DE3047506C2 - Verfahren zum Übertragen von Daten und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Übertragen von Daten und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff und einem rotierenden Magnetspeicher, auf dem die Daten in einzeln adressierbaren Spuren in Form von Datenblöcken angeordnet sind, die jeweils auf eine Spur des Magnetspeichers passen.
Aus der DE-PS 12 88 144 ist ein Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einem statischen und einem dynamischen Speicher bekannt, in dessen Aufzeichnungsspuren Datenblöcke verschiedener Länge hintereinander darstellbar sind. Bei diesem Verfahren wird jeder Datenblock am Anfang mit Kennziffern zur Darstellung der Länge des betreffenden Datenblocks versehen, und es erfolgt die Übertragung der Daten unter Verwendung von Übertrafeungstakten in solcher Weise, daß die Datenübertragung beendet wird, wenn die Anzahl der Übertragungstakte die Größe der Kennziffern erreicht.
Weiterhin ist aus der DE-AS 14 69 817 ein Verfahren zur Steuerung des Zugriffs zu einem in Sektoren unterteilten Magnettrommelspeicher mit mehreren Spuren bekannt, das zur Übertragung der Daten von einem besonderen Pufferspeicher Gebrauch macht, dessen Speicherkapazität der Speicherkapazität einer Spur der Magnettrommel gleich ist und der Speicherzellen aufweist, die einzelnen Sektoren einer Magnettrommelspur zugeordnet ist. Dabei findet immer eine Datenübertragung zwischen der Speicherzelle und dem zugeordneten Sektor der Magnetspur statt, die sich gerade im Bereich der Schreib-/Leseköpfe befindet.
Diese bekannten Verfahren berühren nicht das Problem, daß die zur Übertragung von Daten zu und von einem rotierenden Magnetspeicher, also insbesondere einer Magnetplatte oder einer Magnettrommel, benötigte Zeit in erheblichem Maß von der Zugriffszeit zu den einzelnen Plätzen eines solchen rotierenden Magnetspeichers abhängig ist. Die Zugriffszeit setzt sich zusammen aus der Zeit, die zum Aufsuchen der Spur benötigt wird, und außerdem aus der Latenzzeit, die vom Erreichen der Spur bis zu dem Zeitpunkt vergeht, an dem der adressierte Speicherplatz den Lese- bzw. Schreibkopf des Magnetspeichers erreicht. Selbst wenn jeder einzelnen Spur des Magnetspeichers eigene Lese- und Schreibköpfe zugeordnet werden, so daß zum Adressieren einer Spur nicht ein mechanisches Ausrichten der Köpfe auf die Spur erforderlich ist, ist die Latenzzeit vorhanden, die im ungünstigsten Fall gleich der Dauer einer Umdrehung des Magnetspeichers ist. Bei allen Programmierungen muß diese ungünstigste Zeit berücksichtigt werden, damit nicht beim Abarbeiten der Programme Störungen auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, daß es ermöglicht, die genannte Latenzzeit bedeutend zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch
gelöst, daß für die Datenblöcke eine Länge gewählt wird, die im wesentlichen der Speicherkapazität einer Spur des Magnetspeichers gleich ist, und jedem Datenblock eine solche Spur zugeordnet wird, daß die Adressen für die einzelnen Daten im statischen Speicher von der Summe aus einer den Beginn des jeweiligen Datenblockes angebenden Anfangsa/iresse und einer die Stellung der einzelnen Daten in bezug auf die Anfangsadresse angebenden Versetzung gebildet werden, und daß die Übertragung eines Datenblockes bei einer durch die Stellung des Magnetspeichers bei Auftreten eines Übertragungsbefehles bestimmten Adresse beginnt und unter zyklischer Veränderung der Versetzung über die Anzahl der zu einem Datenblock gehörenden Speicherplätze