DE2054947C3

DE2054947C3 - Data processing system

Info

Publication number: DE2054947C3
Application number: DE2054947A
Authority: DE
Inventors: Robert Voss Bock; Elmer Dean Downingtown Earnest; Frederick Hugo Berwyn Gerbstadt; Frederick Veit Rehhausser; James Arthur West Chester White
Original assignee: Burroughs Corp
Current assignee: Unisys Corp
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1970-11-07
Publication date: 1980-09-04
Also published as: CH549244A; NL176499B; DE2054947A1; DE2054947B2; SE413815B; NL7016735A; BE758815A; GB1339285A; FR2069372A5; JPS5113539B1; NL176499C; CA949225A; US3654621A

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungsanlage mit einem Rechenwerk, einer Speichereinrichtung, in der Datenfelder gespeichert sind, sowie mit einer mit dem Rechenwerk und der Speichereinrichtung gekoppelten Steuereinrichtung, mit deren Hilfe aus in einem Steuerwort enthaltener Anfangsadresse und einer Längenangabe der Zugriff auf eines der Datenfelder in der Speichereinrichtung gewonnen werden kann.The invention relates to a data processing system with an arithmetic unit, a memory device, are stored in the data fields, as well as with one with the arithmetic unit and the storage device coupled control device, with the help of which from the start address contained in a control word and a length specification, access to one of the data fields in the memory device can be obtained can.

Aus der französischen Patentschrift 1248219 ist eine Steuervorrichtung für taktgesteuerte Rechenmaschinen zur Übertragung von Daten aus bestimmten Registern bekannt, bei dem die Datenübertragung von einem aus mehreren Teilen bestehenden Befehlswort bestimmt wird. Um die Größe der zu übertragenden Datenmenge verändern zu können, wird in einem ersten Zähler die Anfangsadresse des zu übertragenden Datenfeldes und in einem zweiten Zähler die Länge des zu übertragenden Datenfeldes gespeichert, und ein Gatternetzwerk spricht auf die Kombination der Ausgangssignale der beiden Zähler so an, daß bei der Übertragung die außerhalb des gewünschten Datenfeldes liegenden Teile der Datenmenge unterdrückt werden. Um daher Zugang zu Teilen einer Datenmenge zu gewinnen, müssen die als Wörter imFrom French patent specification 1248219 is a control device for clock-controlled computing machines for the transmission of data from certain Known registers in which the data transmission consists of a command word consisting of several parts is determined. In order to be able to change the size of the amount of data to be transferred, a first counter the start address of the data field to be transmitted and in a second counter the The length of the data field to be transmitted is stored, and a gate network responds to the combination of the output signals of the two counters in such a way that the transmission outside of the desired data field lying parts of the data volume are suppressed. In order, therefore, to have access to parts of a data set to win must be the words im

4¹) Hauptspeicher abgespeicherten Datenmengen ausgelesen und die die Übertragung steuernden Zähler mit den vorgegebenen Angaben gespeist werden. Die Länge der extrahierbaren Datenfelder ist hierbei durch die vorgegebene Wortlänge beschränkt, welche als Ganzes im Speicher adressiert werden kann. 4 ¹ ) Data volumes stored in the main memory are read out and the counters controlling the transmission are fed with the specified information. The length of the extractable data fields is limited by the specified word length, which can be addressed as a whole in the memory.

In der deutschen Auslegeschrift 1094019 ist eine Rechenmaschine zur Ausführung einer automatischen Verarbeitung von kodierten Daten beschrieben, bei der die Daten und sonstigen Informationsposten im Systemspeicher in Stapeln gespeichert sind, bei denen die zuletzt eingegebene Information als erste vor früher eingegebenen Informationen wieder ausgelesen werden kann. Auch hierbei handelt es sich um Speicher mit einer bestimmten Länge der abgespeicherten Wörter.In the German Auslegeschrift 1094019 is one Calculating machine for performing an automatic processing of coded data described in that the data and other items of information are stored in the system memory in batches where the information entered last is read out as the first before information entered earlier can be. This is also a memory with a certain length of the stored Words.

