DE2500841A1

DE2500841A1 - Verfolgungseinrichtung

Info

Publication number: DE2500841A1
Application number: DE19752500841
Authority: DE
Inventors: Michel Jean Marie Archer; Robert Raoul Charles Bonami; Louis Pierre Castellan; Jean-Paul Nicolle
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1975-07-24
Also published as: BE824464A; CH592342A5; FR2258668A1; AU7697674A; ES433887A1; FR2258668B1; IT1028332B

Description

Patentanwalt
Dipl.-Phys. Leo Thul

Stuttgart

M.J.M.Archer et al 2-3-1-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Verfolgungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Verfolgungseinrichtung für Anlagen mit wenigstens einer zentralen Datenverarbeitungseinheit und zugehörigem Speicher, insbesondere für zentrale Einheiten zur Steuerung von Fernmeldevermittlungsanlagen,

Die Aufgabe einer solchen Verfolgungseinrichtung besteht darin, den Funktionsablauf innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage für Prüfzwecke transparent zu machen. Dabei ist es insbesondere wichtig, bestimmte Teile des Datenverar— beitungsprogramms in Echtzeit ablaufen zu lassen,da manche ordnungsgemäßen Vorgänge, aber auch manche Fehler nur bei einer bestimmten Ablaufgeschwindigkeit auftreten. Andererseits gibt es wichtige Meilensteine innerhalb umfangreicher Programmabläufe, die nur bei einer rückwirkenden, sich über einen großen Zeitraum erstreckenden Beobachtung eine richtige Beurteilung der Funktion der Datenverarbeitungsanlage erlauben. Diese Aufgabe ist insbesondere bei Fernmeldevermittlungsanlagen gegeben, die von zentralen Einheiten ge-

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steuert werden, wobei eine Langzeitbeobachtung bestimmter Zustände oder statistischer Größen oft erforderlich ist. Die Verfolgungseinrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch

- eine Speichereinrichtung_rdie mit der zu beobachtenden Verarbeitungseinheit verbunden ist und von dieser bei jedem Speichervorgang eine Verfolgungsinformation erhält, die einerseits aus Adressen- und Arbeitsweisezeichen besteht, die von der Verarbeitungseinheit zu ihrem Speicher übertragen werden, und die andererseits aus Indikatoren besteht, die die Art des betroffenen Speichervorgangs kennzeichnen,

- und eine Adressiereinheit, die einerseits die von der Verarbeitungseinheit gesandten Indikatoren und andererseits von einer Steuereinheit der Verfolgungseinrichtung Steuerzeichen erhält, die die gewünschte Arbeitsweise des Speichers und die Art des zu speichernden Vorgangs kennzeichnen, wobei die Adressiereinheit die Adresse der Speichereinrichtung bezeichnet, an der entweder eine Verfolgungsinformation eingeschrieben werden soll oder eine Verfolgungsinformation gelesen werden soll, die zur Steuereinheit übertragen werden soll.

Eine besondere Ausgestaltung^ der Adres sie reinheit der Verfolgungseinrichtung ist durch folgende Bestandteile gekennzeichnet:

- eine logische Steuereinheit, die aus den von der Steuereinheit gesandten Steuerzeichen andere Steuerzeichen, die die Art der zu speichernden Verfolgungs information kenn-

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zeichnen, und Lese- und Schreibbefehle für die Verfolgungsinformation erzeugt;

- ein Register, um die Art der zu speichernden Verfolgungsinformation festzuhalten, die von der logischen Steuereinheit bestimmt wurde;

- eine logische Schaltung, die bei Übereinstimmung des Inhalts des Registers mit den decodierten Indikatoren einer angebotenen Verfolgungsinformation ein übereinstimmungszeichen abgibt;

- einen reversiblen Adressenzähler mit zugehörigen Schaltungen, der das Übereinstimmungszeichen und Lese- und Schreibbefehle erhält und Adressen anzeigt, an denen die Verfolgungsinformation eingeschrieben oder abgelesen werden soll.

Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert :

Fig.1 zeigt ein Blockschaltbild einer Anlage mit einer zentralen Einheit mit Speicher, und einer Verfolgungseinrichtung nach der Erfindung mit zugehöriger Steuerung;

Fig.2 zeigt eine Verfolgungseinrichtung und deren Zusammenhang mit anderen Anlageneinheiten gemäß der Erfindung.

In Fig.l ist die zentrale Einheit 1 mit dem Speicher 2 über eine Datensammelleitung verbunden. Insbesondere überträgt die zentrale Einheit 1 zum Speicher 2 Adressen und Funktionsartzeichen, die bei der laufenden Speicheroperation betroffen

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sind. Nach der Erfindung werden diese Daten auch zur Verfolgungseinrichtung 3 und dort einem einem Verfolgungsspeicher 31 zugeordneten Pufferregister 33 zugeführt. Das Pufferregister 33 empfängt außerdem von der zentralen Einheit 1 die sogenannten "Indikatoren", die die Funktionsart des Speichers kennzeichnen und die zusammen mit der Adresse und den Funktionsartzeichen die vom Pufferregister 33 zum Verfolgungsspeicher 31 übertragene Verfolgungsinformation bilden. Die "Indikatoren" werden auch zur logischen Adressiereinheit 32 übertragen, die von der Steuereinheit 4 Zeichen empfängt, die die Betriebsweise des Verfolgungsspeichers bestimmen, und gegebenenfalls die zu speichernde Speicherfunktionsartkennzeichen. Die logische Adressiereinheit 32 zeigt dem Verfolgungsspeicher 31 entweder den Speicherplatz an, wo die im Pufferregister 33 stehende Verfolgungsinformation einzuschreiben ist, wenn von der Steuereinheit 4 eine Speicherung gefordert wird, oder sie zeigt den Speicherplatz an, an dem diese Information abgelesen werden soll, wenn der Inhalt des Verfolgungsspeichers benötigt wird. Die Steuereinheit 4 umfaßt eine Befehlseinheit 41 zur Steuerung der Verfolgungseinrichtung, die Daten vom Verfolgungsspeicher empfängt. Die Steuersignale können auch von einem Pult 42 aus eingegeben werden, das es einem Bediener erlaubt, die Arbeitsweise der Einrichtung, Beginn und. Ende der Speicherung und Beginn des Lesens festzulegen. Im Beispiel zeigen die Steuersignale an, ob im Verfolgungsspeicher eingeschrieben oder gelesen werden soll, und beim Einschreiben wird angezeigt, ob es sich um kontinuierliches oder begrenztes Einschreiben handelt und welche Daten eingeschrieben werden sollen. Von der Befehlseinheit 41 oder vom Bedienpult 42

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können ganz verschiedene Arten von Verfolgungsinformationen festgelegt werden. Wenn eine vollständige Prüfung der Arbeit der betrachteten zentralen Einheit erforderlich ist_f dann sollten alle Speichervorgänge der zentralen Einheit verfolgt werden, das schließt ein, daß alle Verfolgungsinformationen bezüglich Speichervorgängen aller Art im Verfolgungsspeicher aufgenommen werden. Wenn dagegen der Inhalt des VerfolgungsSpeichers einen längeren ArbeitsZeitraum wiedergeben soll, dann werden nur Verfolgungsinformationen bezüglich irgendeiner Befehlsart, insbesondere bezüglich Vsrzweigungsbefehlen, eingespeichert; bei Verzweigungsbefehlen muß der Ursprung und das Ziel festgehalten werden.

