersignalen auf den Steuersignalleitungen 100 aus der Hauptsteuerung 10 ausliest oder , einschreibt. Die aus dem Speicher 12 ausgelesenen Wörter werden entweder in ein Operatornegister 16 oder in ein C-Register 14 oder in andere insgesamt mit 15 bezeichnete Register eingespeichert. Die Information kann in den Speicher 12 aus dem C-Register 14 oder einem der anderen Register 15 eingespeichert werden. Die Adresse im Speicher 12, bei der die Information eingeschrieben oder ausgelesen werden soll ist durch die entweder im PIR-Register 20 oder in einem S-Register 22 enthaltene Adresse bestimmt. In der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung sind zum Speichern von Operanden und verschiedener Arten von Bezugswörtern Stapel vorgesehen. Ein Stapel ist ein Speicherfeld, in dem die Informationswörter in übertragenem Sinne übereinander so gespeichert sind, daß das zuletzt eingespeicherte Wort als erstes wieder ausgelesen wird (the words of information are stored on a last in first out basis). Wenn ein bestimmter Programmstapel aktiviert ist, sind das C-Register 14, und die Register 15 mit dem Informationsstapel im Speicher verbunden. Diese Verbindung wird durch die in dem S-Register 22 enthaltene Adresse hergestellt, die auf das letzte (oder oberste Wort zeigt, daß im Stapelfeld im Speicher gespeichert ist. Im Speicher 12 existieren im praktischen Betrieb viele Stapel. Zu verschiedenen Zeitpunkten können verschiedene Stapel mit den Registern 14 und 15 verbunden sein» Die Register 14 und 15 wirken als die obersten Stapelregister für den verbundenen Stapel und dehnen den Stapel aus, um einen schnellen Zugriff zu der

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in diesen Registern gespeicherten Information zu ermöglichen. Einzelheiten eines derartigen Stapels und der Registerverbindungen sind in der gleichlaufenden Patentanmeldung "Verfahren und Anordnung von Registern auf eine neue Programmprozedur in einer Datenverarbeitungsanlage" (P 17 74 907.4} Anwaltszeichen B 84).

Im Betrieb gibt der Steuerzähler 24 der Hauptsteuerung 100 ein Steuersignal auf eine der Steuerleitungen 100 zur Übertrag-Matrix 26, wodurch die in dem S-Register 22 enthaltene Adresse auf den Speicher 12 gegeben wird. An der Übertrag-Matrix liegen mehrere Leitungen 100, zur Vereinfachung ist jedoch nur eine dargestellt. Die Einheit 14 gibt weiterhin ein Steuersignal auf eine der Steuersignalleitungen 100, die zum Speicher 12 führen, wodurch der Inhalt der adressierten Speicherstelle ausgelesen und auf eine Übertragungs-^Matrix 28 gegeben wird. Man nehme nun an, daß das aus dem Speicher 12 ausgelesene Wort entweder ein Rückkehrsteuerwort oder ein Programmsteuerwort ist. Die Übertrags-Matrix 28 ist mit vielen Leitungen 100 verbunden, so daß für ein Programmsteuerwort oder ein Rückkehrsteuerwort ein geeignetes Steuersignal auf eine der Steuersignalleitungen 100 gegeben' werden kann, wodurch die Übertragungs-Matrix 28 ein derartiges Wort in das C-Register 14 einspeichert. Das Programmsteuerwort oder Rückkehrsteuerwort wird so in das C-Register 14 eingeschrieben, daß die PIR-Adresse in dem mit PIR bezeichneten Feld und das N-Bit in einem NF-Flip-Flop des C-Registers 14 enthalten sind.

Nach dem die Adresse in dem S-Register 22 zur Adressierung des Speichers 12 benutzt worden ist, gibt die Einheit 24 ein Steuersignal auf eine der Leitungen 100, wodurch ein nicht dargestelltes Tor in dem S-Register 22 die in ihm enthaltene Adresse um eine Stufe herab-

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zählt, so daß es die Adresse des nächsten Wortes in dem entsprechenden Stapel enthält.

Man betrachte nun das PIR-Register 20 und die Art und Weise, in der Operatoren in das Operatorregister 16 eingeschrieben werden. Ein einzelnes Operatorwort enthält mehrere Operatoren. Das PIR-Register 20 zeigt auf oder enthält die Speicheradresse eines Operatorwortes.