vorgenommen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Tatsache aus, daß in aller Regel bei einem Verkehr zwischen einem Magnetspeicher und einem statischen Speicher größere Datenmengen ausgetauscht werden, so daß es möglich ist, diese Datenmengen in Blöcke einzuteilen, die den einzelnen Spuren des Magnetspeichers zugeordnet sind. Diese Zuordnung wird dann dazu ausgenutzt, die Datenübertragung an einer beliebigen Stelle innerhalb des Blockes zu beginnen und durch Abzählen der Wörter eines Blockes in Verbindung mit einer relativen Adressierung zu gewährleisten, daß alle zu einem Block gehörenden Wörter hintereinander übertragen werden, indem zunächst alle diejenigen Wörter übertragen werden, welche der beim Aufruf vorliegenden Adresse folgen, wonach unter Rücksprung auf die Anfangsadresse des Blockes die zu diesem Block gehörenden ersten Wörter übertragen werden, bis die Ausgangsadresse erreicht ist Auf diese Weise kann die störende Latenzzeit praktisch auf Null reduziert werden, da selbst bei Speichern mit wahlfreiem Zugriff .'5 bei Vorliegen eines Speicherbefehles abgewartet werden muß, bis ein laufender Speicherzyklus abgelaufen ist, bevor der Zugriff an einer angegebenen Adresse erfolgen kann. Die hierbei auftretende Wartezeit ist vergleichbar mit derjenigen, die beim rotierenden Magnetspeicher zwischen dem Speicheraufruf und dem Beginn eines nächsten Wortes vergeht, dessen einzelne Bit auf dem Magnetspeicher längs der Spur gewöhnlich seriell vorliegen.
Für manche Anwendungszwecke kann es vorteilhaft sein, jeden Datenblock in eine Anzahl Sektoren zu unterteilen. In diesem Fall setzt sich die Versetzung jeweils aus der Anfangsadresse eines Sektors und einer die Stellung der Daten innerhalb des Sektois angebenden Zahl zusammen. Die bestimmte Adresse, bei der die Übertragung des Datenblockes beginnt, ist dann die Anfangsadresse des nach dem Auftreten des Übertragungsbefehles beginnenden Sektors. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens genügt es, die Stellung der Daten charakterisierende Synchro- M nisationslücken jeweils zu Beginn eines Sektors und nicht vor jedem Wort vorzusehen, und es läßt sich ein optimaler Kompromiß zwischen maximaler Speicherauslastung und minimaler Latenzzeit erzielen.
Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zur °° Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand, die einen den statischen Speicher mit dem Magnetspeicher verbindenden, eine Adressiereinrichtung und einen Wortzähler enthaltenden Datenkanal, der die direkte Übertragung einer durch den Inhalt des Wortzählers '5 definierten Anzahl von Wörtern an die durch die Adressiereinrichtung bezeichneten Plätze des statischen Speichers oder umgekehrt bewirkt, und eine Zentraleinheit umfaßt, weiche vor Beginn der Übertragung definierter Datenmengen die Speicheradressen bestimmt und den Wortzähler mit der Anzahl der zu übertragenden Wörter lad L
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens außer dem Wortzähler ein Spurregister und einen Datenzähler. Das Spurregister ist mit der Zentraleinheit und der Datenzähler mit dem Plattenspeicher gekoppelt Das Spurregister wird mit einem der jeweils aktivierten Spur zugeordneten Wort geladen, während der Datenzähler jeweils zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert eingestellt wird und_ dann zu Beginn jedes Datenwortes eine inkrementale Änderung seines Standes erfährt. Die Ausgänge des Spurregisters und des Datenzählers sind mit einem Additionsglied verbunden, das aus den zugeführten Wörtern die Adresse des statischen Speichers bildet.
Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Übertragung eines vollständigen Datenblockes ohne Mitwirkung der Zentraleinheit stattfindet, die lediglich die Spur des Magnetspeichers, von oder zu der eine Datenübertragung stattfinden soll, zu definieren und den Übertragungsbefehl zu übermitteln braucht. Die gesamte Datenübertragung erfolgt dann in dem Takt, in dem der rotierende Magnetspeicher die einzelnen Daten bzw. Datenplätze zur Verfügung stellt. Die Bildung der zugeordneten Adressen des statischen Speichers erfolgt völlig selbständig. Wenn der Wortzäh ler anzeigt, daß alle zu einem Datenblock gehörenden Wörter übertragen worden sind, wird der Zentraleinheit die Ausführung des Befehles gemeldet, die dann ggf. die Übertragung weiterer Datenblöcke veranlassen kann.
Zur Durchführung eines Verfahrens, bei dem jeder Datenblock in einer Anzahl Sektoren unterteilt ist, kann der Datenkanal zusätzlich einen Sektorzähler enthalten, der zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert gestellt wird, nach einer je einem Sektor zugeordneten Anzahl von Datenwörtern eine inkrementale Änderung seines Standes erfährt und dessen Inhalt zur Bestimmung der Adresse des statischen Speichers zum Inhalt des Spurregisters und des Datenzählers addiert wird, von denen der letzte auch zu Beginn jedes Sektors auf den Anfangswert eingestellt wird.
Die Anfangswerte, auf welche der Sektorzähler und der Datenzähler eingestellt werden, sind vorzugsweise Null, so daß das Spurregister unmittelbar jeweils die Anfangsadresse eines Datenblockes im statischen Speicher darstellt. In den Wortzähler wird vor Beginn einer Datenübertragung jeweils die Gesamtzahl der zu übertragenden Wörter eingegeben, so daß dieser Zähler auf Null zurückgezählt werden kann und das Ende der Datenübertragung meldet, wenn er dei. Stand Null erreicht. Werden stets Blöcke gleicher Länge übertragen, kann dem Wortzähler ein Register zugeordnet werden, von dem aus stets vor Beginn einer Datenübertragung ein fester Anfangswert in den Wortzähler eingegeben wird, so daß in soweit die Tätigkeit der Zentraleinheit auf die Übermittlung eines einfachen Übertragungsbefehls beschränkt ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
F i g. 2 das Flußdiagramm des in der Vorrichtung nach F i g. 1 ablaufenden Verfahrens.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt als rotierenden Magnetspeicher einen Plattenspeicher 1 und einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 2 (mit »RAM« bezeichnet) sowie einen diese beiden Speicher verbindenden Datenkanal 3, der aufgrund der Befehle einer Zentraleinheit 4 die Datenübertragung vom Plattenspeicher 1 auf den Speicher 2 und umgekehrt ausführt. Die Übertragung vorgegebener Datenmengen wird ohne weiteres Zutun der Zentraleinheit 4 vom Datenkanal 3 selbständig bewirkt.
Der Datenkanal 3 enthält eine Adressier-Matrix 11, welcher entweder die Daten vom Plattenspeicher 1 zugeführt werden und welche diese Daten auf den Platz des Speicher 2 überträgt, dessen Adresse der Adressier-Matrix 11 zugeführt wird, oder aber es werden ihr die Daten von der angegebenen Adresse des Speichers 2 zugeführt und auf den Plattenspeicher 1 übertragen, dessen Adresse jeweils durch die aktivierte Spur und die im Augenblick der Datenübertragung herrschende Winkellage der Speicherplatte bestimmt ist.