Die Einrichtung nach der Erfindung erlaubt eine Auswahl der Art der Verfolgungsinformation als Speicherungsart, um die Fehlersuche zu vereinfachen oder die Häufigkeit eines Befehls festzustellen. Wenn die Verfolgungseinrichtung dazu benutzt wird, die Vorgänge in der zentralen Einheit vor dem Auftreten eines Fehlers zu untersuchen, dann ist die Speieherungsart kontinuierlich; dies bedeutet, der Verfolgungsspeicher wird zyklisch adressiert, bei einer Speicherkapazität von 2^l Wörtern wird also nach der Adresse 2 -l wieder die Adresse O angesteuert. Um jedoch die Häufigkeit bestimmter Befehle zu erfahren, wird das Einspeichern beendet, sobald 2 Verfolgungsinformationen im Speicher eingeschrieben sind. Es ist zu erkennen, daß unabhängig von der gewählten Speicherart die größte Menge der Verfolgungsinformation bei 2® liegt; der Speicherinhalt umfaßt bei kontinuierlichen Speichern die letzten 2^N Speichervorgänge und bei diskontinuierlichen Speichern die letzten 2^N Speichervorgänge der gewählten Art,

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Das Diagramm der Fig.2 erleichtert das Verständnis des Zusammenhangs zwischen der Verfolgungseinrichtung nach der Erfindung und den anderen Anlageneinheiten und der Funktionsweise der Verfolgungseinrichtung, insbesondere der Adressiereinheiten und der Funktionsweise der Verfolgungseinrichtung, insbesondere der Adressiereinheit 32. Es ist wieder die zentrale Einheit 1, das Pufferregister 33 zum Verfolgungsspeicher 31, die Befehlseinheit 41 und das Bedienpult 42 angedeutet.

Die logische Adressiereinheit 32 umfaßt:

- eine logische Steuereinheit 321, die aus den von der Befehlseinheit 41 oder vom Bedienpult 42 gesandten Steuerzeichen die für die Funktion der Einrichtung erforderlichen Befehle erzeugt;

- ein Register 322, das die Art der im Verfolgungsspeicher festzuhaltenden Speichervorgänge speichert;

- einen Decoder 324, der Hinweiszeichen decodiert, die von der zentralen Einheit 1 für jeden Speichervorgang zur Verfolgungseinrichtung gesandt werden;

- eine logische Schaltung 323, die hauptsächlich den Vergleich zwischen dem Inhalt des Registers 322 und den vom Decoder 324 gesandten Daten ausführt;

- einen reversiblen Adressenzähler 325 mit zugehörigen Hilfsschaltungen (UND-Schaltungen 326 und 327, Flip-Flops 328 und 329); dieser Zähler speist den Verfolgungsspeicher 31 entweder mit der Adresse, bei der die Verfolgungsinformation des Pufferregisters 33 eingeschrieben werden soll, oder mit der Adresse, bei der gegebenenfalls eine Information gelesen werden soll, wenn das Lesen des Speichers verlangt wird.

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Oben wurde bereits dargelegt, daß die zentrale Einheit die Verfolgungseinrichtung mit Adressen, Arbeitsweisezeichen und Indikatoren, die die Art des angeschlossenen Speichervorgangs kennzeichnen, versorgt. Wenn man annimmt, daß eine kontinuierliche Speicherung von Verfolgungsinformationen erwünscht ist, die das Lesen von Befehlen aller Art betreffen, dann sendet die Steuereinheit 4 (entweder die Befehlseinheit 41 oder das Bedienpult 42) der logischen Steuereinheit 321 Steuerzeichen, die den Beginnbefehl für das Speichern und die Art der gewünschten Speicherfunktion (Lesen von Befehlen) kennzeichnen. Nach dem Decodieren der von der Steuereinheit 4 gesandten Befehle registriert die Steuereinheit 321 die Art der gewählten Speicherfunktion im Register 322 und befiehlt, daß der Inhalt des Pufferregisters 33 im Speicher 31 aufbewahrt wird, während gleichzeitig das Flip-Flop 328 in den Zustand 1 eingestellt wird_t Bei jedem von der zentralen Einheit 1 ausgeführten Speichervorgang werden die vom Decoder 324 decodierten Indikatoren der logischen Schaltung 323 zugeführt, die den Inhalt des Registers 322 mit der durch die Indikatoren angezeigten Art vergleicht. Die logische Schaltung 323 öffnet die UND-Schaltung 327, wenn die von der zentralen Einheit 1 angegebene Art mit der gewählten Art (Lesen von Befehlen) übereinstimmt. Auf diese Art wird die UND-Schaltung 327 von der logischen Schaltung 323 geöffnet, wenn die von der zentralen Einheit gesandte Verfolgungsinformation einer Funktionsweise, entspricht, deren Speicherung erwünscht ist (Lesen von Befehlen). Wenn die logische Steuereinheit 321 einen Speicherbefehl abgibt, dann speichert der Verfolgungsspeicher 31 alle im Pufferregister 33 enthaltenen Verfolgungsinformationen an dem

