DE1549522B1

DE1549522B1 - Datenverarbeitungsanlage mit simultanverarbeitung mehrerer programme mittels mehrerer rechner

Info

Publication number: DE1549522B1
Application number: DE19671549522
Authority: DE
Inventors: Andrew Te-An Ling
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-07-05
Filing date: 1967-07-05
Publication date: 1971-10-21
Also published as: US3566357A; GB1160017A

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungs- gänge erforderlich. Außerdem war es bishe.r außer-

anlage mit Simultanverarbeitung mehrerer Programme ordentlich schwierig, ein unterbrochenes Programm

mittels mehrerer Rechner, wobei jeder der verschie- gerade von demjenigen Rechner fortführen zu lassen,

denen Rechner Zugriff zu einem Hauptspeicher hat der hierfür am besten geeignet war, so daß die Kapa- und die Fähigkeit besitzt, entsprechend verschiedener 5 zität des Systems praktisch nie optimal genutzt wurde.

Unterbrechungsanforderungen die Durchführung sei- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einer

nes Programmes zu unterbrechen, mit mehreren Sät- Datenverarbeitungsanlage, die wenigstens ein soge-

zen von Programmdurchführungsregistern zum Spei- nanntes Benutzerprogramm (z. B. ein Produktions-

chern einer entsprechenden Anzahl von auszuführen- programm) und wenigstens ein Kontrollprogramm den Programmen einschließlich wenigstens eines Ar- io zur Steuerung oder Überwachung der Durchfüh-

beitsprogramms des Anlagenbenutzers und wenigstens rung des Benutzerprogramms durchführen·; soll,

eines Kontrollprogramms und mit. einem gemein- . die einzelnen für eine Mehrprogrammverarbeitung

samen Steuerwerk für die Rechner. geeigneten Rechner mit ihren jeweiligen Pro-

Bei Datenverarbeitungsanlagen, die mehrere Pro- grammregistersätzen so zu einem einzigen simultan gramme durchführen, müssen.bei Programmunterbre- 15 arbeitenden System zu kombinieren, daß mit gering-

chungen die wesentlichen Informationen sichergestellt stem Zeitaufwand für ein Programm oder TeÜpro-

werden. Es ist bekannt, Register für jedes Programm . gramm jeder der verschiedenen Rechner gewählt

vorzusehen, in denen die Daten des unterbrochenen. · werden kann. Dabei soll jeweils nur ein solcher Rech-

Programms festgehalten bzw. aus denen die wesent-' ner gewählt werden, der nicht gerade ein wichtigeres, liehen Daten des auszuführenden Programms ent- 20 also nicht zu störendes Arbeitsprogramm eines Benut-

