DE1152278B - Data processing system - 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.Data processing system The invention relates to a data processing system System consisting of data input channels, from one or more central processing units, from devices for the output storage of the result data as well as from at least another central processing unit exists as an emergency reserve.

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.Data processing systems turn in contrast to scientific ones Calculating machines perform relatively simple operations on a relatively large one Amount of data. Their area of application is therefore less in research and development than to look in the administration. While scientific adding machines provide the solution allow invoices that were previously unsolvable for reasons of effort, are replaced by the Introduction of data processing equipment numerous workers from routine work relieved and thus free for non-automatable tasks.

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.However, many tasks can only be automated if the reliability the plant is large, because otherwise the same forces are, dis previously routine work done, debugged or checked. While miscalculation can be largely switched off by test calculations and self-correcting codes Failures of the entire processing unit usually result in long machine dead times and thus one Jam or overhang of input data. To avoid this, it is known to use several, preferably to operate three processing units in parallel and independently of one another and compare the outputs for errors and failures by majority vote to suppress.

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).In addition to the great effort, this solution is characterized by the fact that all processing units must be permanently operational. The system is capable of Errors can no longer be corrected if one of the processing units is not ready for operation is (e.g. when a unit carries out intrinsic function tests).

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.The invention avoids these disadvantages and brings more substantial savings in effort. In contrast to the well-known counting The system according to the invention provides an additional double computation unit (active reserve) Computing unit in non-calculating emergency standby reserve (passive reserve). It also has additional data memories with one or more input channels are connected and save the input data continuously. In the event of failure of a computing unit do they act on the additional arithmetic; unit as a data provider.

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.According to a further invention, this additional arithmetic unit is used as a standby reserve Can be used for several computing units at the same time, the same or different Perform processing functions on the same or different data. If one of the arithmetic units fails, the additional data memories become it Unit switched to the reserve processing unit as soon as the reserve unit is switched to Taking over the function of the failed unit and processing the data overhang ready.

Besonders vorteilhaft ist es, die zusätzlichen Datenspeicher als Endlosmagnetbänder auszuführen, so daß die Eingabedaten nach einer gewissen Zeit überschrieben werden.It is particularly advantageous to use the additional data memory as endless magnetic tapes so that the input data are overwritten after a certain period of time.

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.According to a further invention, the result data, if they are on a electronically readable output memory (e.g. magnetic tape) are set at Failure is also fed to the reserve computing unit, with program-technical precautions are taken, the data on the output memory with the newly determined results to compare.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung weiter erläutert, die eine größere datenverarbeitende Anlage mit den Merkmalen der Erfindung zeigt.The invention is further explained with reference to a drawing that shows a shows larger data processing system with the features of the invention.

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.The system consists of two independent subsystems, each with a data source 1 or 2, an arithmetic unit 3 or 4 and an output memory 5 or 6. The data sources (e.g. input keyboards, measuring points) are connected via the input channels 7 and 8, respectively the computing units 3 and 4 respectively. The two subsystems generally process different types of data in a separate work rhythm. According to the invention, an additional data memory 9 or 10 is connected to each input channel 7, 8 in such a way that it takes over all the data necessary for processing from the respective input channel.

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.If both subsystems work properly, then the additional data memories are automatically or manually deleted after a while, to be able to be rewritten again. The data memories are therefore advantageous designed as endless magnetic tapes.

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.Only in the case of Störvngsfall = is an additional arithmetic unit 11 via a Control device effective, the latter shown simplified by two relays is. The first relay is in the rest position and in the error-free operating case disturbed operating case in the working position, while the binary positions of the second identify the subsystem whose arithmetic unit is disturbed. Is for example an error occurred in the subsystem 1, 3, 5 on the left in the figure, then the output of the associated additional data memory 9 together with the input channel 7 switched to the additional arithmetic unit 11, the program of which is simultaneously for Takeover of the work of the arithmetic unit 3 and for post-processing of the by the disturbance conditional data overhang is prepared. Without the data storage device according to the invention for the input data, the subset of data passed through the input channel would otherwise be lost has already entered the processing unit, but has not yet been processed or has been processed incorrectly became.