Im Betrieb gibt die Einheit 24 ein Steuersignal auf eine der Steuersignalleitungen 100 auf die Übertragungs-Matrix 26, wodurch der Zustand des PIR-Registers 20 auf den Speicher 12 gegeben wird· Der Speicher 12 lieit das Operatorwort aus der entsprechenden Adresse aus und gibt das Operatorwort auf die Übertragungs-Matrix 28. Die Einheit 24 gibt weiterhin ein Steuersignal auf eine der Steuersignalleitungen 100 auf die Übertragungs-Matrix 28, wodurch das Operatorwort in das Operatorregister 16 eingeschrieben wird.

Da nur ein Operator aus dem in dem Operatorregister 16 gespeicherten Operatorwort jeweils ausgeführt werden •oll, ist eine Torschaltung 30 dafür vorgesehen, lediglich einen Operator auf einen Operatorentschlüsseier 18 zu geben. Der spezielle aus dem Operatorregister 16 ausgeblendete Operator wird durch einen PSR-Zähler 21 bestimmt. Der PSR-ZÜhler 21 hat für jeden in dem Operatorregister gespeicherten und auf den Operatorentschlüsseier 18 zu gebenden Operator einen Zustand. Die Torschaltung 30 spricht auf jeden Zustand des PSR-Zählers 21 an und gibt deneentsprechenden Operator auf den Operatorentschlüsseler 18.

Der Operatorentschlüsseier 18 hat für jeden eigenen auszuführenden Operator eine Operatorausgangsleitung (z.B. tritt ein, tritt aus ...).oEin Steuersignal wird auf die"

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jenige Operatorausgangsleitung gegeben, die jedem durch das Tor 30 darauf gegebenen Operator entspricht. Die Steuerung 24 ist an alle Operatorleitungen angeschlossen und durchläuft eine Reihe von Stufen, die der aktivierten Operatorleitung entsprechen. Die Folge der Arbeitsschritte der Einheit 24 erzeugt die richtige Sequenz der Steuersignale auf den Leitungen 100, um den speziellen Operator durch den Datenrechner und Speicher ausführen zu lassen.

Man bemerke, daß nicht alle Schaltungen, die zur Ausführung eines vollen Satzes von Operatoren notwendig sind, in der Zeichnung dargestellt sind, daß jedoch derartige Schaltungen in der Rechnertechnik wohl bekannt sind und hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden brauchen. Nachdem die Steuerung 24 die Steuersignale auf die Steuersignalleitungen 100, die zur Ausführung eines Operators notwendig sind, gegeben hat, wird ein Steuersignal auf eine der Steuersignalleitungen 100 gegeben, die zu dem PSR-Zähler 21 führen, wodurch die hier nicht dargestellte, in ihm enthaltene Torschaltung ihn in den nächsten Zustand stellt, der dem nächsten, auszuführenden Operator in dem Register 16-entspricht. Wenn der PSR-Zähler 21 seinen letzten Zustand erreicht, kehrt er zum Anfang zurück und beginnt wiederum durch seine Zustände auf entsprechende Steuersignale aus der Einheit 24 hin zu zählen. Wenn der PSR-Zähler zum Anfang zurückkehrt, gibt die Einheit 24 ein Steuersignal auf das PIR-Register 20, wodurch die Adresse in dem PIR-Register 20 um einen Zustand hinaufgezählt wird. Die Einheit 24 läßt weiterhin die neue Adresse in dem PIR auf den Speicher 12 geben; das Operatorwort in dieser Adresse wird ausgelesen und wie vorbeschrieben in das Operatorregister 16 eingeschrieben.

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Der Zustand der Hauptsteuerung 10, d.h. der Normalzustand oder der Regelzustand, wird durch ein Flip-Flop bestimmt, das mit dem Symbol NCF bezeichnet ist. Von besonderer Wichtigkeit sind ein Pfad von dem C-Register 14 zum NCF-Flip-Flop und ein Pfad vom NCF-Flip-Flop zurück zum G-Register 14. Der Pfad zwischen dem C-Register 14 und dem NCF-Flip-Flop wird durch das Tor 32 gebildet. Das Tor 32 setzt das NCF-Flip-Flop in einen Zustand, der dem Zustand des I HF-Flip-Flops in dem C-Register 14 entspricht. Der Zustand des NIIF-Flip-Flops wird von einem Programmsteuerwort oder _;einem Rückkehrsteuerwort bestimmt, das in dem C-Register 14 gespeichert ist. Das Tor 32 ist weiterhin durch gewisse Operatorleitungen (tritt ein, trete aus und kehre zurück) aus dem Operatorentschlüsseier 18 steuerbar .