nommen werden. zers des Systems durchführt. Außerdem soll jeweils

Ferner ist es bekannt (schweizerische Patentschrift der am besten geeignete Rechner gewählt werden. 374 842), jedes von mehreren Teil-Datenverarbei- Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Datentungswerken eines Rechners mit jedem von mehreren Verarbeitungsanlage der eingangs angegebenen Art Teilspeichern zu verbinden, um die gleichzeitige 25 das Steuerwerk, welches in der Lage ist, jeden der Durchführung verschiedener Programme zu ermög- Programmdurchführungsregistersätze mit jedem Rechlichen, ohne daß der Ablauf der Programme durch ner zu verbinden, eine vom Inhalt von jeweils in den Wartezeiten beeinträchtigt wird. Die einzelnen Ver- Rechnern vorgesehenen Registern zur Programmsatzarbeitungswerke sind aber nicht jeweils für eine-- identifizierung gesteuerte erste Gruppe von Torglie-Mehrprogrammverarbeitung bestimmt oder geeignet. 30 dem, die jeweils einen -identifizierten Programm-Zwar ist auch schon ein System mit mehreren voll- durchführungsregistersätz mit einem der Rechner verständigen Rechnern bekannt (USA.-Patentsehrift binden, enthält, ferner für jeden Programmdurchfüh-3 229 260), von denen eine. Vielzahl unabhängiger rungsregistersatz je ein Anzeigeglied zum Anzeigen Programme bearbeitet wird und denen ein Befehls- einer anstehenden Unterbrechung und je ein Tätigregister gemeinsam ist. Die einzelnen Rechner sind-35 Anzeigeglied, eine ebenfalls von den Programmsatzaber nicht in der Lage, selbst die Steuerung eines identifizierungsregistern gesteuerte zweite Gruppe von Programms bis zu einem Zeitpunkt zu übernehmen, Torgliedern, welche Signale von jedem Rechner zu bei welchem der Rechner sich für dieses Programm den vom jeweiligen Register identifizierten Anzeigenicht mehr so gut eignet wie ein anderer Rechner, gliedern übertragen, sowie fünf Wählglieder, von und das Programm demgemäß zu unterbrechen. Es 40 denen das erste auf'-Grund einer Unterbrechungsanist auch schon bekannt, Informationen zwischen meh- förderung von einem Rechner diesen auswählt und reren Rechnern und mehreren Speichern ie nach Ver- veranlaßt, daß er seinen Betrieb mit dem mit ihm fügbarkeit der Stteicher auszutauschen (USA.-Patent- verbundenen Programmdurchführungsregistersatz unschrift 3 242 467). terbricht und die zugeordneten beiden Anzeigeglieder Schließlich ist bekannt, zwei oder.mehrere Rechner .45 auf-den entsprechenden Stand gebracht werden, wähso miteinander zu verbinden, daß zwischen ihnen ein rend das zweite Wählglied in Abhängigkeit vom Inhalt Datenaustausch möglich ist und jeder Rechner ver- der Unterbrechungsanzeigeglieder die Adresse des schiedene Programme auf Grund der Daten oder prioritätshöchsten Programmdurchführungsregister-eines schon begonnenen Programms, eines anderen satzes mit einer anstehenden Unterbrechung erzeugt, Rechners durchführen kann, also eine Vielzahl unab- 50 das dritte Wählglied einen für das Kontrollprohängiger Programme gleichzeitig (simultan) von einer gramm bestimmten Programmdurchführungsregister-Vielzahl von Rechner bearbeitet wird. satz wählt, das vierte Wählglied in Verbindung mit Bisher ist jedoch noeh-kenv System bekannt, das es- · einem der'Unterbrechungsanzeigeglieder, •gegebenengestattet, das in einem, bestimmten Programmdurch- falls einen Rechner, der eine bestimmte Wahlprioriführungsregister gespeicherte Programm in einen be- 55 tat besitzt, als Kontrollrechner wählt, und das fünfte liebigen von mehreren .zentralen Rechnern, zu über- Wählglied einen vom vierten Wählglied nicht gewähltragen, insbesondere gerade in denjenigen,. der zur ten Rechner mit einem gewählten-untätigen Pro-Durchführung dieses Programms jeweils am besten grammdurchführungsregistersatz für ein Arbeitsprogeeignet ist. Da bisher jedes dieser Register jeweils gramm des Benutzers verbindet * nur einem einzigen Rechner zugeordnet war, ergab 60 Hierdurch werden die oben geschilderten Nachteile sich vor allem der Nachteil, daß ein Rechner zu einem der bekannten Datenverarbeitungsanlagen vermieden. Programm eines anderen Rechners nur mittelbar Zu- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung griff hat, nämlich über dessen Hauptspeicher. Da- ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt durch wird ein beträchtlicher Zeitverlust in Kauf ge- F i g. 1 das Blockschaltbild einer Datenverarbeinommen, zumal der Betrieb des anderen Rechners 65 tungsanlage gemäß der Erfindung, bei dieser Datenübertragung beeinträchtigt wird. Fig. 2 ein die Arbeitsweise der Anlage nach Fig. 1 Wenn ein Rechner ein fremdes Programm unter- erläuterndes Flußdiagramm, bricht, sind wieder zeitraubende Umspeicherungsvor- Fig. 3 ein Einzelheiten einer Torschaltungsanord-

3 _ 4

nung in der Anlage nach Fig. 1 wiedergebendes ler 10 angeschlossen ist. Der Wähler 10 hat einen Schaltschema und . _ . Ausgang S₁ zum Wählen des Rechners 11 und einen

F i g. 4 das Schaltschema eines für die Anlage nach Ausgangs S₂ zum Wählen des Rechners 12.
F i g. 1 verwendbaren Prioritätswählers. Jeder Rechner 11 und 12 hat ferner einen Unter-

Fig. 1 zeigt das Blockschaltschema einer Daten- 5 brochen-Ausgang »Unt« und einen »Tätig«-Ausgang, Verarbeitungsanlage mit einem ersten Rechner 11 und die an eine entsprechende Gruppe von zweiten Toreinem zweiten Rechner 12. Jeder der beiden Rechner. gliedern 17 bzw. 18 angeschlossen sind. Die zweiten ist über einen entsprechenden Daten- und Steuer- Torglieder 17 und 18 empfangen außerdem vom Resigalsammelleiter 13 bzw. 14 sowie über eine ent- gister PSR im entsprechenden Rechner über die Leisprechende Gruppe von ersten Torgliedern 15.bzw. io tung des Ausgangs PSRN die Programmidenlifizier-16 mit einer Anzahl von Sätzen von Programmdurch- zahL- Die zweiten Torglieder 17 und 18 leiten vom führungsregistern 21, 22, 23 und 24 verbunden. Jeder entsprechenden Rechner ein Unterbrechsignal »Unt« Satz von Programmdurchführungsregistern enthält zu einem durch die in der Leitung des Ausgangs Speicherplätze für Zwischenresultate und Zustands- PSRN anstehende Zahl bestimmten der vier Unterinformationen für ein entsprechendes, zugewiesenes 15 brechanzeigerflipflops. 25. Ebenso leiten die zweiten Programm. Jeder Satz von Programmdurchführungs- Torglieder 17 und 18 von den Rechnern »Tätig«- registern kann ein Systemsteuerregister sowie eine Signale zu einem durch die am Ausgang PSRN angroße Anzahl von allgemeinen und Nutzregistern ent- stehende Zahl bestimmten der vier Anzeigeflipflops halten. Einer oder mehrere der Sätze von Programm- 26. Das heißt, die zweiten Torglieder 17 und 18 durchführungsregistern können für die Durchführung 20 steuern Setz- und Rücksetzsignale.von den Rechnern· von steuernden, überwachenden und Eingabe-Aus- nach den Unterbrechanzeigeflipflops 25 und den Ingabe-Programmen bestimmt sein. Andere dieser Re- gebrauchanzeigeflipflops 26. ;-.