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.To delimit this subset of data and not to have any in the output memory Saving results multiple times is, according to a further invention, the output of the output memory 5 or 6 also connected to the additional computing unit 11 in the event of a fault, the data of the output memory being compared with the newly determined results will. The system works satisfactorily when -the associated input memory is able to store more data by a factor of about 2 than if the Computing unit can be disturbed. The comparison with the output memory is made then, after a fault, first match between the output data and the result data determined from the earliest data in the input memory; new output data are only generated when there is no longer any match. So far it was assumed that the processing units with the help of their internal memory Input data or intermediate results before final processing for times only need to store in the order of minutes, that is, the data throughput time by the computing unit less than the maximum storage time of the input memory is. In some cases, however, this requirement does not apply, so that reworking is necessary the contents of the data memory storing only a few minutes of data entry flow 9 or 10 is not sufficient in the event of a fault. As a substantial increase in the Storage capacity of the data input memory according to the invention from cost and Time reasons (z. B. long rewind!) Is not advantageous, according to further Invention proposed for such cases, the content of the Internal storage, for example, to be transferred to a magnetic tape, so that the rework in the event of malfunctions, in any case only from the time of the last undisturbed memory content transfer must begin by transferring this memory content to the reserve arithmetic unit will. The expenditure for this additional data memory can be achieved by various means according to the invention Measures are limited: If the reserve processing unit for several different If operational computing units are provided, then there is only one for all units Common additional data memory is available, which cyclically alternates the contents the internal memory takes over. In the event of a malfunction, it must then be ensured that the correct memory content is transferred to the reserve unit.

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.However, if there is only one operational computing unit, then the The fact that the output data flow does not always reach the full output speed claimed. This flow is then interrupted briefly at time intervals and puts the internal memory content on the output tape. So needs besides the input memory only one magnetic tape to be rewound and offered to the reserve unit; one Differentiation of the data types on this tape is possible with known means (additional track, Precode or similar) guaranteed.

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.From the explanations so far it is already clear that the programming the reserve arithmetic unit is not identical to the programming of the unit, whose tasks it must take over. However, the programming of the reserve unit is easy to carry out by a programmer in individual cases.

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.The invention is not limited to the disclosed number of two operational computing units and is not limited to a specific logical one or technical structure. However, the reserve arithmetic unit is particularly advantageous a flexible logical structure, relatively high processing speed and program capacity.

Claims (7)

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. PATENT CLAIMS: 1. Data processing system, consisting of data input channels, from one or more central processing units, from devices for output storage the result data as well as from at least one additional computing unit as an emergency reserve, characterized in that additional data memories with one or more data input channels are connected, which continuously save the input data and in the event of failure of a Computing unit act as a data transmitter on the additional computing unit. 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. 2. Data processors Installation according to claim 1, characterized in that several computing units, the the same or respectively different processing functions to the same or execute different data in each case, a common reserve arithmetic unit for Is available and that the additional data memory after failure of an operational computing unit be switched to the reserve unit as soon as the reserve arithmetic unit to Taking over the function of the failed unit and processing the is ready for the failure of the data overhang. 3. Datenverarbeitende Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Datenspeicher als Endlosmagnetbänder ausgeführt sind. 3. Data processing facility according to one of the preceding claims, characterized in that the additional Data storage devices are designed as endless magnetic tapes. 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. 4. Data processing facility with electronically readable output memory (e.g. magnetic tape) according to one of the preceding Claims, thereby marked that this output memory at Failure of the corresponding arithmetic unit also on the reserve arithmetic unit are switched and that program-technical precautions are taken, the data on the output memory to compare with the newly determined results. 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. 5. Data processors System with an internal memory according to one of the preceding claims, characterized characterized in that individual arithmetic units, especially those with long-term Data pass, have a further data memory, which in normal operation in takes over the content of the internal memory at intervals and in the event of a fault is also switched to the reserve processing unit. 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. 6. Data processing system according to claim 5, characterized in that several arithmetic units have a common one Have data memory for receiving the internal memory contents, the individual Memory can be queried cyclically one after the other. 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.7. Data processing facility according to Claim 4, characterized in that technical provisions are made are the content of the internal memory of a processing unit with a long data cycle to be transferred to the electronically readable output memory in periodic output pauses, so that the reserve arithmetic unit only starts from the time of the last output pause in the event of a fault must rework the disturbed data in undisturbed operation.