Ein Tor 34 ist zwischen die Ausgänge des NCF-Flip-Flops' und den Eingängen des NF-Flip-Flops im C-Register 14 geschaltet. Das Tor 34 wird von der "tritt ein" Operatorleitung aus dem Operatorentschlüsseier 18 gesteuert, um das NV-Flip-Flop in einen Zustand zu setzen, der dem Zustand des NCF-Flip-Flops entspricht. Das NF-Flip-Flop wird entsprechend dem Zustand des NCF-Flip-Flops gesetzt, wenn ein Rückkehrsteuerwort in dem Register 14 gebildet wird.

Es ist somit wichtig festzuhalten, daß, der Zustand des NCF-Flip-Flops, der den Zustand der Operatorsteuerung regelt, in dem N-Bit des Rückkehrsteuerwortes bewahrt ist, das bei Eintritt in eine neue Prozedur in dem C-Register 14 gebildet wird.

Man betrachte ji. .z'c die verschiedenartigen Operatortypen, die im Normalaust*nd und im Regelzustand ausgeführt werden können. Vier verschiedene Operatoren werden beispielhaft hier ausgeführt. Natürlich können auch ander« Op*-

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ra'toren vorgesehen sein. Die vier Operatoren sind: "tritt-ein"-Operator, "tritt aus"-Operator, "kehre zurück"-Operator und "gebe frei"-Operator.

Ein "tritt ein"-Operator läßt den Datenrechner in eine neue Prozedur eintreten. Wenn ein "tritt ein"-Operator ausgeführt werden soll, erzeugt die Steuerung 24 zunächst Signale bei 100, wodurch ein Programmsteuerwort in dem C-Register 14 gespeichert und das NF-Flip-Flop mit dem N-Bit des Programmsteuerwortes gesetzt wird. Wenn das Tor 30 den "tritt ein"-Operator auf den Operator Entschlüsseier 18 gibt, wird ein Signal auf die "tritt ein"-Operatorleitung am Ausgang des Entschlüsselers 18 gegeben. Das Signal auf der "tritt ein"-Operatorleitung läßt das Tor 32 das NCF-Flip-Flop in einen Zustand setzen, der dem Zustand des NF-Flip-Flops im Register 14 entspricht· Man erkennt jetzt, daß der Zustand des NCF-Flip-Flops durch das N-BIt des in dem C-Register 14 gespeicherten Programmsteuerwortes bestimmt werden kann.

Ein ProgrammsteuerwoBt dient zum Eintritt in eine neue Prozedur oder dazu,.die Ausführung einer anderen Reihe von Operatoren für eine andere Prozedur zu starten. Dementsprechend ist es notwendig, das PIR-Register 20 auf diejenige Adresse zu setzen, die dem ersten Operatorwort der neuen Prozedur entspricht. Dazu ist beispielsweise ein Tor 33 vorgesehen; ein Steuersignal auf einer der Steuersignalleitungen 100 aus der Hauptsteuerung 10 läßt die In dem PIR-FeId des C-Register 14 enthaltene Adresse in das PIR-Register 20 durch das Tor 33 speichern. Somit ist der unter der Regie des PIR-Registers 20 ausgelesene nächste Operator der neuen Prozedur bestimmt durch das PIR-Adressenfeld eines Programmsteuerwortes. Man wird bemerken, daß die Erfindung nicht auf eine solche Organisation beschränkt ist, bei der die PIR-Adresse

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direkt in das PIR-Register 20 placiert wird; vielmehr kann das PIR-FeId des Programmsteuerwortes eine indirekte Adresse sein, die zur Bildung der Adresse eines anderen Wortes im Speicher dient, da» seinerseits diejenige Adresse enthalten kana_t die in das PIR-Register 20 zu setzen ist. Derartige indirekte Bezugswörter sowie das Verfahren für ihre Bearbeitung sind in d@r vorerwähnten Patentanmeldung (P 17 74 907.4; tewaltszeichen B 84) beschrieben.