gistersätze können für eine entsprechende Anzahl Die Flipflops 25 haben Ausgänge, die auf ein

von Aufgaben- oder Benutzer-Produktionsprogram- ODER-Glied-27. geschaltet sind, das immer dann.ein men vorgesehen sein. .25 Ausgangssignal - »Ausf.Wahl« liefert> wenn durch

Jeder Rechner arbeitet jeweils mit einem Satz von eines oder mehrere der Anzeigeflipflops 25 eine lau-Programmdurchführungsregistern bei der Durchfüh- fende Unterbrechung (Unterbrochen-Zustand) angerung eines entsprechenden Programms. Der andere zeigt wird. Das Signal »Ausf.Wahl« wird durch Tor-Rechner kann dabei gleichzeitig mit einem anderen glieder 29 und 31 unter der Steuerung· der Wähler-Satz von Programmdurchführungsregistern für die 30 signale Z₁ und U auf die Rechner gekoppelt, - . Durchführung eines entsprechenden anderen Pro- Die Ausgänge der. Anzeigeflipflops 25 sind außergramms arbeiten. Jeder Rechner ist mit jedem belie- dem auf- einen Wähler 20 geschaltet. Der Wähler 20 bigen der Registersätze verbindbar. Jeder Register- ist mit einem Ausgangan ein Torglied 32 angeschlossatz kann beispielsweise aus vielen einzelnen Flip- sen, das- die Zahl oder Adresse eines gewählten der flopstufen zum Speichern einer Vielzahl von entspre- 35 Programmdurehführungsregistersätze mit einer lauchenden Informationsbits aufgebaut sein und außer- fenden Unterbrechung -anzeigt. -Der Wähler 20 kann dem Einrichtungen zum Ansteuern irgendeines ge- Einrichtungen zum Wählen eines Registersatzes auf wünschten Flipflopregisters im Registersatz enthal- Grund einer vorher festgesetzten Priorität oder ten. Andererseits können die Sätze von Programm- Dringlichkeit-enthalten. --■"■-.-durchführungsregistern auch aus Speicherplätzen 40 Mindestens- einer der Sätze von Programmdurcheines Notizblock-Schnellspeichers mit Einrichtungen führungsregistern 21 bis 24 ist für ein Steuerprozum Ansteuern jedes gewünschten Speicherplatzes im gramm bestimmt und hat einen mit einem Wähler 30 Speicher bestehen. verbundenen-Bereit-Ausgang 33. Das zu dem Tor-

Jeder der beiden Rechner 11 und 12 hat entweder glied 34- gelangende Ausgangssignal des Wählers 30 Zugang zu einem gemeinsamen Hauptspeicher (nicht 45 ist eine Zahl oder-Adresse, die einen bestimmten der gezeigt) oder enthält seinen eigenen Hauptspeicher betriebsbereiten Registersätze identifiziert. Der Wäh- und hat außerdem Zugang zum Hauptspeicher des ler 30 kann- so-konstruiert sein, daß er stets einen anderen Zentralteils. Jeder Rechner enthält ein Pro- vorbestimmten der Registersätze wählt, oder daß er grammidentifizierungsregister PSR zur Aufnahme einen Registersatz auf Grund einer vorbestimmten einer Zahl oder Adresse zum Identifizieren desjenigen 50 Priorität wählt, oder daß er einen Registersatz auf der. Sätze von Programmdurchführungsregistern 21 Grund -von -in- den Registersätzen gespeicherten Inbis 24, mit dem der Rechner für die Durchführung formationen wählt.

eines Programms verbunden ist oder werden soll. Jeder Rechner enthält ein Unterbrechungssperr-

Jedes dieser Identifizierungsregister PSR hat einen anzeige-Flipflop (nicht gezeigt) mit einem Ausgang Zahl- oder Adressenausgang PSRN, der mit einem.55 »UntJSperr«, der über entsprechende Torglieder 35 entsprechenden ersten Torglied 15 bzw. 16 gekonpelt . bzw, 36- sowie -eine Leitung 37 mit dem Torglied 34 ist, um für Daten- und Steuersignale über die Sam- verbunden ist. Die Leitung 37 ist außerdem über eine melleitung 13 bzw. 14 eine Verbindung zwischen dem Inverterstufe I mit dem Torglied 32 verbunden. Durch betreffenden Rechner und dem jeweils identifizierten das Unterbrechungssperrsignal in der Leitung 37 und der Registersätze 21 bis 24 herzustellen. 60 das umgekehrte Unterbrechungssperrsignal in der Lei-