Zur Bildung der Adresse enthält der Datenkana! 3 ein Spurregister 12, einen Sektorzähler I 13 und einen Datenzähler 14. Die Ausgänge dieser Baueinheiten 12 bis 14 sind mit einem Additionsglied 25 verbunden, das durch Addition der jeweils im Spurregister 12, im Sektorzähler 113 und im Datenzähler 14 enthaltenen Wörter die augenblickliche Adresse des Speichers 2 bildet, die der Adressier-Matrix 11 zugeführt wird und von der aus bzw. an die die Datenübertragung erfolgen soll. Der Datenkanal 3 enthält weiterhin einen Wortzähler 15, der mit einem Blocklängenregister 16 verbunden ist, und einen Sektorzähler Il 17, der mit einem Sektorlängenregister 18 verbunden ist. Den Zählern 15 und 17 werden von dem Plattenspeicher 1 Synchronisationssignale im Worttakt zugeführt, die jeweils eine inkrementale Veränderung des Zählerstandes bewirken. Je nach Art des Zählers erfolgt ein Aufwärts- oder Abwärts-Zählen. Außerdem erzeugt der Plattenspeicher 1 an einer jeweils den Spuranfang definierenden Stelle einen Rückstellimpuls, der dem Sektorzähler 1 13 zugeführt wird.
Zu Beginn eines Datenübertragungs-Vorganges veranlaßt die Zentraleinheit 4, daß im Plattenspeicher 1 die Spur gewählt wird, von der bzw. auf die die Datenübertragung stattfinden soll. Zu diesem Zweck wird entweder der Schreib-/Lesekopf des Plattenspeichers auf die bezeichnete Spur eingestellt oder, wenn der Plattenspeicher feste Schreib-/Leseköpfe besitzt der der gewählten Spur zugeordnete Schreib-/Lesekopf aktiviert Wird, wie es das Flußdiagramm nach F i g. 2 veranschaulicht von der Zentraleinheit 4 das Spurregister 12 mit einer Adresse des Speichers 2 geladen (Block 31), die für die folgende Datenübertragung der ausgewählten Spur zugeordnet wurde, und es wird aufgrund eines Übertragungsbefehls (Block 32) die Übertragung des im Sektorlängenregister 18 enthaltenen Wertes auf den Sektorzähler II17 und des im Blocklängenregister 16 enthaltenen Wertes auf den Wortzähler 15 veranlaßt (Blöcke 33 und 34). Bei fester Zuordnung bestimmter Speicherplätze zu den einzelnen Spuren könnte die Übertragung einer der gewählten Spur zugeordneten Adresse auch vom Plattenspeicher 1 auf das Spurregister 12 erfolgen. Dabei versteht es sich, daß die gleichen Speicherplätze einer Vielzahl verschiedener Spuren fest zugeordnet sein könnten. Im Blocklängenregister 16 ist die Anzahl der Wörter enthalten, die auf einer Spur des Plattenspeichers bzw. in einem zugeordneten Block von Speicherplätzen des "' Speichers 2 Platz finden. Dieser Wörterblock ist in eine Anzahl gleicher Sektoren unterteilt, und es ist im Sektorlängenregister die Anzahl der Wörter enthalten, die jeweils einem Sektor zugeordnet sind. Diese Anzahl ist so gewählt, daß ein Block eine ganze Anzahl von Sektoren gleicher Länge umfaßt. Der einzige Vorgang, der zu Beginn einer Datenübertragung das Aufsuchen und Übertragen von Informationen durch die Zentraleinheit erfodert, ist die Auswahl der Spur des Plattenspeichers. Bei allen anderen Vorgängen handelt '"' es sich um die Übertragung fester Daten aus zu diesem Zweck vorgesehenen, besonderen Registern.