Ein "tritt ein"-Operator sorgt weiterhin dafür, daß eine Rückkehrsteuerwort in dem Register 14 gebildet wird. Einer der in einem Rückkehrsteoerwort placierten Informationsposten ist der Zustand der Hauptsteuerung für diejenige Prozedur, die im Zeitpunkt der Bildung des Rückkehrsteuerwortes ausgeführt wird. Ein Tor 34 spricht auf einen "tritt ein"-Operator und ein Steuersignal auf einer der Steuersignalleitungen 100 aus der Hauptsteuerung 10 an und setzt das MF-Flip-Flop im Register 14 in einen Zustand, der dem Zustand des NCF-Flip-Flops entspricht. Auf diese Weise ist der Zustand der Maschine in dem N-Bit des Rückkehrsteuerwortes, das im C-Register 14 gebildet wird, aufbewahrt. Die übrigen Schritte zur Erzeugung eines vollständigen Rückkehrsteuerwortes im C-Register brauchen hier nicht weiter erläutert zu werden, da-, sie für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind. Eine vollständige Beschreibung der Art und Weise, in der ein Rückkehrsteuerwort gebildet„wird, ist ebenfalls in der vorerwähnten Patentanmeldung (P 17 74 907.4; Antwaltszeichen B 84) beschrieben.

Ein "tritt aus"-Operator sorgt dafür, daß in eine andere Prozedur übergegangen wird. Wenn ein "tritt aus"-Operator ausgeführt wird, wird wiederum zunächst ein Rückkehrsteuerwort in das C-Register 14 gespeichert. Ähnlich wie

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beim "tritt ein"-Operator spricht das Tor 32 auf ein Signal auf der "tritt aus"-Leitung vom Operatorentschlüsseler 18 an und setzt das NCF-Flip-Flop in den Zustand des NF-Flip-Flops im C-Register 14, das von dem Rückkehrsteuerwort gesetzt wird.

Ein "kehre zurück"-Operator läßt ein Steuersignal auf der "kehre zurück"-Operatorleitung aus dem Operatorentschlüsseler 18 auftreten. Der "kehre zurück"-Operator ist dem "tritt aus"-Operator darin ähnlich, daß das Rückkehrsteuerwort jeweils in dem C-Register 14 vor Ausführung des "kehre zurück"-Operators gespeichert wird; ein Steuersignal auf der Rückkehroperatorleitung aus dem Operatoren tschlüsseler 18 läßt das Tor 32 das NCF-Flip-Flop in einen Zustand setzen, der demjenigen des NF-Flip-Flops im C-Register 14 entspricht.

Man betrachte nun die Einzelheiten der Operatorsteuerung 10, die auf das NCF-Flip-Flop anspricht. Eine Freigabesteuerung 40 gibt den Steuerzähler-Teil der Einheit 24 frei zur Fortsetzung der Sequenz der Arbeitsschritte für die Ausführung eines der Regelzustandsoperatoren. Dies kann offensichtlich wie ein Eingang zu einem Steuertor für den Steuerzähler behandelt werden. Beispiele von Regelzustandsoperatoren sind "setze Intervallzeitgeber ", "setze Unterbrechungsmaske " und "leite Eingang-Ausgang ein".

Der "setze Intervallzeitgeber"-Operator läßt durch die Einheit 24 über ein Steuersignal auf einer der Steuersignalleitungen 100 einen nicht dargestellten Intervallzeitgeber setzen. Der "setze Unterbrechungsmaske"-Operator läßt die Einheit 24 ein Steuersignal auf eine der Steuersignalleitungen 100 geben, wodurch ein nicht dargestelltes Maskenregister für eine Maskierungsoperation gesetzt wird. Der "leite Eingang-Ausgang"-Operator läßt

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die Steuerung 24 ein Signal auf eine der Steuersignalleitungen 100 geben, wodurch die Kommunikation zwischen einer nicht dargestellten Eingasgs- Ausgangs-Einheit und dem in der Zeichnung gezeigten Datenrechner hergestellt wird. Das Einstellen und die Benutzung von Intervallzeitgebern und Maskierungsregistern sowie die Einleitung der Kommunikation von Datenrechnern mit Eingangs-Ausganfs-Einheiten sind in der Rechnertechnik wohl bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