Jeder Rechner 11 und 12 beliefert, wenn er in Be-. tung-37' wird bestimmt, ob der über das Torglied 32 trieb (nicht unwirksam) ist, einen Wähler 40 mit wirkende Wähler 20 oder der über das Torglied 34 einem Ausgangssignal »Verfügbar«.' Der Wähler 40 . wirkende Wähler 30 die Zahl eines gewählten Satzes hat einen Ausgang t_± für die Vorwahl des Rechners von Programmdurchführungsregistern entweder über 11 und einen Ausgang^ für die Vorwahl des Rech- 65 das Torglied38 zum RegisterPSi? im Rechner 11 nersl2. \ ... oder über. das Torglied 39 zum Register PSR im

Jeder Rechnern und 12 hat einen Unterbre-" Rechner-12 liefert. —
chungsansuch-Ausgang »UntAns«, der an einen Wäh- Jeder Rechner 11 und 12 hat einen Unterbrechungs-

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beendigungsausgang »UntEnde«, der über ein ent- vier Flipflops 25 angeschlossen. Die Rücksetzleitung sprechendes Torglied 41 bzw. 42 mit dem Wähler 10 RI ist an sämtliche vier UND-Glieder an den Rückverbunden ist. Em zum Wähler 10 gelangendes Unter- setzeingängen der vier Flipflops 25 angeschlossen, brechungsbeendigungssignal bewirkt, daß die Wähl- Die Ausgänge 200 der Flipflops 25 sind, wie in ausgangssignaleS₁ bzw. s₂ des Wählers aufhören. s Fig. 1 gezeigt, an den Wähler 20 und das ODER-

Die Ausgänge der Anzeigeflipflops 26 sind an einen Glied 27 angeschlossen.

Wähler 50 angeschlossen. Der Wähler 50 empfängt Der Tätig-Ausgang des Zentralteils 11 besteht aus

außerdem Eingangssignale vom Ausgang PSRN der einer Setzleitung SU und einer Rücksetzleitung RU. entsprechenden Register PSR in den Rechnern 11 und Die Setzleitung SU ist an sämtliche vier UND-Glieder 12. Der Wähler 50 vergleicht die ihm zugeführte Pro- io an den Setzeingängen der vier Flipflops 26 angegrammregisterzahl mit den Ausgangssignalen der An- schlossen. Die Rücksetzleitung RU ist an sämtliche zeigeflipftops 26, um zu ermitteln, ob der Register- vier UND-Glieder an den Rücksetzeingängen der vier satz mit der Nummer oder Adresse des Ausgangs Flipflops 26 angeschlossen. Die Ausgänge 205 der PSRN bereits tätig ist. Ist dies der Fall, so schickt der der Flipflops 26 sind an den Wähler 50 (Fig. 1) an-Wähler 50 in die Leitung 51 ein Vorrücksignal »Vorr«, 15 geschlossen. Die Wähleingänge S₁ und S₂ für die zweidas ein Torglied 52 oder ein Torglied 53 durchläuft, ten Torglieder 17 sind über ein ODER-Glied 206 verum die Zahl im Register PSR des entsprechenden bunden, dessen Ausgang α an sämtliche UND-Glieder Rechners 11 bzw. 12 zu erhöhen. Anschließend führt in F i g. 3 angeschlossen ist.

der Wähler 50 erneut den Vergleich durch. Wenn der Die zweiten Torglieder 18 (Fig. 1) können in der

Vergleich anzeigt, daß die Zahl im Register PSR der 20 gleichen Weise angeordnet und zwischen den Rech-Nummer eines untätigen Satzes von Programmdurch- ner 12 und die Flipflops 25 und 26 geschaltet sein, führungsregistern entspricht, beendet der Wähler 50 wie die zweiten Torglieder 17 zwischen den Rechnern seinen Wählvorgang, indem er kein Vorrücksignal 11 und die Flipflops 25 und 26 in Fig. 3 geschaltet mehr in die Leitung 51 schickt. sind. Die Ausgänge der zweiten Torglieder 18 sind an

F i g. 1 zeigt also eine Datenverarbeitungsanlage 25 die Setz- und Rücksetzeingänge der Flipflops 25 und mit beispielsweise zwei Rechnern 11 und 12 sowie 26 in der gleichen Weise angeschlossen, wie die Ausvier Sätzen von Programmdurchführungsregistern 21, gänge der zweiten Torglieder 17 an die gleichen Setz- 22, 23 und 24. Die übrigen Schaltungseinheiten in und Rücksetzeingänge der Flipflops 25 und 26 angeder Anordnung nach Fig. 1 bilden em Steuerwerk schlossen sind.

zum Steuern von Verbindungen über die Sammellei- 30 Für den Wähler 20 (F i g. 1) kann ein einfacher tungen 13 und 14 zwischen den Rechnern und den Prioritätswähler von der in Fig. 4 gezeigten Art ver-Sätzen von Programmdurchführungsregistern. wendet werden. F i g. 4 zeigt vier Flipflops 25, die mit

Sämtliche das Steuerwerk in Fig. 1 bildenden Ein- ihren Ausgängen an vier entsprechende UND-Glieder heiten erfüllen einfache Funktionen. Die Einheiten 201, 202, 203 und 204 angeschaltet sind. Der Auskönnen ohne weiteres aus elementaren Verknüp- 35 gang der ersten Flipflops sperrt außerdem über eine fungsgliedern wie UND-, NAND-, ODER- oder Inverterstufe die Glieder 202, 203 und 204. Die AusNOR-Gliedern, Flipflops, Vergleichern usw. nach gänge des zweiten und des dritten Flipflops sperren üblichen und bekannten Konstruktionsprinzipien auf- in entsprechender Weise über Inverter die höher gebaut werden. numerierten Glieder 203 und 204. Bei Auftreten eines