Wenn nach Vorliegen eines Übertragungsbefehles der Zentraleinheit 4 (Block 32) der Sektorzähler Il 17 den Stand Null erreicht, was anzeigt daß ein neuer Sektor beginnt, gibt die Adressier-Matrix 11 den Weg für die Datenübertragung vom Plattenspeicher 1 zum Speicher 2 oder umgekehrt frei (Block 35). Es folgt dann die Datenübertragung an den der Adressier-Matrix 11 zugeführten Adressen, die sich aus dem Inhalt des Spurregisters 12, dem Inhalt des Sektorzählers 1 13 und dem Inhalt des Datenzählers 14 ergibt (Blöcke 36 bis 38 für den Fall der Datenübertragung vom Plattenspeicher auf den Speicher 2). Dabei bildet der Inhalt des Spurregisters 12 eine Grundadresse für den Platz des zu übertragenden Datenblockes in den Speicher 2, während aus der Summe der Inhalte des Sektorzählers I 13, der den gerade im Plattenspeicher 1 erfaßten Sektor angibt und dem Inhalt des Datenzählers 14, der den Wortplatz innerhalb des Sektors angibt eine Versetzung gegenüber der im Spurregister enthaltenen Adresse gebildet wird, die den jeweiligen Speicherplatz des Blockes bezeichnet. Mit Hilfe des vom Plattenspeicher 1 gelieferten Worttaktes wird der Inhalt des Datenzählers 14 fortlaufend verändert, insbesondere von Null an aufwärts gezählt, wodurch die laufende Adresse der Speicherplätze im Speicher 2 synchron zu den Plätzen des Plattenspeichers 1 verändert wird (Block 39). Gleichzeitig wird auch der Inhalt des Sektorzählers II17 verändert, und zwar von der zu '5 Beginn eines Sektors eingegebenen, für die Länge des Sektors charakteristischen Zahl zurückgezählt, bis der Sektorzähler II17 den Stand Null erreicht (Blöcke 40, 41). Dann wird vom Sektorzähler II 17 ein Signal erzeugt das sowohl ein Zurückstellen des Datenzählers >0 14 als auch ein Erhöhen des Inhaltes des Sektorzählers I 13 bewirkt (Block 42). Dabei kann das Sektorregister I stets exakt die Sektornummer enthalten, beginnend mit Null, die aber zum Inhalt des Spurregisters und des Wortzählers um η Stellen verschoben addiert wird, " wenn ein Sektor 2" Wörter umfaßt Diese Verschiebung entspricht einer Multiplikation der Sektornummer mit der Anzahl der im Sektor enthaltenen Wörter, die bei Bedarf auch auf andere Weise vorgenommen werden könnte. Das vom Sektorzähler II17 erzeugte Signal >0 bewirkt auch die Wiedereingabe der im Sektorlängenregister 18 enthaltenen Zahl in den Sektorzähler Il (Block 33), so daß dieser Sektorzähler II17 im Verlauf der Übertragung der im nächsten Sektor enthaltenen Daten bis auf Null zurückgezählt werden kann. Wenn '*■ auf diese Weise das Spurende erreicht wird, wird die Datenübertragung nicht unterbrochen, sondern es liefert der Plattenspeicher 1 lediglich einen Rückstellimpuls an dem Sektorzähler I 13, so daß nunmehr die in
den ersten Sektoren des zu übertragenden Blockes enthaltenen Daten übertragen werden, wenn die Datenübertragung irgendwo in der Mitte eines Blockes begann. Die Datenübertragung wird fortgesetzt, bis der Wortzähler 15, in den die Gesamtzahl der innerhalb eines Blockes zu übertragenden Wörter vom Blocklängenregister 16 aus eingegeben worden ist, im Worttakt bis auf Null zurückgezählt worden ist, worauf dieser Wortzähler 15 der Zentraleinheit 4 das Ende der Datenübertragung anzeigt (Blöcke 43,44).
