181809. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kisszámítógépek kettőshozzáférésű operetív memóriájára és előnyösen az operatív memória hozzáférési idejének csökkentésére
5 181809 6 Abban az esetben, ha az egyik külső 11 vagy 21 BUS-ról memóriahozzáférés indulna, a 33 sorrendvezérlő azonnal engedélyezi az illető 11 illetve 21 BUS-hoz tartozó 15 illetve 25 BUS-vezérlésnek egy ciklusra a 32 memóriamező használatát. Ha egyidejűleg (elektronikus időn belül) mindkét külső 11 illetve 21 BUS-ról memóriahozzáférés indulna, a 33 sorrendvezérlő egy meghatározott (alkalmasan kialakított) sorrend szerint egymás után engedélyezi a külső 11 illetve 21 BUS-ról indított memóriaciklusok kiszolgálását. Az operatív memória sajátos kialakításából adódik egy optimális sorrend, egyidejű memóriahozzáférés kérések kiszolgálására; mivel a 30 memóriába való írás alkalmával az adat illetve a cím gyors átmeneti tárba tárolódik, a külső 11 illetve 21 BUS foglaltság a tényleges 32 memóriamezőbe történő tárolás előtt megszüntethető, de mivel azonban olvasás esetén a külső 11 illetve 21 BUS-t mindaddig foglalni kell amíg az adat kiolvasható a 32 memóriamezőből, ezért a 33 sorrendvezérlő úgy van programozva, hogy ha egyidejűleg a két külső 11 és 21 BUS-ról az egyiken írási, a másikon olvasási ciklus indul először, az olvasási ciklus tudjon végrehajtódni és csak ezután az írás. Ha egyidejűleg mindkét külső 11 és 21 BUS-on írás vagy olvasás ciklus indul, akkor az operatív memóriaegységet hordozó számítógép ciklusa szolgálódik ki először. A belső 15 illetve 25 BUS-vezérlő egység feladata az adatátviteli irányának és a 32 memóriamezőt alkotó tároló eszköz időzítésének megfelelően a 35 és 36 belső cím és adat BUS-ra kapuzni a hozzá tartozó 18 illetve 28 címtárat, 16 illetve 26 bemenő adattárat és 17 illetve 27 kimenő adattárat, valamint a belső 34 ciklusvezérlő BUS-on keresztül a 32 memóriamezőnek az olvasáshoz illetve íráshoz szükséges dekódolt és időzített kapuzó jeleknek az előállítása. A belső 15 illetve 25 BUS-vezérlő az adatátvitel irányát és az ehhez szükséges engedélyező jelet a 33 sorrendvezérlőtől kapja. Egy belső memóriaciklus lezajlása után a belső 15 illetve 25 BUS-vezérlő törli a 14 illetve 24 állapot tárat, majd jelzést ad a 33 sorrendvezérlőnek, hogy vegyen mintát a 14 illetve 24 állapottárakból és jelölje ki a következő belső BUS-t használó egységet. Ezzel egyidőben jelzést ad a 12 illetve 22 BUS-vezérlőnek, hogy a belső ciklus befejeződött. A 30 memóriából való olvasás esetén ez a jelzés jelenti azt, hogy a kívánt adat a 17 illetve 27 kimenő adattárban van és kikapuzható a külső 11 illetve 21 BUS-ra. A 12 illetve 22 BUS-vezérlő a külső BUS-ciklus lezajlása után fogadhat újabb memóriaciklust. Ez az operatív memóriarendszer-szervezés előnyösen alkalmazható cím/adat soros BUS-rendszerekhez való alkalmazásoknál, különösen akkor, ha BUS-ciklusoknál megengedett a Read after Write, azaz ahol egy adatfeldolgozó egység (számoló mű) kiad egy címet, amelyről kiolvassa a tartalmát, majd ezen adattal valamilyen műveletet végez és ugyanarra a helyre visszaírja a már megváltoztatott adatot. A ciklus előnye az, hogy a cím/adat BUS-on egy