Beispielsweise können die zweiten Torglieder 17 40 Taktimpulses an der Klemme 207 liefert der Prioriin der in F i g. 3 gezeigten Weise aufgebaut und zwi- tätswähler nach F i g. 4 bei 200 ein Ausgangssignal sehen den Rechner 11 und die Flipflops 25 und 26 ge- vom prioritätshöchsten (d. h. dem niedrigst numerierschaltet sein. Das Register PSR im Rechner liefert ten) der Ausgangssignale liefernden Flipflops 25. Die eine Ausgangsnummer, die einen der Sätze von Pro- Ausgangssignale 220 (Fig. 4) des Wählers 20 (F ig. 1) grammdurchführungsregistern identifiziert. Die Num- 45 können über vier Drähte, vier Torglieder 32, vier mer des Ausgangs PSRN kann durch Erregen einer Torglieder 38 und vier Drähte zurück zum Register der Leitungen 1 bis 4 geliefert werden. Der Ausgang 1 PSR geleitet werden. In F i g. 1 sind, um die Zeichist mit am Setzeingang und am Rücksetzeingang des nung nicht unnötig zu komplizieren, jeweils nur Einersten der Flipflops 25 vorgesehenen Torgliedern so- zeldrähte und einzelne Torglieder gezeigt, wie mit am Setzeingang und am Rücksetzeingang des 50 Die anderen Wähler 10, 30, 40 und 50 in Fig. 1 ersten der Flipflops 26 vorgesehenen Torglieder ver- können ähnlich als Prioritätswähler in der in F i g. 4 bunden. Die Ausgänge 2, 3 und 4 des Registers PSR gezeigten Weise ausgebildet sein. Die Wähler 10 und sind in entsprechender Weise mit entsprechenden 40 (bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit Torgliedern an den Eingängen anderer Flipflops der zwei Rechnern) weichen von der Anordnung nach Gruppen 25 und 26 verbunden. Bei einer anderen 55 F i g. 4 insofern ab, als sie jeweils nur zwei Eingänge und wirtschaftlicheren Anordnung ist das Register und zwei Ausgänge haben. Der Wähler 50 kann den PSR ein Zweibit-Register und die Zahl am Ausgang in F i g. 4 gezeigten Prioritätswähler sowie außerdem PSRN eine binär verschlüsselte Zahl 00, 01, 10 oder einen üblichen Vergleicher mit einem Ausgang ent-11, die über jeweils zwei Leitungen befördert wird, halten, der bedingt den erwähnten Vorrückimpuls um einen bestimmten der vier Sätze von Programm- 60 »Vorr« in die Leitung 51 schickt. Statt dessen kann durchführungsregistern zu identifizieren. Bei einer der Wähler 50 auch aus lediglich einem Vergleicher derartigen Anordnung kann zwischen das Register bestehen. Bei einer von der Anordnung nach Fig. 1 PiSi? und die Torglieder 17 ein Decodierer eingeschal- abweichenden Ausführungsform kann der Wähler 50 tet sein. lediglich einen Prioritätswähler enthalten, wie in

Der Unterbrochen-Ausgang des Rechners 11 in 65 Fig. 1 gezeigt. In diesem Falle werden die Register-F i g. 3 besteht aus einer Setzleitung SI und einer zahlen am Ausgang PSRN nicht dem Wähler 50 zu-Rücksetzleitung i?7. Die Setzleitung SI ist an samt- geleitet, und es erscheint als Ausgangsgröße des Wähliche vier UND-Glieder an den Setzeingängen der lers 50 eine Zahl, die in der gleichen Weise wie eine

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Zahl von den Wählern 20 und 30 direkt in das Re- gister PSR im Rechner vom Wähler 20 über die Glie-

gister PSR eingegeben wird. der 32 und 38 eine Identifizierungsnummer empfängt.

An Hand der F i g. 2 soll jetzt die Arbeitsweise des Diese Nummer ist eine Zahl oder Adresse, die den-Rechners 11 im Zusammenhang mit dem Steuerwerk jenigen gewählten der vier Sätze von Programmder Anlage nach F i g. 1 beschrieben werden. F i g. 2 5 durchführungsregistern identifiziert, bei dem eine ist ein Flußdiagramm, an Hand dessen ein Programm- Unterbrechung anhängig ist. Es sei angenommen, ablauf beschrieben wird, dem der Rechner 11 bei der daß der Satz 22 von Programmdurchführungsregistern sequentiellen Durchführung von Teilen einer Anzahl eine laufende Unterbrechung hat und gewählt wird, von Steuerprogrammen und/oder Benutzer-Produk- Die neue Nummer des Ausgangs PSRN für den Satz tionsprogrammen folgt. Der Rechner 12 folgt außer- io 22 im Register PSR gelangt zu den ersten Torgliedern dem unabhängig dem Flußdiagramm in der gleichen 15, die den Rechner 11 über die Daten- und Steuer-Weise. Der Programmablauf nach F i g. 2 kann im signal-Sammelleitung 13 mit dem identifizierten ReRechner auf konstruktivem Wege, d. h. mittels ent- gistersatz 22 verbinden.