Es ist ersichtlich, daß die Datenübertragung bei Auftreten eines Übertragungs-Befehles jeweils zu Beginn des nächsten Sektors erfolgen kann, also nicht
abgewartet zu werden braucht, bis ein Zugriff zu den am Spuranfang vorhandenen Daten möglich ist. Hierdurch wird die Latenzzeit des Plattenspeichers bedeutend verkürzt. Sie kann praktisch auf Null reduziert werden, wenn der Inhalt der Sektoren auf ein Wort reduziert wird, was dann möglich ist, wenn die Weiterverarbeitung der Daten nicht in Datensätzen erfolgen soll, die den einzelnen Sektoren zugeordnet sind, sondern in jedem Fall mit der Weiterverarbeitung der übertragenden Daten gewartet werden muß, bis der gesamte Block übertragen worden ist. Wird die Sektorlänge auf ein Wort reduziert, können die Sektorzähler I und II sowie das Sektorlängenregister entfallen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    !.Verfahren zum Obertragen von Daten zwischen einem statischen Speicher mir wahlfreiem Zugriff und einem rotierenden Magnetspeicher, auf dem die Daten in einzeln adressierbaren Spuren in Form von Datenblöcken angeordnet sind, die jeweils auf eine Spur des Magnetspeichers passen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Datenblöcke eine Länge gewählt wird, die im wesentlichen der 1() Speicherkapazität einer Spur des Magnetspeichers gleich ist, und jedem Datenblock eine solche Spur zugeordnet wird, daß die Adressen für die einzelnen Daten im statischen Speicher von der Summe aus einer den Beginn des jeweiligen Datenblockes angebenden Anfangsadresse und eine die Stellung der einzelnen Daten in bezug auf die Anfangsadresse angebenden Versetzung gebildet werden, und daß die Übertragung eines Datenblockes bei einer durch die Stellung des Magnetspeichers bei Auftreten eines Übertragungsbefehls beslimmten Adresse beginnt und unter zyklischer Veränderung der Versetzung über die Anzahl der zu einem Datenblock gehörenden Speicherplätze vorgenommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Datenblock in eine Anzahl Sektoren unierteilt ist, sich die Versetzung jeweils aus der Anfangsadresse eines Sektors und einer die Stellung der Daten innerhalb des Sektors angeben- J0 den Zahl zusammensetzt und die bestimmte Adresse, bei der die Übertragung des Datenblocks beginnt, die Anfangsadresse des nach dem Auftreten des Übertragungsbefehles beginnenden Sektors ist.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens j-, nach Anspruch 1 oder 2, mit einem statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einem rotierenden Magnetspeicher, auf dem die Daten in einzeln adressierbaren Spuren angeordnet sind, einem den RAM mit dem Magnetspeicher verbindenden, eine Adressiereinrichtung und einen Wortzähler enthaltenden Datenkanal, der die Direktübertragung einer durch den Inhalt des Wortzählers definierten Anzahl von Wörtern an die durch die Adressiereinrichtung bezeichneten Plätze des statischen Speichers oder umgekehrt bewirkt, und einer Zentraleinheit, welche vor Beginn der Übertragung definierter Datenmengen die Speicheradressen bestimmt und den Wortzähler mit der Anzahl der zu übertragenden Wörter lädt, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenkanal (3) außer dem Wortzähler (15) ein Spurregister (12) und einen Datenzähler (14) umfaßt, von denen das Spurregister (12) mit der Zentralein heit (4) und der Datenzähler (14) mit dem Magnetspeicher (1) gekoppelt ist und das Spurregister (12) mit einem der jeweils aktivierten Spur zugeordneten Wort geladen ist, während der Datenzähler (14) jeweils zu Beginn einer Spur auf einen definierten Ar.fangswert eingestellt wird und dann zu Beginn jedes Datenwortes eine inkrementa-Ie Erhöhung seines Standes erfährt, und daß die Ausgänge des Spurregisters (12) und des Datenzählers (14) mit einem Additionsglied (15) verbunden sind, das aus den zugeführten Werten die Adresse des statischen Speichers(2) bildet. b5
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenkanal (3) zusätzlich einen Sektorzähler (13) enthält, der zu Beginn einer Spur auf einen definierten Anfangswert eingestellt wird, nach einer je einem Sektor zugeordneten Zahl von Datenwörtern eine inkrementale Änderung seines Standes erfährt und dessen Inhalt zur Bestimmung der Adresse des statischen Speichers zum Inhalt des Spurregisters (12) und des Datenzählers (14) addiert wird, von denen der letzte auch zu Beginn jedes Sektors auf den Anfangswert eingestellt wird.
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