DE1152278B - Datenverarbeitende Anlage - Google Patents

Description

• Datenverarbeitende Anlage Die Erfindung bezieht sich auf eine datenverarbeitende Anlage, die aus Dateneingabekanälen, aus einer oder mehreren zentralen Recheneinheiten, aus Einrichtungen zur Ausgabespeicherung der Resultatdaten sowie aus mindestens einer weiteren zentralen Recheneinheit als Notbereitschaftsreserve besteht.
• Datenverarbeitende Anlagen wenden im Gegensatz zu wissenschaftlichen Rechenmaschinen verhältnismäßig einfache Operationen auf eine verhältnismäßig große Datenmenge an. Ihr Anwendungsbereich ist deshalb weniger in Forschung und Entwicklung als in der Verwaltung zu suchen. Während wissenschaftliche Rechenmaschinen die Lösung von bisher aus Aufwandsgründen unlösbaren Rechnungen erlauben, werden durch die Einführung von Datenverarbeitungsanlagen zahlreiche Arbeitskräfte von Routinearbeiten entlastet und dadurch frei für nicht automatisierbare Aufgaben.
• Viele Aufgaben lassen sich jedoch nur automatisieren, wenn die Zuverlässigkeit der Anlage groß ist, denn sonst sind dieselben Kräfte, dis vorher Routinearbeit erledigten, mit der Fehlersuche oder Kontrolle beschäftigt. Während Rechenfehler durch Prüfrechnungen und selbstkorrigierende Codes weithin ausschaltbar sind, bedingen Ausfälle der ganzen Recheneinheit meist lange Maschinentotzeiten und damit einen Stau oder Überhang von Eingabedaten. Um diese zu vermeiden, ist es bekannt, mehrere, vorzugsweise drei Recheneinheiten parallel und voneinander unabhängig zu betreiben und die Ausgänge zu vergleichen, um Fehler und Ausfälle durch Mehrheitsentscheidung zu unterdrücken.
• Kennzeichen dieser Lösung ist neben dem großen Aufwand die Tatsache, daß alle Recheneinheiten dauernd betriebsbereit sein müssen. Die Anlage vermag nämlich Fehler nicht mehr zu korrigieren, wenn eine der Recheneinheiten nicht betriebsbereit ist (z. B. wenn eine Einheit Eigenfunktionsprüfungen durchführt).
• Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und bringt darüber hinaus wesentliche Ersparnisse im Aufwand. Im Gegensatz zu den bekannten mitrechnenden Doppelrecheneinheiten (aktive Reserve) sieht die erfindungsgemäße Anlage eine zusätzliche Recheneinheit in nicht mitrechnender Notbereitschaftsreserve vor (passive Reserve). Weiter besitzt sie zusätzliche Datenspeicher, welche mit einem oder mehreren Eingabekanälen verbunden sind und die Eingabedaten laufend mitspeichern. Bei Ausfall einer Recheneinheit wirken sie auf die zusätzliche Rechen- ; einheit als Datengeber ein.
• Diese zusätzliche Recheneinheit ist gemäß weiterer Erfindung als Notbereitschaftsreserve für mehrere Recheneinheiten gleichzeitig verwendbar, die gleiche oder jeweils verschiedene Verarbeitungsfunktionen an denselben oder jeweils verschiedenen Daten ausführen. Fällt eine der Recheneinheiten aus, dann werden die zusätzlichen Datenspeicher dieser Einheit auf die Reserverecheneinheit umgeschaltet, sobald die Reserveeinheit zur Übernahme der Funktion der ausgefallenen Einheit und zur Verarbeitung des Datenüberhangs bereit ist.
• Besonders vorteilhaft ist es, die zusätzlichen Datenspeicher als Endlosmagnetbänder auszuführen, so daß die Eingabedaten nach einer gewissen Zeit überschrieben werden.
• Gemäß weiterer Erfindung werden die Resultatdaten, wenn sie auf einen elektronisch auslesbaren Ausgabespeicher (z. B. Magnetband) festgelegt sind, bei Ausfall ebenfalls der Reserverecheneinheit zugeführt, wobei programmtechnische Vorkehrungen getroffen sind, die Daten auf den Ausgabespeichern mit den neu ermittelten Resultaten zu vergleichen.
• Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung weiter erläutert, die eine größere datenverarbeitende Anlage mit den Merkmalen der Erfindung zeigt.