olvasási és egy írási ciklus-hoz összesen csak címet kell kiadni, a BUS-ciklus így egyszerűbb. Kettőshozzáférésű memória alkalmazása esetén azonban, ha ilyen ciklus indul a közös operatív memóriában, akkor mindaddig amíg ez a ciklus le nem zajlik, beleértve azt az időt is amíg a számolómű a kiolvasott adattal a kijelölt műveletet elvégzi, a másik külső 11 vagy 21 BUS-on keresztül a közös 30 memóriához való hozzáférés tiltódik. Ezen kedvezőtlen belső memóriafoglalást az előzőekben leírt kapcsolási elrendezés úgy oldja meg, hogy az ilyen ciklusokat két különálló ciklusra bontja, és lehetővé teszi, hogy ezen összetartozó két ciklus között a másik BUS-ról indított egy memóriaciklus lezajlódhasson. Ez úgy valósul meg, hogy a 14 illetve 24 állapottárban mind az írás mind az olvasás külön-külön mint kérés tárolódik. Az olvasás a belső ciklus után tárolódik a 14 illetve 24 állapottárban az olvasás kérés és a következő mintavétel alkalmával a 33 sorrendvezérlő már figyelembe veheti, hogy a másik külső 11 vagy 21 BUS-on van e közös memónahozzáférés kérés. Ha van, akkor a 33 sorrendvezérlőbe programozott prioritás szerint történik a közös memóriahasználat sorrendjének a kijelölése. Abban az esetben, ha mindkét, külső 11 és 21 BUS-on egyidejűleg indult „READ AFTER WRITE” ciklus, akkor a belső ciklusok sorrendje a következő: Ha a memóriaegységet hordozó gép a 11 BUS-ra csatlakozik: 1. a 11 BUS olvasó ciklusa a 21 BUS olvasó ciklusa a 11 BUS író ciklusa a 21 BUS író ciklusa A számítógépek operatív tárolóeszközének kiválasztásakor kompromisszumot kell kötni a gyorsaság (hozzáférési idő) nagy kapacitás — és az ár között. Emiatt az operatív memóriában alkalmazott tároló eszköz sohasem az adott időben ismert leggyorsabb eszköz. Azonban, hogy a memória hozzáférési idejét csökkenteni lehessen a kisszámítógépeknél különféle gyorsító eljárásokat dolgoztak ki. Ezek közül az egyik csoportba tartoznak azok az eljárások, amelyeknél egy külön egységként kialakítanak egy viszonylag kis kapacitású, de gyors (tipikusan bipoláris) elemekből felépülő memóriát. Ebbe helyezik el mindig azt a programrészt, amely éppen feldolgozásra vár. Ennek a rendszernek az a hátránya, hogy programból kell benne választani az adatokat, tehát külön programozási feladat benne az adatmozgatás, valamint az adatátvitelek BUS-foglalással járnak együtt. A másik módszer az, amikor szintén egy külön egységet csatlakoztatnak az operatív tár mellé, amely ugyanúgy gyors memóriaelemekből épül fel, de ez valamilyen mélységig tárolja azokat az adatokat és a hozzá tartozó címet, amelyet az adatfeldolgozó egység kiolvasott. Abban az esetben, ha valamilyen visszaugrás van egy programban, akkor már nem „lassú” operatív tár adja az adatot, hanem a gyors tár, amely mindig összehasonlítja olvasás alkalmával a kiadott címet és a gyorstárban tárolt címeket. A rendszer előnye, hogy nem kíván programozói beavatkozást, de nincs „előrelátása”, azaz csak abban az esetben gyorsít, ha visszaugrás van, és a visszaugrás a gyorstár mélységén belül van. Az előzőekben ismertetett és a 2. ábrán látható kapcsolási elrendezés némi kibővítéssel lehetőséget 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