sprechender Verknüpfungsschaltungen, oder auf dem Bei 112 schickt der Rechner ein Rücksetzsignal

Wege der Programmierung erfüllt werden und stellt 15 über die Leitung »Unt« und die zweiten Glieder 17

einen Programmablauf dar, dem der Rechner immer zum identifizierten Anzeigeglied 25, d. h. zu dessen

dann folgt, wenn er im gerade durchgeführten Pro- Flipflops 2. Dies geschieht, um die Tatsache zu ver-

gramm einen unterbrechbaren Punkt, bezeichnet mit merken, daß die Unterbrechung verarbeitet wird und

100, erreicht. Es sei beispielsweise angenommen, daß nicht mehr schwebt. Der Rechner extrahiert über die

der Rechner 11 derzeit ein Produktionsprogramm 20 Leitungen 13 aus dem identifizierten Registersatz 22

unter Verwendung des Satzes 21 von Programm- die gesamte Information, die für die Durchführung

durchführungsregistern durchführt. des erforderlichen Steuerprogramms benötigt wird,

Der Entscheidungspunkt 101 in Fig. 2 stellt den- und er setzt sein Unterbrechungssperr-Flipflop, um

jenigen Punkt dar, an dem der Rechner seine Pro- zu verhindern, daß er während der Durchführung des

grammunterbrechungsverzeichnisse prüft, um zu er- 25 Steuerprogramms unterbrochen wird,

mitteln, ob eine Programmunterbrechung erf order- Bei 113 empfängt das Register PSR vom Wähler

lieh ist. Wird eine Programmunterbrechung gefordert, 30 über die Torglieder 34 und 38 eine neue Identifi-

so wird in den Schritt 102 eingetreten, um die not- zierungsnummer. Diese neue Nummer ist eine Zahl,

wendigen Unterbrechungsvorgänge durchzuführen, die denjenigen Satz von Steuerprogrammdurchfüh-

wozu das Auf-den-laufenden-Stand-Bringen des Un- 30 rungsregistern identifiziert, der dazu verwendet wird,

terbrechungsverzeichnisses und das Prüfen der Unter- die im Registersatz 22 schwebende Unterbrechung zu

brechun£Em2s!:e, beide im derzeit mit dem Rechner verarbeiten. Die neue Nummer des Ausgangs PSRN,

verbundenen Satz 21 von Programmdurchführungs- von der angenommen sei, daß sie die Zahl des Satzes

registem befindlich, gehören kann. Wird die Unter- 24 von Steuerprogrammdurchführungsregistern ist,

brechung am Entscheidungspunkt 103 zugelassen, so 35 gelangt vom Register PSR zu den ersten Torgliedern

erfolgt bei 104 eine Prüfung, um zu ermitteln, ob 15, um den Rechner über die Sammelleitung 13 mit

eine Unterbrechung durch das Unterbrechungssperr- dem identifizierten Registersatz zu verbinden. Am

Flipflop im Rechner verhindert wird. Ist keine Unter- Punkt 114 des Flußdiagramms konditioniert die

brechungssperre vorhanden, so wird in den Schritt Nummer am Ausgang PSRN für den Satz 24 außer-

105 eingetreten, um Zustandsinformationen im Satz 40 dem die zweiten Torglieder 17 so, daß über die Lei-21 der derzeit mit dem Rechner verbundenen Pro- tung »Tätig« ein Signal zu den Anzeige-Flipflops 26 grammdurchführungsregister zu speichern und dem gelangt. Der Rechner holt sodann den Inhalt eines Wähler 10 (F i g. 1) ein Unterbrechungsansuchsignal im adressierten Registersatz 24 enthaltenen Steuer- »UntAus« zuzusenden. Wenn der Wähler 10 das registers SC heraus. Das Register SC enthält Informa-Unterbrechungsansuchen gutheißt, gibt er ein Wähl- 45 tionen, die das Programm, mit dem der Registersatz signal S₁ aus. Der Rechner spricht darauf am Punkt 24 befaßt ist, beschreiben.

106 an, indem er nach 107 fortschreitet, um ein Un- Bei 115 nimmt der Rechner eine Prüfung des Interbrechungssignal »Unt« demjenigen Anzeigeflip- halts des Registers SC vor, um sicherzustellen, daß flop 1 der Gruppe 25 zuzuleiten, der durch den Inhalt das Programm des Registersatzes 24 ein geeignetes des Registers PSR identifiziert wird, und dem identi- 50 Steuerprogramm ist. Wenn dies nicht der Fall ist, fizierten Anzeigeflipflop 1 der Gruppe 26 ein Rück- wird in den Schritt 116 eingetreten, um ein Fehlersetz-»Tätig«-Signal zuzuleiten. suchprogramm durchzuführen. Andernfalls geht es