• Die Anlage besteht aus zwei selbständigen Teilanlagen mit je einer Datenquelle 1 bzw. 2, einer Recheneinheit 3 bzw. 4 und einem Ausgabespeicher 5 bzw. 6. Die Datenquellen (z. B. Eingabetastaturen, Meßstellen) sind über die Eingabekanäle 7 bzw. 8 mit den Recheneinheiten 3 bzw. 4 verbunden. Die beiden Teilanlagen verarbeiten im allgemeinen Fall verschiedenartige Daten in getrenntem Arbeitsrhythmus. Gemäß derErfindung ist mit jedemEingabekanal 7, 8 ein zusätzlicher Datenspeicher 9 bzw. 10 so verbunden, daß er sämtliche für die Verarbeitung notwendigen Daten aus dem jeweiligen Eingabekanal übernimmt.
• Wenn beide Teilanlagen vorschriftsmäßig funktionieren, dann werden die zusätzlichen Datenspeicher automatisch oder von Hand nach einiger Zeit gelöscht, um wieder neu beschrieben werden zu können. Vorteilhaft sind die Datenspeicher deshalb als Endlosmagnetbänder ausgeführt.
• Nur im Störvngsfall=wird eine zusätzliche Recheneinheit 11 über eine Steuereinrichtung wirksam, welch letztere vereinfacht durch zwei Relais dargestellt ist. Das erste Relais liegt im fehlerfreien Betriebsfall in der Ruhelage und im gestörten Betriebsfall in der Arbeitslage, während die Binärstellungen des zweiten die Teilanlage kennzeichnen, deren Recheneinheit gestört ist. Ist beispielsweise bei der in der Figur linken Teilanlage 1, 3, 5 ein Fehler aufgetreten, dann wird der Ausgang des zugeordneten zusätzlichen Datenspeichers 9 zusammen mit dem Eingabekanal 7 auf die zusätzliche Recheneinheit 11 geschaltet, deren Programm gleichzeitig zur Übernahme der Arbeit der Recheneinheit 3 und zur Nachbearbeitung des durch die Störung bedingten Datenüberhangs vorbereitet wird. Ohne die erfindungsgemäßen Datenspeicher für die Eingabedaten ginge sonst die Datenteilmenge verloren, die durch den Eingabekanal bereits in die Recheneinheit eingelaufen ist, aber noch nicht oder fehlerhaft verarbeitet wurde.
• Um diese Datenteilmenge abzugrenzen und um im Ausgabespeicher keine Resultate mehrfach zu speichern, ist gemäß weiterer Erfindung der Ausgang der Ausgabespeicher 5 bzw. 6 im Störungsfall ebenfalls mit der zusätzlichen Recheneinheit 11 verbunden, wobei die Daten der Ausgabespeicher mit den neu ermittelten Resultaten verglichen werden. Die Anlage arbeitet dann zufriedenstellend, wenn -der zugehörige Eingabespeicher um etwa den Faktor 2 mehr Daten zu speichern vermag, als durch einen Ausfall der Recheneinheit gestört werden können. Der Vergleich mit den Ausgabespeichern wird dann nach einer Störung zuerst Übereinstimmung zwischen den Ausgabedaten und den aus den frühesten Daten des Eingabespeichers ermittelten Resultatdaten ergeben; es werden erst dann neue Ausgabedaten erzeugt, wenn keine Übereinstimmung mehr herrscht. Bisher wurde- vorausgesetzt, daß die Recheneinheiten mit Hilfe ihrer Internspeicher Eingabedaten oder Zwischenergebnisse vor der endgültigen Verarbeitung nur für Zeiten in der Größenordnung von Minuten speichern müssen, daß also die Datendurchlaufszeit durch die Recheneinheit kleiner als die maximale Speicherzeit des Eingabespeichers ist. In manchen Fällen trifft diese Voraussetzung jedoch nicht zu, so daß eine Nacharbeitung des Inhalts des nur den Dateneingabefluß von einigen Minuten speichernden Datenspeichers 9 bzw. 10 im Störungsfall nicht ausreicht. Da eine wesentliche Vergrößerung der Speicherkapazität des Dateneingabespeichers gemäß der Erfindung aus Kosten- und Zeitgründen (z. B. langes Rückspulen!) nicht vorteilhaft ist, wird gemäß weiterer Erfindung für solche Fälle vorgeschlagen, in zeitlichen Abständen den Inhalt des Internspeichers beispielsweise auf ein Magnetband zu übertragen, so daß die Nacharbeit bei Störungen in jedem Falle nur vom Zeitpunkt der letzten ungestörten Speicherinhaltsübertragung beginnen muß, indem dieser Speicherinhalt dann in die Reserverecheneinheit übertragen wird. DerAufwand für diesen zusätzlichenDatenspeicher kann durch verschiedene erfindungsgemäße Maßnahmen beschränkt werden: Wenn die Reserverecheneinheit für mehrere verschiedene Betriebsrecheneinheiten vorgesehen ist, dann ist für alle Einheiten auch nur ein gemeinsamer zusätzlicher Datenspeicher vorhanden, der zyklisch abwechselnd die Inhalte der Internspeicher übernimmt. Im Störungsfall muß dann dafür gesorgt werden, daß der richtige Speicherinhalt in die Reserveeinheit übernommen wird.