Die Ausgangsleitungen aus dem Operatorentschlüsseier 18, die den Regelzustandsoperatoren entsprechen, sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet. Die Freigabesteuerung 40 weist drei UND-Tore 40a, 40b und 40c auf, die jeweils an den Regelzustandsoperatorleitungen 3, 2 und 1 liegen. Ein Eingang jedes ,UND-Tores 40a, 40b und 40c ist mit dem N-Ausgang des NCF-FIip-Flops verbunden. Der N-Ausgang empfängt ein Steuersignal, wenn das NCF-Flip-Flop in einem Zustand steht, der einem Regel zustand entspricht. Somit gibt die Freigabesteuerung 40 ein Steuersignal am Ausgang eines der UND-Tore 40a, 40b und 40c, wenn das NCF-Flip-Flop in einem 1-Zustand steht, der einen Regel zustand anzeigt. Die entsprechende Regelzustandsoperatorleitung ist dann aktiviert.

Die Ausgänge der UND-Tore 40a, 40b und 40c sind einzeln mit der Einheit 24 verbunden. Das Signal am Ausgang eines der UND-Tore 40a, 40b und 40c läßt den Steuerzähler-Teil der Einheit 24 mit der Ausführung des entsprechenden Regelzustandsoperators fortfahren.

Eine interne Unterbrechungsschaltung 42 sorgt für die Unterbrechung des normalen Betriebes der Einheit 24 bei einer Fehlerbedingung» Diese tritt immer dann auf, wenn ein Regelzustandsoperator ausgeführt wird, jedoch

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das NCF-Flip-Flop in einem O-Zustand steht, der einen Normalzustand der Maschine anzeigt. Die interne Unterbrechungsschaltung weist einen einzigen Ausgang auf, der mit · dem internen Unterbrechungseingang der Einheit 24 verbunden ist. Das Signal von der internen Unterbrechungsschaltung 42- läßt die Einheit 24 ihren Normalbetrieb zur Ausführung von Regelzustandsoperatoren ändern und in ein Verfahren abzweigen, bei dem die Fehlerbedingung von dem Datenrechner automatisch bearbeitet wird. Unterbrechungen und Verfahren, nach denen die Haupjbsteuereinheiten Unterbrechungen in den Datenrechner,n bearbeiten, sind in der Rechnertechnik gut bekannt und es gibt viele Verfahren, nach denen derartige Unterbrechungen behandelt werden können. Auf ihre Beschreibung kann hier demzufolge verzichtet werden, da sie für das volle Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind.

Zurück zur internen Unterbrebhungsschaltung 42: es sind drei UND-Tore 42a, 42b und 42c vorgesehen, von denen jedes einen Eingang aus dem N'-Ausgang des NCF-Flip-Flops erhält; dieser Eingang empfängt ein Steuersignal, wenn das NCF-Flip-Flop in einem O-Zustand steht, der einen Normalzustand der Maschine anzeigt. Die Eingänge zu den UND-Toren 42a, 42b und 42c sind jeweils mit den Regelzuetandsoperatörleitungen,3, 2 und 1 verbunden. Die Ausgänge der UND-Tore sind zur internen Unterbrechungsleitung zusammengelegt. Wenn somit das NCF-Flip-Flop in einem O-Zustand steht, der einen Normalzustand anzeigt, und ein Steuersignal auf einer der Regelzustandsleitungen gebildet worden ist, gibt das UND-Tor, das das Steuersignal von einer Regelzustandsleitung empfängt, einen Ausgang über die interne Unterbrechungsleitung auf die Einheit 24.

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Somit sind die Preigabesteuerung H9 und -di® intern© Unterbrechungsschaltung 42 eine Einrichtung sur- Steuerung der Sequenz der Arbeitsschritte d®s Steuerzähler™ Teiles der OperatorSteuerzähler- und Toreinheit 24, die den lormalbetrieb dieser Einheit weiterlaufen und damit einen Regelzustandsopsrator nur dann ausführen läßt, wenn das NCP-Flip-Flop in <sin@m 1=»Zustand steht, das einen Regelzustand anzeigte Wenn jedoch ein Regelzustandsoperator ausgeführt wird und das NCP-Flip-Flop in einem Q-Zustand steht, der einen Normalzustand für die Maschine anzeigt, dann tritt eine Unterbrechung auf, die die Ausführung des Regelsustandsoperators anhält»