Im Anschluß an 107 trifft das Steuerwerk eine Ent- über den Weg 117 zum Punkt 118, wo der Inhalt von scheidung, ob der gerade bediente Rechner für die Zustandsregistern im Registersatz 24 über die Sam-Durchführung eines Steuerprogramms zu wählen ist. 55 melleitungl3 nach Registern (nicht gezeigt) im Rech-Wenn der Rechner 11 probeweise durch den Wähler ner 11 übertragen wird. Der Rechner führt sodann 40 gewählt wird, gibt der Wähler 40 ein Wählsignal t_x bei 120 die normalen Schritte im Zuge der Ausfühaus, und wenn durch irgendeines der Flipflops 25 rung eines Befehls mit einer vom Registersatz 24 abeine laufende Unterbrechung angezeigt wird, über- geleiteten Adresse im Hauptspeicher durch. Die folträgt das ODER-Glied 27 ein Signal »Ausf.Wahl« 60 genden Befehle im Steuerprogramm werden nacheinüber das Gatter 29 (aufgetastet durch t_t) zum Rechner ander ausgeführt, da das Unterbrechungssperr-Flip-11. Der Rechner erkennt bei 108, daß er für die flop im Rechner gesetzt ist und der Fluß wiederholt Durchführung eines Steuerprogramms gewählt ist die Schleife mit den Wegen 131 und 119 durchläuft, und schickt bei 109 ein Unterbrechungsbeendigungs- Der beschriebene Weg durch das Flußdiagramm

signal »Unt.End« über das UND-Glied41 zum Wäh- 65 nach Fig. 2 wird dann verfolgt, wenn erstens der ler 10, um dessen Ausgangssignal S₁ zu unterbrechen. Rechner während der Durchführung eines Programms

Der Fluß des Programmablaufs schreitet über den mit Hilfe des Satzes 21 von Programmdurchführungs-Weg 110 nach 111 fort, an welchem Punkt das Re- registem einen Unterbrechungszustand erzeugt und

notiert hat, zweitens der Rechner dann bei 108 gewählt wird, um eine Unterbrechung zu bedienen, die in einem dem Satz 22 von Programmdurchführungsregistern zugewiesenen Programm schwebt, von welchem Registersatz der Rechner die für die Handhabung der Unterbrechung erforderliche Information erhält, und drittens der Rechner das durch die Unterbrechung mit Hilfe des Satzes 24 von Steuerprogrammdurchführungsregistern geforderte Steuerprogramm durchführt.

Wenn der Rechner bei 108 nicht vom Wähler 40 und der Steuerprogrammwählschaltung für die Durchführung eines Steuerprogramms gewählt wird, wird ein zweiter Weg durch das Flußdiagramm eingeschlagen, der über den Weg 121 nach 122 fortschreitet, an welchem Punkt die Identifizierungsnummer im Register PSR erhöht wird. Diese Erhöhung erfolgt mit Hilfe des Wählers 50, der so lange weiter Vorrücksignale »Vorr« über das Torglied 52 zum Register PSR im Rechner schickt, wie der Vergleich bei 123 anzeigt, daß die Nummer des Ausgangs PSRN einem bereits in Gebrauch befindlichen Registersatz entspricht.

Bei 124 holt der Rechner den Inhalt des SteuerregistersSC aus dem adressierten Satz von Programmdurchführungsregistern heraus, und wenn ein Produktions- oder Aufgabenprogramm beschrieben wird, das bereit ist, wird diese Tatsache bei 125 erkannt. Bei 126 schickt der Rechner ein Setzsignal »Tätig« über die zweiten Torglieder 17 zum Anzeigeflipfiop 26, das durch die Nummer des Ausgangs PSRN adressiert wird. Der Rechner schickt dann ein Unterbrechungsbeendigungssignal »Untende« (END INT) durch das Torglied 41, um das Wählausgangssignal S₁ des Wählers 10 zu unterbrechen. Sodann geht es über den Flußweg 117 nach 118, um die Zustandsinformation vom identifizierten Satz von Produktionsprogrammdurchführungsregistern zum Rechner zu übertragen. Anschließend erfolgt bei 120 die normale Befehlsausführung.

Ein dritter Flußweg wird eingeschlagen, wenn bei 101 keine Programmunterbrechung auftritt oder bei 103 eine Unterbrechung nicht zugelassen wird und bei 130 eine Unterbrechungssperre ist. Unter diesen Voraussetzungen kehrt' der Zentralteil bei 120 zur normalen Befehlsausführung des durchgeführten Programms zurück.

Die übrigen Kurzschleifenwege im Flußdiagramm nach F i g. 2 sind vorgesehen, um den Rechner nutzbringend beschäftigt zu halten, wenn er daran verhindert ist, einem der drei bereits beschriebenen Wege zu folgen. Wenn bei 130 keine Unterbrechungssperre vorhanden ist, prüft der Rechner bei 132, ob er unterbrochen werden soll, um ein Steuerprogramm durchzuführen. Wenn ja, gibt er bei 133 die Zustandsinformation an das Steuerregister im Programmdurchführungsregistersatz, mit dem er gearbeitet hat, zurück und setzt bei 134 das identifizierte Ingebrauchanzeigeglied 26 zurück. Anschließend folgt der Rechner dem Weg 110 zum beschriebenen Steuerprogrammzweig des Flußdiagramms.