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vom reversiblen Adressenzähler 325 gekennzeichneten Platz. Der Adressenzähler wurde vor Beginn des Speicherns von der logischen Steuereinheit 321 zurückgestellt und wird bei jedem Impuls am Ausgang der UND-Schaltung 327 um einen Schritt weitergeschaltet, dies geschieht also jedesmal dann, wenn gleichzeitig das Flip-Flop 328 sich im 1-Zustand befindet und am Ausgang der logischen Schaltung 323 ein positives Vergleichssignal anliegt. Daher wird der Adressenzähler nur dann um eins weitergeschaltet, ' wenn die Verfolgungsinformation wirklich gespeichert werden soll, andernfalls zeigt er die gleiche Adresse an, so daß eine neue Verfolgungsinformation an die gleiche

xlie
Stelle wie\vorherige, zu übergehende Verfolgungsinformation eingeschrieben wird. Diese Methode macht den Speicherzeitpunkt unabhängig vom BerechnungsZeitpunkt der Adresse, Wegen der von der Steuereinheit 4 geforderten, kontinuierlichen Speicherart wird die (2^L+l)-te Verfolgungsinformation (bei einem Verfolgungsspeicher mit 2 Wörtern) wieder an die Adresse O gegeben, wobei die zuvor an diese Adresse gegebene Information überschrieben wird. Der Adressenzähler 325 wirkt also als Ringzähler.

Wenn andererseits diskrete Proben erwünscht sind, dann arbeitet der Adressenzähler 325 nicht als Ringzähler; die logische Steuereinheit 321 kann in diesem Fall z.B. einerseits ein Unterbrechungszeichen zur Befehlseinheit 41 senden,

N wenn eine Verfolgungsinformation bei der 2 -ten Adresse gespeichert wurde, und andererseits den Verfolgungsspeicher über das Ende des Einsehreibens benachrichtigen und dann das Flip-Flop 328 zurückstellen. Der Adressenzähler 325

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wird angehalten, die Steuereinheit 4 wird darüber informiert, daß Verfolgungsinformationen bereitstehen und der Verfolgungsspeicher kann abgelesen werden.

Das Speichern der Verfolgungsinformation kann jedoch auch an einer beliebigen Adresse K (CKK^ 2^-I) angehalten werden, wenn entweder in der zentralen Einheit 1 ein Fehler ermittelt wurde oder wenn von der Steuereinheit 4 ein Haltebefehl gesandt wurde; deshalb muß es eine weitere Information geben, die anzeigt, ob der Adressenzähler die Adresse K zum ersten mal anzeigt oder nicht, um entscheiden zu können, ob die im Speicher 31 stehende

Verfolgungsinformation der Adressen K+l bis 2 -1 in Betracht zu ziehen ist oder nicht. Diese zusätzliche Information wird mit Hilfe des Flip-Flops 329 gewonnen, das in die Stellung 1 gebracht wird, wenn der Adressenzähler zurückgestellt wird; jeder von der logischen Steuereinheit 321 gesandte Beginnbefehl stellt das zusätzliche Flip-Flop 329 zurück.

Wenn von der Steuereinheit 4 ein Auslesen des Verfo-lgungsspeichers verlangt wird, dann sendet die Steuereinheit 4 entsprechende Befeilszeichen zur logischen Steuereinheit 321. Die logische Steuereinheit 321 sendet einerseits den Auslesebefehl zum Verfolgungsspeicher 31 und stellt gleichzeitig das Flip-Flop 328 zurück, andererseits liest sie den Wert K des Adressenzählers und den Zustand des zusätzlichen Flip-Flops 329, Dann sendet der Verfolgungsspeicher 31 zur Befehlseinheit 41 die an der vom Adressenzähler gekennzeichneten Adresse gelesene Verfolgungsinformation.