• Ist jedoch nur eine Betriebsrecheneinheit vorhanden, dann kann die Tatsache benutzt werden, daß der Ausgabedatenfiuß nicht dauernd die volle Ausgabegeschwindigkeit beansprucht. Man unterbricht diesen Fluß dann in zeitlichen Abständen kurzfristig und bringt den Internspeicherinhalt auf das Ausgabeband. So braucht außer dem Eingabespeicher nur ein Magnetband rückgespult und der Reserveeinheit angeboten zu werden; eine Unterscheidung der Datenarten auf diesem Band ist mit bekannten Mitteln (Zusatzspur, Vorcode od. ä.) gewährleistet.
• Aus den bisherigen Erläuterungen geht bereits hervor, daß die Programnnierung der Reserverecheneinheit nicht identisch mit der Programmierung der Einheit ist, deren Aufgaben sie übernehmen muß. Die Programmierung der Reserveeinheit ist jedoch von einem Programmierer im Einzelfall leicht durchzuführen.
• Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die offenbarte Anzahl von zwei Betriebsrecheneinheiten und beschränkt sich nicht auf einen bestimmten logischen oder technischen Aufbau. Vorteilhaft besitzt jedoch besonders die Reserverecheneinheit eine flexible logische Struktur, verhältnismäßig große Verarbeitungsgeschwindigkeit und Programmkapazität.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Datenverarbeitende Anlage, bestehend aus Dateneingabekanälen, aus einer oder mehreren zentralen Recheneinheiten, aus Einrichtungen zur Ausgabespeicherung der Resultatdaten sowie aus mindestens einer zusätzlichen Recheneinheit als Notbereitschaftsreserve, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Datenspeicher mit einem oder mehreren Dateneingabekanälen verbunden sind, die die Eingabedaten laufend mitspeichern und bei Ausfall einer Recheneinheit als Datengeber auf die zusätzliche Recheneinheit einwirken.
2. 2. Datenverarbeitende Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekemlnzeichnet, daß mehreren Recheneinheiten, die die gleichen oder jeweils verschiedene Verarbeitungsfunktionen an denselben oder jeweils verschiedenen Daten ausführen, eine gemeinsame Reserverecheneinheit zur Verfügung steht und daß die zusätzlichen Datenspeicher nach Ausfall einer Betriebsrecheneinheit auf die Reserveeinheit umgeschaltet werden, sobald die Reserverecheneinheit zur Übernahme der Funktion der ausgefallenen Einheit und zur Verarbeitung des durch den Ausfall bedingten Datenüberhangs bereit ist.
3. 3. Datenverarbeitende Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Datenspeicher als Endlosmagnetbänder ausgeführt sind.
4. 4. Datenverarbeitende Anlage mit elektronisch lesbarem Ausgabespeicher (z. B. Magnetband) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ausgabenspeicher bei Ausfall der entsprechenden Recheneinheit ebenfalls auf die Reserverecheneinheit geschaltet werden und daß programmtechnische Vorkehrungen getroffen sind, die Daten auf den Ausgabespeichern mit den neu ermittelten Resultaten zu vergleichen.
5. 5. Datenverarbeitende Anlage mit einem Internspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Recheneinheiten, insbesondere solche mit langdauerndem Datendurchlauf, einen weiteren Datenspeicher aufweisen, der im Normalbetrieb in zeitlichen Abständen den Inhalt des Internspeichers übernimmt und im Störungsfall ebenfalls auf die Reserverecheneinheit geschaltet wird.
6. 6. Datenverarbeitende Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Recheneinheiten einen gemeinsamen Datenspeicher zur Aufnahme der Internspeicherinhalte aufweisen, wobei die einzelnen Speicher zyklisch nacheinander abgefragt werden.
7. 7. Datenverarbeitende Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß programmtechnische Vorkehrungen getroffen sind, den Inhalt des Internspeichers einer Recheneinheit mit langdauerndem Datendurchlauf in periodischen Ausgabepausen auf den elektronisch lesbaren Ausgabespeicher zu übertragen, so daß die Reserverecheneinheit im Störungsfall nur vom Zeitpunkt der letzten Ausgabepause im ungestörten Betrieb an die gestörten Daten nacharbeiten muß.