Man hat verschiedene Programmiersprachen oder Ursprungssprachcii entwickelt, die dem Benutzer die Aufstellung von Programmen ohne spezielle Kenntnis der jeweiligen Maschinensprache gestatten. Zu diesen verschiedenen Programmiersprachen gehören Fortran, Cobol, Algol und PL/1. Ein besonderes Problem bei der Entwicklung von Kompilierern oder Übersetzern für die Ursprungssprachen besteht darin, daß verschiedene Befehlsformate und Datenstrukturen verwendet werden. Diese Unterschiede im Strukturformat sind zum Teil in den verschiedenen Speicherorganisationen begründet, die für verschiedene Verarbeitungssysteme ausgebildet sind. Wenn daher das eine System für eine bestimmte Programmiersprache besonders geeignet ist, muß es nicht ebenso gut für irgendeine andere Programmiersprache geeignet sein. Man strebt daher eine Speicherorganisation an, die frei von irgendeiner internen Struktur ist und die sich an Daten- und Befehlssegmente mit einer nahezu unendlichen Vielzahl von Größen anpassen kann. Ein derart strukturfreier Speicher kann sich jedoch nicht nur an Informationssegmente mit unterschiedlicher Größe anpassen, sondern er gestattet auch eine größere Datenpackungsdichte.Various programming languages or original languages have been developed to give the user the Allow programs to be set up without special knowledge of the respective machine language. To this Different programming languages include Fortran, Cobol, Algol and PL / 1. A particular problem in the development of compilers or translators for the source languages is that different command formats and data structures can be used. These differences in structure format are due in part to the different storage organizations that are used for different processing systems are trained. If, therefore, the one system for a specific programming language is particularly suitable, it need not be suitable for any other programming language as well. One therefore strives for a memory organization that is free of any internal structure and that is can adapt to data and command segments of a nearly infinite variety of sizes. A Such structure-free memory can not only address information segments with different Adjust size, but also allows greater data packing density.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Datenverarbeitungsanlage so auszustatten, daß eine Adressiermöglichkeit für den Speicher der Anlage besteht, mit der der Zugriff auf Datenfelder ohne Beschränkung in der Lage ihres Anfangs und ohne Beschränkung ihrer Länge durchgeführt werden kann.The invention is therefore based on the object of improving the data processing system mentioned at the beginning equip that there is an addressing option for the memory of the system with which access to Data fields are carried out without restriction in terms of their starting position and without restriction on their length can be.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß die Steuereinrichtung einen an die Speichereinrichtung angeschlossenen Pufferspeicher zum Zwischenspeichern wenigstens des Steuerwortes aufweist, welches zur Adressierung eines bestimmten Datenfeldes, das im Inneren eines größeren Datenfeldes einer Datenfeldschachtelung enthalten ist, die absolute Anfangsadressc des größten Datenfeldes der Schachtelung und die relativen Anfangsadressen der nächst kleineren Datenfelder bis zum bestimmten Datenfeld, wobei jede relative Anfangsadresse auf die relative Anfangsadresse des nächstgrößeren Datenfeldes bezogen ist, sowie die Länge des bestimmten Datenfeldes enthält; und daß an den Pufferspeicher eine Schalteinrichtung angeschlossen ist, welche einem ersten Register die absolute Anfangsadresse und einem zweiten Register zeitlich nacheinander die relativen Anfangsadressen zuführt; und daß das Rechenwerk jede von der Schalteinrichtung dem zweiten Register zugeführte Adresse mit der in dem ersten Register enthaltenen Adresse verknüpft und das jeweilge ErgebnisAccording to the invention it is provided that the control device is connected to the memory device connected buffer memory for temporarily storing at least the control word, which for addressing a specific data field that is inside a larger data field of a data field nesting is contained, the absolute start address of the largest data field of the nesting and the relative start addresses of the next smaller data fields up to the specific data field, where each relative start address related to the relative start address of the next larger data field is, as well as the length of the particular data field contains; and that a switching device is connected to the buffer memory is connected, which has a first register the absolute start address and a second Registers the relative start addresses one after the other; and that the arithmetic unit each of the address supplied to the switching device to the second register with the address contained in the first register Address linked and the respective result

in das erste Register eingibt Damit kann in dem Speicher der Anlage ohne Wortstruktur abgespeichert werden, wobei dennoch ein Zugriff zu einer Hierarchie verschachtelter Datenfelder möglich ist Dabei werden die Speicheradressen für irgendein bestimmres untergeordnetes Datenfeld, das in irgendeinem Teil der Speichereinrichtung enthalten sein kann, dynamisch vorbereitet und erstellt, wobei die in dem Steuerwort, auch Deskriptor genannt, enthaltenen Angaben über die relativen Adressen und die Länge erst dann ausgewertet werden, wenn die absolute Speicheradresse des gewünschten untergeordneten Datenfeldes tatsächlich benötigt wird.enters into the first register. This allows storage in the system memory without a word structure although access to a hierarchy of nested data fields is still possible are the memory addresses for some particular subordinate data field that can be contained in any part of the storage device, dynamic prepared and created, with those contained in the control word, also called descriptor Information about the relative addresses and the length are only evaluated if the absolute Memory address of the desired subordinate data field is actually required.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described in detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Datenverarbeitungsanlage, 1 shows a schematic representation of a data processing system,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Prozessors aus der Datenverarbeitungsanlage nach Fig. 1,FIG. 2 shows a schematic representation of a processor from the data processing system according to FIG. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung in dem Prozessor,3 shows a schematic representation of the control device in the processor,

Fig. 4 verschiedene Formate von Steuerwörtern (Deskriptoren),4 different formats of control words (descriptors),

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Strukturteile aus den Steuerwörtern nach Fig. 4, und5 shows a schematic representation of the structural parts from the control words according to FIG. 4, and

Fi g. 6 eine schematische Darstellung der Folge von Strukturteilen, die in einem Steuerwort (Deskriptor) vorkommen können.Fi g. 6 a schematic representation of the sequence of structural parts that are contained in a control word (descriptor) can occur.

Eine Folge zusammenhängender oder unzusammenhängender Programme werden im folgenden »Prozesse« genannt. Ein Elementarprozeß ist eine serielle Ausführung von Operatoren durch einen einzigen Prozessor. Ein Prozeß kann in Unterprozesse aufgeteilt oder Teil eines Hauptprozesses sein. Auf diese J5 Weise läßt sich eine Prozeßhierarchie aufstellen. Der Prozeß schafft eine Zuordnung zwischen einem Prozessor und Adressenraum. Der Adressenraum ist die Menge aller Speicher, die für diesen Prozeß zugänglich sind. Der gesamte der Datenverarbeitungsanlage zur Verfügung stehende Speicherraum kann so betrachtet werden, als sei in ihm ein Globalprozeß gespeichert, bei dem es sich um den Stammvater aller anderen Prozesse und Unterprozesse in dem System handelt. Ein derartiger Globalprozeß enthält das gesamte Betriebssystem mit Überwachungsprogrammen, Dienstprogrammen und Kompilierern sowie den verschiedenen Benutzerprogrammen.A series of related or incoherent programs are shown below Called "processes". An elementary process is a serial execution of operators by a single one Processor. A process can be divided into sub-processes or part of a main process. On this J5 A process hierarchy can be established in this way. The process creates an association between a processor and address space. The address space is the amount of all memory available for this process are. The entire memory space available to the data processing system can be viewed in this way as if a global process had been stored in it, which is the progenitor of all other processes and sub-processes in the system. Such a global process contains the entire operating system with monitors, utilities, and compilers, as well as the various User programs.