Ein weiterer Kurzschleifenzweigweg vom Punkt 125 über den Zähler 140, den Zähldetektor 141 und den Weg 121 wird beschriften, um das Register PSR vorzurücken, wenn der Inhalt des Steuerregisters SC nicht ein geeignetes Produktionsprogramm vorschreibt. Wird innerhalb eines durch den Zähldetektor 141 bestimmten Zeitraums kein geeignetes Programm aufgefunden, so sendet der Rechner bei 142 ein Unterbrechungsbeendigungssignal »Untende«, um sich bei 143 während eines folgenden Arbeitszyklus des Steuerwerks für die Wahl und Programmzuteilung zur Verfugung zu stellen.

Ein Ausweichweg A von 104 nach 116 ist vorgesehen, um das System sich von einem abnormalen Zustand erholen zu lassen, bei dem ein Rechner, der ein Steuerprogramm durchführt, einem Programmunterbrechungszustand begegnet.

Die beiden in der Computeranlage nach Fig. 1 vorhandenen Rechner 11 und 12 können identisch ausgebildet sein. Man kann aber die Anlage auch so konstruieren, daß der Rechner 11 bei der Durchführung von Steuerprogrammen und der Rechner 12 bei der Durchführung von Benutzer-Produktionsprogrammen besonders wirtschaftlich und leistungsfähig arbeitet. In diesem Falle ist der Wähler 40 so konstruiert, daß er stets den Rechner 11 wählt, außer wenn der Rechner 11, weil er außer Betrieb oder abgeschaltet ist, nicht zur Verfügung steht. Wenn der Rechner 11 außer Betrieb ist, wird der Rechner 12 für die Durchführung von sowohl Steuerprogrammen als auch Produktionsprogrammen gewählt, obwohl er für Steuerprogramme weniger leistungsfähig sein kann als der Rechner 11. Ebenso kann, wenn der Rechner 12 außer Betrieb ist, der Rechner 11 für die Durchführung von Steuerprogrammen sowie von Produktionsprogrammen mit verminderter Leistungsfähigkeit gewählt werden. Auf diese Weise kann die Datenverarbeitungsanlage unter normalen Verhältnissen mit höchstem Wirkungsgrad arbeiten und im Falle des Versagens eines Rechners mit vermindertem Wirkungsgrad weiterarbeiten.

Claims

Patentanspruch:

Datenverarbeitungsanlage mit Simultanverarbeitung mehrerer Programme mittels mehrerer Rechner, wobei jeder der verschiedenen Rechner Zugriff zu einem Hauptspeicher hat und die Fähigkeit besitzt, entsprechend verschiedener Unterbrechungsanforderungen die Durchführung seines Programms zu unterbrechen, mit mehreren Sätzen von Programmdurchführungsregistern zum Speichern einer entsprechenden Anzahl von auszuführenden Programmen einschließlich wenigstens eines Arbeitsprogramms des Anlagenbenutzers und wenigstens eines Kontrollprogramms, und mit einem gemeinsamen Steuerwerk für die Rechner, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerwerk, welches in der Lage ist, jeden der Programmdurchführungsregistersätze (21, 22, 23, 24) mit jedem Rechner (11,12) zu verbinden, eine vom Inhalt von jeweils in den Rechnern vorgesehenen Registern (PSR) zur Programmsatzidentifizierung gesteuerte erste Gruppe von Torgliedern (15, 16), die jeweils einen identifizierten Programmdurchf ührungsregistersatz mit einem der Rechner verbinden, enthält, ferner für jeden Programmdurchführungsregistersatz je ein Anzeigeglied (25) zum Anzeigen einer anstehenden Unterbrechung und je ein Tätig-Anzeigeglied (26), eine ebenfalls von den Programmsatzidentifizierungsregistern gesteuerte zweite Gruppe von Torgliedern (17, 18), welche Signale von jedem Rechner zu den vom jeweiligen Register identifizierten Anzeigegliedern (25 und 26) übertragen, sowie fünf Wählglieder (10, 20, 30, 40, 50), von

denen das erste (10) auf Grund einer Unterbrechungsanforderung von einem Rechner diesen auswählt und veranlaßt, daß er seinen Betrieb mit dem mit ihm verbundenen Programmdurchführungsregistersatz unterbricht und die zugeordneten beiden Anzeigeglieder auf den entsprechenden Stand gebracht werden, während das zweite Wählglied (20) in Abhängigkeit vom Inhalt der Unterbrechungsanzeigeglieder (25) die Adresse des prioritätshöchsten Programmdurchführungsreqistersatzes mit einer anstehenden Unter-

brechung erzeugt, das dritte Wählglied (30) einen für das Kontrollprogramm bestimmten Programmdurchführungsregistersatz wählt, das vierte Wählglied (40) in Verbindung mit einem der Unterbrechungsanzeigeglieder gegebenenfalls einen Rechner, der eine bestimmte Wahlpriorität besitzt, als Kontrollrechner wählt, und das fünfte Wählglied (50) einen vom vierten Wählglied nicht gewählten Rechner mit einem gewählten untätigen Programmdurchführungsregistersatz für ein Arbeitsprogramm des Benutzers verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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