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Der Inhalt des Zählers wird bei jedem Impuls am Ausgang der UND-Schaltung 326 um eins verringert, also jedesmal beim Empfang einer Information in der Steuereinheit 4.

Wenn der Adressenzähler den Wert O erreicht, dann wird das Lesen beendet_f falls der gelesene Wert K gleich dem Wert 2^N-1 ist oder falls sich das zusätzliche Flip-Flop im Zustand O befindet, oder das Lesen wird bis zum Erreichen der Adresse K+l fortgesetzt, falls sich das zusätzliche Flip-Flop im Zustand 1 befindet und die Bedingung 0<K<2^N-l erfüllt ist.

Wie bereits angedeutet können ganz verschiedene Arten von Verfolgungsinformationen im Verfolgungsspeicher 31 gespeichert werden: Informationen über Speichervorgänge aller Art, über Lesevorgänge im Speicher, über Befehlslesevorgänge oder über Verzweigungsbefehllesevorgänge, Bei den drei erstgenannten Arten werden die vom Decoder 324 decodierten Indikatoren mit dem Inhalt des Registers 322 in der logischen Schaltung 323 verglichen, bei der letzten Art ist es jeodch wichtig, sowohl die zum Verzweigungsbefehl gehörige Verfolgungsinformation als auch die zum nachfolgenden Befehl gehörige Verfolgungsinformation zu kennen. Die zweite Information kann man erhalten, da es sich um den ersten nach dem .Verzweigungsbefehl erreichten Befehl handelt. Um die Verfolgung dieses Befehls zu ermöglichen, öffnet die logische Schaltung 323 die UND-Schaltung 327 nach dem Speichern des zweiten Befehls, Dies bewirkt, daß die logische Schaltung 323 in der Lage ist, den ersten Befehl nach einem Verzweigungsbefehl zu erkennen.

Um also die Verfolgungsinformation bei Verzweigungsbefehlen zu speichern, öffnet die logische Schaltung 323 die UND-

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Schaltung 327, wenn entweder der Vergleich der Befehlsart positiv ist (die Indikatoren kennzeichnen einen Verzweigungsbefehl) , oder wenn die Indikatoren einen beliebigen Befehl kennzeichnen und dies d?r erste Befehl nach einem Verzweigungsbefehl ist. Diese logische Funktion ist leicht mit herkömmlichen Bauelementen zu realisieren.

Die Befehlseinheit 41 muß in der Lage sein, die Verfolgungseinrichtung 3 mit Steuerzeichen zu versorgen, die für die Speicherung und das Lesen der gewählten. Verfolgungsinformation erforderlich ist.

Im beschriebenen Beispiel wird eine zentrale Einheit benutzt, für die die Verfolgungseinrichtung eine periphere Einheit darstellt. Wenn die zu beobachtende zentrale Einheit ein Teil einer Anlage mit mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten ist, dann kann eine von diesen die Befehlseinheit für die einer anderen zentralen Einheit zugeordnete Verfolgungseinrichtung sein. Wenn die Anlage aber nur eine zentrale Einheit umfaßt, dann kann diese als Befehlseinheit der Verfolgungseinrichtung dienen, die ihr nach der Erfindung selbst zugeordnet ist.

Bei letzterer Konfiguration ist aber zu beachten, daß die Verfolgungseinrichtung als periphere Einheit der zentralen Einheit zu betrachten ist und dies bewirkt einige Folgen, Insbesondere ist es nicht möglich, daß die zentrale Einheit andere Daten verarbeitet, wenn sie Verfolgungsinformationen liest; dies verringert ihre Leistungsfähigkeit, außer wenn der Lesevorgang nach dem Feststellen eines Fehlers ausgeführt wird, wobei die zentrale Einheit ohnehin stillsteht, was in der Praxis häufig vorkommt,

6 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen, 2. Fig.