Der Adressenraum der Datenverarbeitungsanlage dieses Ausführungsbeispiels erstreckt sich über alle ίο Speicherebenen einschließlich den Hauptspeicher und einen Hilfs- oder Reservespeicher und periphere Geräte. Die Anlage enthält mehrere Prozessoren, von denen jeder mit einer Betriebsmittelbeschreibung im Arbeitsspeicher zum Speichern der Definition eines neuen Arbeitsraumes oder neuer Arbeitsräume versehen ist.The address space of the data processing system of this embodiment extends over all ίο Storage levels including main storage and an auxiliary or reserve storage and peripheral devices. The system contains several processors, each of which has a description of the resources in the Provided working memory for storing the definition of a new work space or new work spaces is.

Die Prozeß-Betriebsmittelbeschreibung ist der Mechanismus, der die Betriebsmittel den Prozessen der Prozeßhierarchie zuweist, und ist daher ein inte- bo graler Bestandteil des BeMe.Lvmittelschutzes, der zum Schutz verschiedener Benutzerprogramme während der zeitlich ineinandergreifenden Behandlung und generell zum Schutz der verschiedenen Prozesse erforderlich ist. Wenn ein bestimmter Prozessor von einem tn Hauptprozeß auf einen Unterprozeß übergeht, wer den zugewiesene Betriebsmittel in der Betriebsmittelbeschreibung des Prozessors übereinandergestapelt und aus der Prozeß-Betriebsmittelbeschreibung entfernt, wenn der Prozessor aus dem Unterprozeß in den Hauptprozeß zurückkehrt. Die Betriebsmittelbeschreibung enthält daher alle dynamisch zugewiesenen Betriebsmittel, die ihr Prozessor für irgendeinen bestimmten Unterprozeß eventuell benötigt. Ein bestimmter Systemmanagementprozeß ist der einzige Prozeß, der direkten Zugang zu jeder der Betriebsmittelbeschreibungen hatThe process resource description is the mechanism that allocates resources to processes the process hierarchy and is therefore an intebo integral part of the BeMe.Lvmittelschutz, which is used for Protection of different user programs during the overlapping treatment and in general is required to protect the various processes. If a particular processor is from a tn Main process transfers to a sub-process who has assigned resources in the resource description of the processor stacked on top of each other and removed from the process resource description, when the processor returns to the main process from the sub-process. The resource description therefore contains all dynamically allocated resources that your processor uses for any certain sub-process may be required. A certain system management process is the only one Process that has direct access to each of the resource descriptions

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Datenverarbeitungsanlage enthält mehrere zentrale Prozessoren 10, ein oder mehrere EA-Steuerwerke 18 (EA = Eingabe/Ausgabe) und eine Speichereinrichtung, die einen Reservespeicher 14 sowie mehrere über ein Verriegelungsschaltwerk 20 angeschlossene Speicherwerke 11 umfaßt. Alle Speicherwerke 11 bestehen aus zwei Speichereinheiten 12 und einer Trenneinheit 13. Der Reservespeicher 14 enthält ein Speichererweiterungssteuerwerk 15 und mehrere Einheiten 16 und 17, die Register, Kernspeicher oder Plattenspeicher enthalten können. Der Reservespeicher 14 (auch Hilfs- oder Ergänzungsspeicher genannt) wird im folgenden als Speicher der Ebene 2 bezeichnet. Von den EA-Steuerwerken 18 werden ein oder mehrere zur Herstellung der Verbindung zu den Peripheriegeräten 19 verwendet.The data processing system shown schematically in FIG. 1 contains several central processors 10, one or more EA control units 18 (EA = input / output) and a storage device that has a Reserve storage 14 and several storage units connected via a locking switching mechanism 20 11 includes. All storage units 11 consist of two storage units 12 and a separation unit 13. The reserve memory 14 contains a memory expansion control unit 15 and a plurality of units 16 and 17, which can contain registers, core storage, or disk storage. The reserve memory 14 (also Called auxiliary or supplementary storage) is referred to below as level 2 storage. Of the EA control units 18 are one or more for establishing the connection to the peripheral devices 19 used.

Die Hauptmerkmale der Anlage sind sowohl die Anpassung der Speicherwerke 12, damit sie als Freifeldspeicher benutzt werden können, und in der Ausbildung der jeweiligen Prozessoren 10, um diesen Speicher im Rahmen der erwähnten Prozeßhierarchie benutzen zu können.The main features of the system are both the adaptation of the storage units 12 so that they can be used as free-field storage can be used, and in the formation of the respective processors 10 to this To be able to use memory within the framework of the process hierarchy mentioned.