Weiterhin ist eine externe Uhterbr&khungsschaltung 48 vorgesehen, um die Einheit 25 die Ausführung irgendeines Operators unterbrechen zu lassen, wenn das NCF-Flip-Flop in einem 0—Zustand steht, der einen Normalzustand anzeigt. Wenn also mit anderen Worten eine externe Unterbrechung empfangen wird und ein normaler Zustand besteht (NCF im O-Zustand), wird der geradeaus geführte Operator unterbrochen und die Einheit 24 sorgt dafür, daß die externe Unterbrechung bearbeitet wird. Als Beispiel einer Bedingung, die eine externe Unterbrechung erfordert, sei genannt: ein Multiplexer, ein Kartenleser oder ein Magnetbandantrieb, der zur Kommunikation mit dem Datenrechner bereit ist. Externe Unterbrechungen sowie deren Behandlung und die dafür notwendigen Vorrichtungen sind in der Rechnertechnik gut bekannt und brauchen hier ebenfalls nicht näher erläutert zu werden. Jedenfalls fjibt die Einheit 24 eine Folge von Steuersignalen auf die Leitungen 100, die für die Ausführung der externen Unterbrechung sorgen.

Es sind beispielhaft die externen Unterbrechungssignalleitungen 44 und 46 dargestellt, von denen ein· Leitung •in Steuersignal führt, wenn eine externe Unterbrechung

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verlangt wird. Die externe Unterbrechungsschaltung 48 weist UND-Tore 48a und 48b auf, die an den externen Unterbrechungsleitungen 44 und 46 liegen. Die UND-Tore 48a und 48b sind mit einem Eingang weiterhin mit dem N'-Ausgang des NCF-Plip-Plops.verbunden. Die Ausgänge der UND-Tore 48a und 48b sind zu einer externen Unterbrechungsleitung zusammengelegt, die zur Einheit 24 führt. Wenn somit auf einer der externen Unterbrechungsleitungen 44 und 46 ein Signal auftritt und das NCF-Flip-Flop in einem O-Zustand steht, der zu einem Steuersignal am N'-Ausgang führt, gibt eines der UND-Tore 48a oder 48b, das ein Steuersignal von der entsprechen- , den Leitung 44 oder 46 aufnimmt, ein Steuersignal auf den externen Unterbrechungseingang der Einheit 24. Wenn aus irgendwelchen Gründen ein Regelzustand besteht (ein O-Zustand des NCF-Flip-Flops), wird die externe Unterbrechungsschaltung 48 ein auftretendes externen Unterbrechungssignal abblocken und die Einheit 24 daran hindern, die externe Unterbrechungsbedingung zu bearbeiten.

Weiterhin ist eine Überschreibschaltung 50 zum tiberschreiben der externen Unterbrechungsschaltung 48 auf einen Freigabeoperator hin vorgesehen. Die Überschreibeschaltung 50 weist UND-Tore 50a und 50b auf, die mit den externen Unterbrechungsleitungen 44 und 46 verbanden sind. Die UND-Tore 50a und 50b sind mit einem Eingang weiterhin mit der Freigabeoperatorleitung verbunden. Wenn ein Steuersignal auf der Freigäbeoperatorleitung gleichzeitig mit dem Auftreten eines Steuersignales auf einer der externen Unterbrechungsleitungen 44 und steht, gibt das entsprechende UND-Tor 50a oder 50b ein Steuersignal über den externen Unterbrechungseingang auf die Einheit 24, die die Unterbrechung wie vorbeschrieben bearbeitet.

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Es wurde also ein Datenrechner mit einem Speicher und einer regelbaren Operatorsteuerung 10 beschrieben, die in dem einen oder anderen von zwei verschiedenen Zuständen Operatoren ausführt und Unterbrechungen verarbeitet. Das NCP-Flip-Flop ist eine Zustandssteuereinrichtung, die mit der regelbaren Operatorsteuerung 10 verbunden ist und erste und zweite Zustände aufweist, um die Operatorsteuerung 10 erste und zweite Zustände annehmen zu lassen. Zum Speichern von Prozedurbezugswörtern ist ein Register 14 vorgesehen, wobei die Prozedurbezugswörter ein codiertes Signal aufweisen, das den einen oder anderen von zwei Zuständen, die von der Operatorsteuerung benötigt werden, anzeigt. Es sind Einrichtungen getroffen (die das Tor 32 umfassen), um das Zustandssteuer-Flip-Flop NCF in den einen oder anderen Zustand zu setzen, je nach dem codierten Signal in dem gespeicherten Prozedurbezugswort. Im Ergebnis wird der Zustand der Operatorsteuerung hergestellt. Um die Erfindung, die sich im übrigen an die bereits erwähnte gleichlaufende Patentanmeldung P 17-.74 907.4; Anwaltszeichen B 84 anschließt,noch einmal zusammenzufassen: Eine Datenverarbeitungsanlage besitzt einen Speicher und eine regelbare Operatorsteuerung, die in dem einen oder anderen von zwei verschiedenen Zuständen zur Ausführung von Operatoren und Verarbeitung von Unterbrechungen arbeitet. Eine Zustandssteuerung ist an die regelbare Operatorsteuerung angeschlossen und besitzt erste und zweite Zustände, um die regelbare Operatorsteuerung den ersten oder zweiten Zustand annehmen zu lassen. Ein erstes Register speichert Operatoren zur Regelung der Sequenz der Arbeitsschritte der Operatorsteuerung. Ein zweites Register speichert Prozedurbezugswörter, die ein codiertes Signal enthalten, das den einen oder anderen der beiden erforderlichen