1 Bezugszeichenliste ^,

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Claims

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Patentansprüche

Verfolgungseinrichtung für Anlagen mit wenigstens einer zentralen Datenverarbeitungseinheit und zugehörigem Speicher, insbesondere für zentrale Einheiten zur Steuerung von Fernmeldevermittlungsanlagen, gekennzeichnet durch

- eine Speichereinrichtung _r die mit der zu beobachtenden Verarbeitungseinheit (1) verbunden ist und von dieser bei jedem Speichervorgang eine Verfolgungsinformation erhält, die einerseits aus Adressen- und Arbeitsweisezeichen besteht, die von der Verarbeitungseinheit (1) zu ihrem Speicher (31) übertragen werden, und die andererseits aus Indikatoren besteht, die die Art des betroffenen Speicher-Vorgangs kennzeichnen,

- und eine Adressiereinheit (32), die einerseits die von der Verarbeitungseinheit (1) gesandten Indikatoren und andererseits von einer Steuereinheit (4) der Verfolgungseinrichtung Steuerzeichen erhält, die die gewünschte Arbeitsweise ■ des Speichers und die Art des zu speichernden Vorgangs kennzeichnen, wobei die Adressiereinheit (32) die Adresse der Speichereinrichtung bezeichnet, an der entweder eine Verfolgungsinformation eingeschrieben werden soll oder eine Verfolgungsinformation gelesen werden soll, die zur Steuereinheit übertragen werden soll.
2. Verfolgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressiereinheit (32) folgende Bestandteile aufweist:

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- eine logische Steuereinheit (321), die aus den von der Steuereinheit (4) gesandten Steuerzeichen andere Steuerzeichen, die die Art der zu speichernden Verfolgungsinformation kennzeichnen, und Lese- und Schreibbefehle für die Verfolgungsinformation erzeugt;

- ein Register (322), um die Art der zu speichernden Verfolgungsinformation festzuhalten, die von der logischen Steuereinheit (321) bestimmt wurde;

- eine logische Schaltung (323), die bei Obereinstimmung des Inhalts des Registers (322) mit den decodierten Indikatoren einer angebotenen Verfolgungsinformation ein Übereinstimmungszeichen abgibt;

- einen reversiblen Adressenzähler (325) mit zugehörigen Schaltungen, der das übereinstlmmuncfzeichen und Lese- und Schreibbefehle erhält und Adressen anzeigt, an denen die Verfolgungsinformation eingeschrieben oder abgelesen werden soll.
3. Verfolgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung folgende Bestandteile aufweist:

- ein Pufferregister (33) , in dem aus den von der Verarbeitungseinheit (1) gesandten Zeichen die Verfolgungsinformation gebildet wird;

- einen Verfolgungsspeieher (31), in dem entsprechend den von der Steuereinheit gesandten Befehlen entweder die Verfolgungs· information eingeschrieben oder ausgelesen wird, wobei die Adresse des Verfolgungsspeichers (31) jeweils vom Stand des Adressenzählers (325) bestimmt wird.

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4. Verfolgungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn ze ichne t, daß im Fall des Einschreibens in den Verfolgungsspeicher (31) der Inhalt des Adressenzählers (325) bei jedem Übereinstimmungszeichen der logischen Schaltung

(323) um eins erhöht wird,
5. Verfolgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet , daß im Fall des Auslesens aus dem Verfolgungsspeicher (31) der Inhalt des Adressenzählers

(325) jeweils um eins erniedrigt wird, wenn eine Verfolgungsinformation aus dem Verfolgungsspeicher in der Steuereinheit empfangen wurde,
6. Verfolgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5_r dadurch gekennzeichnet , daß eine zusätzliche Information gespeichert wird, die anzeigt, ob eine bestimmte Adresse des Verfolgungsspeichers nach Beginn eines Lese- oder Einschreib vor ganges bereits einmal erreicht wurde oder nicht.

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