Die Merkmale des Prozessors werden zunächst anhand von Fig. 2 allgemein beschrieben. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, enthält der Prozessor 10 nach Fig. 1 eine als Interpretierereinheit bezeichnete Steuereinrichtung 21 und ein Rechenwerk 20. Eine Speicherverbindungseinheit genannte Speicher-Schnittstelleneinheit 22 dient als Verbindungseinheit zwischen der Steuereinrichtung 21 und den jeweiligen Speicherwerken nach Fig. 1. Die Steuereinrichtung 21 besteht aus vier Teilen: Einem Kernteil 23, einem Pufferteil 24, einem Programmteil 25 und einem Unterbrechungsteil 26.The features of the processor will first be described generally with reference to FIG. How out As can be seen from FIG. 2, the processor 10 according to FIG. 1 contains a control device called an interpreter unit 21 and an arithmetic unit 20. A memory interface unit called a memory connection unit 22 serves as a connection unit between the control device 21 and the respective Storage units according to FIG. 1. The control device 21 consists of four parts: a core part 23, a Buffer part 24, a program part 25 and an interrupt part 26.

Die Hauptfunktion jedes Prozessors 10 besteht in der Aktivierung und Deaktivierung von Prozessen, der Steuerung von Informationsübertragungen zwischen Baueinheiten, der Bedienung von Unterbrechungen und der Ausführung von Rechenoperationen, die von einem Programm verlangt werden. Diese Funktionen werden unter der Leitung eines Hauptsteuerprogramms ausgeführt. Der Prozessor verringert die Speicherzugriffszeiten durch Verwendung in der Phase aufeinander abgestimmter Lese- und Schreiboperationen, wo immer es möglich ist, und durch gleichzeitige Pufferung bzw. Zwischenspeicherung von Informationen. Durch die Zentralisierung der Steuerung der funktionell unabhängigen Teile der Steuereinrichtung 21 wird die Ausführungsgeschwindigkeit erhöht und werden die Kosten verringert. In jedem Prozessor ist. es die Steuereinrichtung 21, die die Bewegung von Programm und Daten steuert, für einen selbsttätigen Speicherschutz sorgt, auf Unterbrechungen und Steuerungen anspricht und die verschiedenen Stapel und Puffer im Prozessor leert und wieder füllt.The main function of each processor 10 is to activate and deactivate processes, the control of information transfers between units, the servicing of interruptions and performing arithmetic operations required by a program. These Functions are carried out under the direction of a main control program. The processor decreased the memory access times by using in the phase of coordinated read and Write operations wherever possible and through simultaneous buffering or intermediate storage of information. By centralizing the control of the functionally independent parts of the Controller 21, the execution speed is increased and the cost is decreased. In every processor is. it the control device 21, which controls the movement of the program and data, for provides automatic memory protection, responds to interruptions and controls and the various Stacks and buffers in the processor are emptied and refilled.

Die nachfolgend nur noch Interpretierereinheit genannte Steuereinrichtung 21 übernimmt die Verar-The control device 21, referred to below only as the interpreter unit, takes on the processing

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beitungs- oder Prozeßsteuerung in der Anlage mit skriptor erzeugt wird.processing or process control is generated in the system with a scriptor.

Hilfe von Strukturoperatoren für ein wirksames Ma- Das folgende bezieht sich auf Fig. 3, die die Schalnagement von Daten und Programmstrukturen und tung der Interpretiereinheit 21 und insbesondere des mit Hilfe von Programmoperatoren, die eine einfache Kernteils 23 zur Auswertung der jeweiligen Deskrip-Ausführung auf höherer Sprach-Ebene liegender Be- ^r' toren und der weiter unten noch erläuterten Strukturfehle gestatten. Die Steuerinformation wird, wie dies Operatoren darstellt. Die Schaltung des Kernteils 23 erforderlich ist, an das Rechenwerk und über die Spei- enthält fünf Stapelspeicher 30-34 für Attribute, eine cherschnittstelleneinheit 22 an das Speicherwerk ver- Deskriptoren zusammensetzende und zerlegende teilt. Schalteinrichtung 35, ein Programm-Deskriptor-The following refers to FIG. 3, which shows the circuit management of data and program structures and processing of the interpretation unit 21 and in particular the with the help of program operators, which have a simple core part 23 for evaluating the respective descript execution higher voice level gates lying loading ^r 'and allow the structure commands discussed further below. The control information becomes as this represents operators. The connection of the core part 23 is required to the arithmetic unit and via the memory contains five stacks 30-34 for attributes, a chinterface unit 22 to the memory unit which composes and breaks down descriptors. Switching device 35, a program descriptor