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Zustände der Operatorsteuernng anzeigt. Die Zustandssteuerung wird in den einen oder anderen Zustand ije nach dem codierten Signal in dem gespeicherten Bezugswort gesetzt, wodurch der Zustand der Qperatorsteue*ung hergestellt wird. '

Zur Klärung der verwendeten Sprachregelung wird noch einmal hervorgehoben, daß Regelzustandsoperatoren (control state only operators) solche Operatoren sind, die nur im Regelzustand bearbeitbar sind. Daneben gibt es andere Operatoren ("tritt ein", "tritt aus" ...) die sowohl im Normal- wie im Regelzustand bearbeitbar sind.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   M se:

   y Schaltung zur Zustandseinstellung einer in jeweils einem von mehreren Zuständen zur wahlweisen Ausführung von Operatoren- arbeitenden und Unterbrechungen zustandsabhängig verarbeitenden, steuerbaren Operatorsteuerung einer Datenverarbeitungsanlage, wobei ein Operatoren speicherndes Register den Arbeitsablauf der Operatorsteuerung regelt und an die Operatorsteuerung eine deren Zustände regelnde Zustandssteuerung angeschlossen ist, die eine der Zustandsanzahl der Operatorsteuerung entsprechende Anzahl von Zuständen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Register (14) Prozedurbezugswörter gespeichert werden, die ein den erforderlichen Zustand der Operatorsteuerung (10) bezeichnendes codiertes Signal (NF) enthalten; und daß dia Zustande- ' steuerung (NCP) von einer Einstellschaltung (32) in einen dem codierten Signal im gespeicherten Prozedurbezugswort entsprechenden Zustand gesetzt wird»
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Operatorsteuerung in einem ernten oder in einet» zweiten Zustand arbeitet; daß die Zustandssteuerung einen ersten oder einen zweiten Zustand annimmt und daß das codierte Signal einen von beiden Zuständen bezeichnet.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Register (14) gespeichert® Prozedurbezugswort aus einem Speicher der Datenverarbeitungsanlage ausgelesen wird.

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4. 4. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vorbestimmte Operatoren den Wechsel der ausgeführten Prozeduren steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschaltung (32) zusätzlich auf mindestens einen der vorbestimmten Operatoren anspricht und die Zustandssteuerung in einen dem Signal in einem Pcozedurbezugswort entsprechenden Zustand setzt.
5. 5. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem .Register (14) ein Rückkehrsteuerwort gebildet wird; und daß eine Schaltung (34) ein dem Zustand der Zustandssteuerung entsprechendes Signal in das im Register (14) gebildete Rückkehrsteuerwort einschreibt.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 5 mit einem Operator, der den Eintritt in eine andere Prozedur steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (34) zusätzlichrauf einen derartigen Operator anspricht und das Signal in das Rückkehrsteuerwort einschreibt.
7. 7. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Operatorsteuerung in einem vorbestimmten Zustand auf Unterbrechungssignale nicht reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überschreibe-Schaltung (50).auf die Kombination eines Freigabeoperators und eines externen Unterbrechungssignales anspricht und ein Überschreibe-Unterbrechungssignal auf die Operatorsteuerung gibt, derart, daß die Operatorsteuerung die Verarbeitung einer externen Unterbrechung unabhängig von dem Zustand der Zustandssteuerung veranlaßt.

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