Der Programmteil 25 interpretiert und führt die ^l() Steuerregister 36, ein Deskriptorausführungsregistei Programmoperatoren in dem Programmstring aus. 38 und Deskriptorsteuerwerk 39 sowie einen Pro-Durch den Kernteil 23 werden Deskriptoren, die in gramm-Deskriptor-Stapelspeicher 37. Der Kernteil dem Programmstring in Abhängigkeit von dem Pro- 23 erhält Daten aus Strukturpuffern 40, einem Wertgrammoperator, der gerade ausgeführt wird, aufgeru- stapelspeicher 42, einer Programmwalzenschaltunj; fen werden, gelesen, interpretiert, ausgeführt und auf i> 43 und dem Rechenwerk 20, wie es in Fig. 2 dargeden neuesten Stand gebracht. Der Pufferteil 24 be- stellt ist. Der Kernteil 23 überträgt Daten in die Struksteht aus einer Gruppe örtlicher Speicher, die häufig turpuffer 40 und das Rechenwerk 20.
aufgesuchte Posten zwischenspeichern, um die Anzahl Die Auswertung der verschiedenen Deskriptorer der Leseoperationen, die mit der Ebene 1 (dem durch den Kernteil 23 ermöglicht den Zugriff zu der Hauptspeicher) durchgeführt werden, möglichst ge- ^2{) verschieden strukturierten Informationen (Datenfelring zu halten. Die Zwischenspeicherung basiert auf der) in den jeweiligen Speicherebenen. Das Ergebnis den Strukturen, die zur Festlegung des Prozesses ver- dieser Auswertung ist ein Zeichen, das Terminalde wendet werden. Der Unterbrechungsteil 26 empfängt skriptor genannt wird. Bestimmte Elementzeichen ir Unterbrechungen und Fehler, prüft sie und läßt das der Struktur hängen von der Art der Auswertung de; geeignete Fehler- oder Unterbrechungssignal durch, -'5 Deskriptors und den Auswertungsparametern ab. Di« um eine Programmänderung zu bewirken. Auswertungsbetriebsarten sind das Eingeben, Entfer·The program part 25 interprets and executes the ^{I ()} control register 36, a descriptor execution register for program operators in the program string. 38 and descriptor control unit 39 as well as a program through the core part 23 are descriptors stored in the program descriptor stack 37. The core part of the program string as a function of the program 23 receives data from structure buffers 40, a value gram operator that is currently being executed - stack memory 42, a program roller switch; fen are read, interpreted, executed and transferred to i> 43 and the arithmetic unit 20, as shown in Fig. 2, the latest status. The buffer part 24 has been ordered. The core part 23 transfers data into the structure from a group of local memories, the often turbuffer 40 and the arithmetic unit 20.
retrieved item to cache to increase the number to keep the evaluation of the different Deskriptorer the read operations (the through the core portion 23 provides access to the main memory) are carried out with the level 1 as possible overall ^{2 {)} different structured information (Datenfelring. The intermediate storage is based on the) in the respective storage levels. The result of the structures that are used to define the process of this evaluation is a sign that Terminalde uses. The interruption part 26 receives is called a scriptor. Certain element characters ir interruptions and errors are checked and the structure depends on the type of evaluation; suitable error or interruption signal by, -'5 descriptors and the evaluation parameters. To change the program. Evaluation modes are input, removal

Obwohl der Hauptspeicher oder Speicher der nen und Konstruieren und können auf alle StrukturerAlthough the main memory or memory of the nen and construct and can use on all structur

Ebene 1 der Anlage als Freifeldspeicher, der ohne angewandt werden.Level 1 of the system as free-field storage, which can be used without.

Struktur erscheint, sind die verschiedenen darin ge- Die Auswertung beginnt mit der Ausführung eineiStructure appears, the different within it are The evaluation begins with the execution of a

speicherten Prozesse und Informationssegmente na- m Auswertungsoperation, bei der ein Leerterminalde·stored processes and information segments na- m evaluation operation in which a Leerterminalde ·

türlich strukturiert. Die Deskriptoren bezeichnen die skriptor und ein Deskriptor verwendet werden, deinaturally structured. The descriptors denote the scriptor and a descriptor are used, the

verschiedenen Informationsstrukturen im Speicher. durch den Kernteil während der Auswertungsoperadifferent information structures in memory. through the core part during the evaluation opera

Die Auswertung wird durch den Kernteil 23 vorge- tion abgetastet werden muß.The evaluation will have to be scanned by the core part 23 beforehand.

nommen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Nach Fig. 4 Der Strukturteil des Deskriptors besteht aus einerras shown in FIG. According to Fig. 4 The structural part of the descriptor consists of a

gibt es vier Arten von Deskriptorformaten, die sich r> Zuordnungsbit, an das sich eine Folge von StrukturThere are four types of descriptor formats, which are related to r> allocation bit, to which a sequence of structure is attached

jeweils auf verriegelte Datenfelder (D), Datenobjekte befehlen anschließt. Wenn das Zuordnungsbit false!each on locked data fields (D), data objects commands. If the assignment bit is false!

(C), Programmsegmente (B) oder andere Deskripto- ist, tritt sofort ein Zuordnungsfehler auf. Andernfall:(C), program segments ( B) or other descriptive characters, an assignment error occurs immediately. Otherwise:

ren (A) beziehen. werden die Strukturbefehle der Reihe nach von link!ren (A) . the structure commands are sequentially linked from link!

Jeder dieser Deskriptoren enthält drei größere In- nach rechts ausgeführt. Jeder Befehl besteht aus eineiEach of these descriptors contains three major in-right executions. Each command consists of an i

formationsgruppen oder Teile. Diese werden als Zu- 4o Operation und einer Strukturangabe,formation groups or parts. These are used as an additional operation and a structure specification,

griffattribute, Interpretiererattribute und Strukturteil Die Strukturangabe enthält Adressen- und LanHandle attributes, interpreter attributes and structure part The structure specification contains address and LAN

bezeichnet. Die Zugriffattribute bestimmen das genfelder. Die Länge der Felder in der Strukturangabidesignated. The access attributes determine the gene field. The length of the fields in the structural specification

Schutzvermögen und ob ein gekennzeichnetes EIe- wird durch die Adressenfeldlänge des Strukturteil!Protection capacity and whether a marked EIe- is defined by the address field length of the structure part!

ment im Speicher abgespeichert oder ausgelesen wer- vorgeschrieben. Der ersu, Befehl des Strukturteil!ment stored in the memory or read out are prescribed. The ersu, command of the structure part!

den kann. Die interpretiererattribute bestimmen die 45 muß eine Segmentnummer definieren. Diese kamcan. The interpreter attributes determine the 45 must define a segment number. This came

Eigenschaften dieses gekennzeichneten Elements, entweder explizit mit einem Segmentbefehl oder miProperties of this marked element, either explicitly with a segment command or mi

und der Strukturteil enthält Angaben über die Struk- einem Rufbefehl einer anderen Struktur, die die Segand the structure part contains information about the structure a call command of another structure, which the Seg

tür, in der das untergeordnete Datenfeld liegt, und mentnummer definiert, definiert werden. Die Segdoor in which the subordinate data field is located and the ment number defined. The Seg

dies bestimmt die Struktur und Strukturparameterfel- mentnummer wird in dem Segmentbefehl des Termithis determines the structure and structure parameter field number is in the segment command of the term

der, die die Parameter vorgeben, die für einen Zugriff 50 naldeskriptors eingefügt.the one that specifies the parameters that are inserted for an access 50 naldescriptors.

zu dieser Sirukiur erforderlich sind. Es sei anhand voii Einige Befehle können modusabhängig sein uncto this Sirukiur are required. It is based on voii Some commands can be mode-dependent and unc

Fig. 4 darauf hingewiesen, daß jeder Deskriptor so diejenigen Strukturen bestimmen, bei denen eine ZuFig. 4 pointed out that each descriptor so determine those structures in which a To

viele Strukturausdrücke enthalten kann wie zur Be- Ordnung auftreten kann. Zugriffe zu modusabhängican contain many structural expressions such as can occur for order. Access to mode-dependent

Stimmung oder Abgrenzung eines bestimmten EIe- gen Befehlen im Entfernungs- oder EingabemodiMood or delimitation of a certain OWN commands in the removal or input modes

ments erforderlich sind. 55 ändern jeweils die Strukturangabe für eine Zuordnunjments are required. 55 each change the structure specification for an assignment

Die Formate des Strukturausdrucksfeldes sind in (auch Zuweisung oder Zuteilung genannt) oder AufThe formats of the structure expression field are in (also called assignment or allocation) or Auf

Fig. 5 dargestellt. Neben dem allgemeinen Format lösung einer Zuordnung eines untergeordneten DaFig. 5 shown. In addition to the general format solution, an assignment of a subordinate Da

sind zwei spezielle Strukturausdrucksarten dargestellt, tenfeldes. Zugriffe zu irgendeiner Struktur im Kontwo special types of structural expressions are shown, tenfields. Access to any structure in the con

bei denen es sich um die Segmentnummer und die struktionsbetrieb haben keinen Einfluß auf di<which are the segment number and the struktionsbetrieb have no influence on di <

Rufausdrücke handelt. Dies sind die zwei einzigen 60 Strukturangabe. Im Falle modusunabhängiger StrukCall expressions are involved. These are the two only 60 structure specifications. In the case of a mode-independent structure

Strukturausdrücke, die eine vorbestimmte Größe ha- türen sind Eingabe- und Entfernungsmodus gleichbeStructure expressions that have a predetermined size are the same as input mode and removal mode

ben. Die Segmentnummer ist stets mit einem 8-Bit- deutend mit dem Konstruktionsmodus. Bei Struktuben. The segment number always has an 8-bit meaning with the construction mode. At Struktu

Index zum Anwählen des Hilfsmittelstapels als ihr Pa- ren mit mehr als einem modusabhängigen Befehl haIndex for selecting the aid stack as your pair with more than one mode-dependent command ha

rameter versehen. Der Rufausdruck ist stets mit einem der betreffende Modus nur auf den ersten modusabparameters. The call expression is always modusab with one of the relevant modes only at the first

Namen als Parameter versehen, der zur Bezeichnung 65 hängigen Befehl einen Einfluß. Das heißt, wenn di<Provide names as parameters that have an influence on the command associated with the designation. That is, if di <

von Deskriptoren verwendet wird. Nach dieser allge- Struktur Unterstrukturen aufweist, bei denen einiused by descriptors. According to this general structure, it has substructures in which some

meinen Beschreibung der Deskriptoren sei daran Zuordnung auftreten kann, kann die Zuordnung numy description of the descriptors is because assignment can occur, the assignment can nu

erinnert, daß ein F- jichersteuerwort aus dem De- bei der innersten zuordnungsfähigen Struktur auftrereminds that a fjicher control word from the De- occurs in the innermost assignable structure

Jede der Strukturen im Arbeitsspeicher kann als in einem Adressenraum enthalten angesehen werden, der durch eine Adresse und eine Länge bestimmt ist. Bei der Strukturteil-Auswertung arbeitet also jeder Befehl nach dem Anfangsbefehl in diesem Teil mit einer Adresse eines größten Datenfeldes (= Behälteradresse), die im Stapel der Behälteradressen des Stapelspeichers 32 nach F i g. 3 gespeichert ist, und mit einer Behälterlänge im Stapel der Behälterlängen des Stapelspeichers 31, um ein geeignetes Unterfeld in dem Behälter zu bestimmen. Wenn das Unterfeld nicht vollständig in dem so bestimmten Behälter enthalten ist, tritt ein Fehler auf. Wenn nicht anders vorgeschrieben, sind von bestimmten Befehlen benötigte Paramter in dem Wertestapel zu finden, der in dem Arbeitsspeicher vorgesehen ist und den Wertestapelpufferspeichern 42 nach Fig. 3 Werte zuführt.Each of the structures in the working memory can be viewed as contained in an address space, which is determined by an address and a length. So everyone works with the structural part evaluation Command after the start command in this part with an address of a largest data field (= container address), the in the stack of container addresses of the stack memory 32 according to FIG. 3 is saved, and with a container length in the stack of the container lengths of the stack memory 31 to a suitable subfield in to determine the container. If the subfield is not completely contained in the container so determined an error occurs. Unless otherwise specified, certain commands are required To find parameters in the value stack, which is provided in the working memory and the value stack buffer 42 according to FIG. 3 supplies values.

Der Attributsammeistapelspeicher 30 nach Fig. 3 sammelt dann Zugriffattribute, Segmentnummern und Formatselektoren, die er während der Auswertung aus den verschiedenen Deskriptoren erhält. Die anderen vier Stapelspeicher 31..., 34 werden zur Strukturteilparameterbehandlung verwendet. Jeder Stapel besteht aus vier Wörtern, die 32 Bits lang sind. Die Stapelspeicher stehen bei allen Rechenoperationen mit dem Rechenwerk in Verbindung. Sie verwenden und modifizieren auch die in dem Strukturpuffer 40 gespeicherten Strukturteile und sie erhalten Parameter aus dem Wertstapel über Wertstapelpufferspeicher 42 und die Programmwalzenschaltung 43. Die Stapel werden einzeln behandelt. Zwei der Stapel enthalten Behälterangaben (Anfangsadresse und Länge), während die übrigen beiden Stapel Elementangaben (Anfangsadresse und Länge betreffend untergeordnete Datenfelder) speichern. Die Stapelspeicher sind in Fig. 3 entsprechend beschriftet. Während der Auswertung speichern die Stapelspeicher Zwischenwerte dieser Behälter (= größten Datenfeldern) in Form von Längenangaben und Adressenangaben. Am Ende jeder Strukturauswertung sind die Elementstapel = Stapel die untergeordneten Datenfelder betreffend leer, während die Behälterstapel eine unvollständige Bezugnahme auf das innerste Datenfeld aufweisen. Die unvollständige Bezugnahme ist eine Behälteradresse und eine Länge, die der Länge bis zu der Stelle entspricht, bis zu der der Deskriptor ausgewertet wurde.The attribute accumulation stack memory 30 according to FIG. 3 then collects access attributes, segment numbers and format selectors that it receives from the various descriptors during the evaluation. the the other four stacks 31 ..., 34 are used for handling the structure part parameters. Everyone Stack consists of four words that are 32 bits long. The stacks are available for all arithmetic operations in connection with the calculator. They also use and modify those in the structure buffer 40 stored structural parts and they receive parameters from the value stack via value stack buffer memory 42 and the program roller circuit 43. The stacks are treated individually. Two of the stacks contain container information (start address and length), while the other two stacks contain element information (Start address and length relating to subordinate data fields) save. The stacks are labeled accordingly in FIG. 3. The stacks store intermediate values during the evaluation this container (= largest data fields) in the form of length information and address information. At the end of each structure evaluation, the element stacks = stacks are the subordinate data fields pertaining to empty, while the container stack has an incomplete reference to the innermost data field exhibit. The incomplete reference is a container address and a length equal to length up to corresponds to the point up to which the descriptor was evaluated.

Das Deskriptorausführungsregister 38 im Kernteil 23 speichert das Typfeld (Fig. 5) des laufenden (augenblicklichen) Deskriptorstrukturteils, welches nach Fig. 5 4 Bits lang ist, so daß das Deskriptorausführungsregister 38 ebenfalls 4 Bits lang ist.The descriptor execution register 38 in the core part 23 stores the type field (Fig. 5) of the current (current) Descriptor structure part, which is 4 bits long according to FIG. 5, so that the descriptor execution register 38 is also 4 bits long.

Die Schalteinrichtung 35 hat zwei Funktionen. Sie wird zum Zerlegen der Felder in den verschiedenen Deskriptoren und dazu verwendet, jedes Feld seinem Bestimmungsort zuzuleiten. Sie wird auch dazu verwendet, die Felder aus verschiedenen Quellen auf den neuesten Stand zu bringen und wieder zusammenzusetzen und Deskriptoren auf den neuesten Stand zuThe switching device 35 has two functions. It is used to decompose the fields into the various Descriptors and used to route each field to its destination. It is also used to Bringing the fields up to date from various sources and putting them back together again and descriptors up to date too

bringen.bring.

Das Programm-Deskriptor-Steuerregister 36 und der Programm-Deskriptor-Stapelspeicher 37 bilden die Programm-Deskriptor-Steuerstruktur. Das PD-Steuerregister 36 (PDSR) ist 106 Bits lang und der Programm-Deskriptor-Stapelspeicher 37 (PDSS) besteht aus 8 Wortplätzen, von denen jeder 106 Bits lang ist. Der Stapelspeicher 37 ist das Verbindungsglied zum Speicher der Ebene 1. Diese Struktur speichert sowohl den Programmausf ührungs- als auch den Deskriptorauswertungsverlauf (bzw. die Historie der Programmausführung und Deskriptorauswertung). Der Übergang in eine Subroutine, Prozedur, Funktion oder Schleife bewirkt, daß die Programmausfühmisinformation aus dem PDSR ins PDSS übertragen wird. Dieser Eingang wird dann im PDSR festgehalten. Eine Programmverzweigung ersetzt dann die gerade im PDSR gespeicherte Information durch eine Beschreibung (Deskription) der Verzweigung. Während der Deskriptorauswertung bewirkt ein Strukturteil vom Typ »Ruf« (Fig. 5), daß der Inhalt des PDSR ins PDSS übertragen wird. Die Ruf-Beschreibung wird ins PDSR gebracht. Da die Deskriptor-Auswertung niemals den bisherigen Programmablauf (die Programmhistorie) ändert, befindet sich der bisherige Deskriptor-Auswertungsverlauf stets an der Spitze (bzw. oben) im bisherigen Programmausführungsablauf im PDSS.The program descriptor control register 36 and the program descriptor stack memory 37 constitute the program descriptor control structure. The PD Control Register 36 (PDSR) is 106 bits long and is the Program Descriptor Stack 37 (PDSS) consists of 8 word locations, each of which has 106 bits is long. The stack memory 37 is the link to the level 1 memory. This structure stores both the program execution and the descriptor evaluation process (or the history of the Program execution and descriptor evaluation). The transition into a subroutine, procedure, function or loop causes the program execution information to be transferred from the PDSR to the PDSS will. This input is then recorded in the PDSR. A program branch then replaces the current one Information stored in the PDSR through a description of the branch. While of the descriptor evaluation, a structure part of the "Call" type (FIG. 5) ensures that the content of the PDSR is transferred to the PDSS. The call description is brought into the PDSR. Because the descriptor evaluation never changes the previous program sequence (the program history), the previous one is located Descriptor evaluation process always at the top (or at the top) in the previous program execution process in the PDSS.

Die Strukturpuffer 40 und der zugehörige Assoziativ-Speicher 41 bilden keinen unmittelbaren Teil der Schaltung des Kernteils 23. Sie versorgen jedoch den Kernteil mit den Deskriptoren, die ausgewertet werden sollen. Der Puffer ist ein örtlicher 32-Wort- und 128-Bit-Speicher. Der Puffer ist in fünf Bereiche unterteilt: Koroutine, Steuerfeldpuffer, Namenstapelpuffer, Deskriptorpuffer, Betriebsmittelstapel- und Anzeigepuffer. Die Deskriptorhilfsmittelstapel- und Anzeigepuffer sind mit einem Arbeitsspeicher versehen, um besetzte Eingänge schnell kennzeichnen zuThe structure buffer 40 and the associated associative memory 41 do not form an immediate part of the Circuit of the core part 23. However, they supply the core part with the descriptors that are evaluated should. The buffer is a 32-word, 128-bit local memory. The buffer is divided into five areas: Coroutine, control field buffer, name stack buffer, descriptor buffer, resource stack and Display buffer. The descriptor utility stack and display buffers are provided with a working memory, to quickly identify busy entrances

•»ο können. Die Ebene-1-Adressen der Koroutinefeldeingänge und Namenstapeleingänge sind in dem zugehörigen Arbeitsspeicher gespeichert, um sie schnell auf den neuesten Stand bringen zu können.• »ο can. The level 1 addresses of the coroutine field inputs and name batch entries are stored in the associated working memory for quick access to be able to bring it up to date.

Die soweit beschriebene Anlage ermöglicht den Zugriff zu einer Hierarchie verschachtelter Strukturen in dem Systemspeicher. Um die Vorteile eines derartigen Systems voll zur Geltung zu bringen ist zweckmäßig ein Freifeldspeicher. Obwohl es unpraktisch ist, einen derartigen Speicher ohne Wortstruktur zu bauen, kann doch ein wortstmkturierter (wortorganisierter) Speicher durch die Anordnung einer Trenneinheit zwischen dem Speicher und dem übrigen Teil des Systems als Freifeldspeicher erscheinen. Eine derartige Einheit muß in der Lage sein, Datensegmente aus einem Speicheranforderungsgerät aufzunehmen und sie zu irgendeiner gewünschten Ausrichtung benachbarter Bitplätze im Speicher zu verschieben. Auf diese Weise können Datenstrukturen irgendeiner Größe im Speicher gespeichert werden, und zwar beiThe system described so far enables access to a hierarchy of nested structures in the system memory. In order to bring the advantages of such a system to full advantage is expedient a free field storage. Although it is impractical to have such a memory without a word structure build, a word-structured (word-organized) Storage by arranging a separation unit between the storage and the remaining part of the system appear as free field storage. Such a unit must be able to handle data segments from a storage request device and adjoining them to any desired alignment To move bit locations in memory. In this way, data structures can be any Size can be stored in memory at

bo irgendeinem vorgeschriebenen Bitplatz beginnend.bo starting at any prescribed bit location.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

I. Data processing system with an arithmetic unit, a storage device, in the Datenf eider are stored, as well as with one coupled to the arithmetic unit and the storage device Control device, with its HiUe from the start address contained in a control word and a length specification of the access to one of the to Data fields can be obtained in the memory device, characterized in that the control device (21) a buffer memory (40) connected to the storage device for buffering at least the control word which is used for addressing a specific data field that is inside a larger data field of a data field nesting is contained, the absolute start address of the largest data field of the nesting and the relative Start addresses of the next smaller data fields up to the specific data field, where each relative start address related to the relative start address of the next larger data field is, as well as the length of the particular data field contains; and that to the buffer storage (40) a switching device (35) is connected, which a first register (32) the absolute start address and in a second register (34) the relative start address in chronological order sen feeds; and that the arithmetic unit (20) each of the switching device to the second register supplied address linked to the address contained in the first register (32) and the respective Enter the result in the first register. J5

2. Plant according to claim 1, characterized in that the one executed by the arithmetic unit Linking is an addition.