Динамическое запоминающее устройство на магнитных дисках

ОП И Союз Советсннк Соцнаннстнчесннк Республик)осударствеииый. комитет СССР ио делам изобретений и открытий(ЧССР) Иностранное предприятие фВызкумны устав математицкых строю 1(54) ДИНАМИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО НА МАГНИТНЫХ ДИСКАХИзобретение относится к области вычислительной техники, а именно к внешним запоминающим устройствам вы- числительных машин.Известны динамические запоминаю .щие устройства на магнитных дисках, состоящие из блока управления и груп пы блоков памяти, количество которых выбирается в зависимости от объема решаемых, задач. Блок упевления при 10 атом определяетномер блока памяти, номер дорожки, вид операции, а блок памяти непосредственно выполняет опе- рации под управлением блока управления (1. ИНедостатком известных устройств яв ляется невозможность обработки второго запроса во время обработки первого запроса, что снижает производительность устройства, при этом введение ац блоков управления во все блоки памяти для параллельной обработки запросов усложняет устройство и экономически невыгодно.Наиболее близким к изобретению техническим решением является динамическое запоминающее устройство на маг- . нитных дисках, содержащее адресныйрегистр, дешифратор, буферный накопиО тель, переключатели, меха нйзмы вращения дисков, механизмы установки магнитных головок, усилители записи исчитывания, регистры адреса дорожки,регистры адреса магнитной головки иузлы вычитания, .причем выход буферного накопителя соединен соответственно с входом устройства, вхоцом дешифратора и с выходом второго переключа-.тели, выход буферного накопителя соединен соответственно с выходом устройства и с входом первого переключателя,выходы первого и входы второго переключателей соединены соответственнос входом усилителей записи и с выходом усилителей считывания, выход ивход которых через третьи переключатели подключены к выводам магнитныхголовок, управляюцие входы первогои второго переключателей соединеныс выхсдом адресного регистра, а третьих переключателей - с выходом регистров адрееа магнитной головки,вход механизмов- установки магнитныхголовок соединен с одним выходом регистров адреса дорожки, который через соответствуюший узел вычитанияподключен к входной шине управления,а выходы адресногь регистра в блокеуправления подключены к входам разрешения выборки соответствующих блоков памяти (23 .Недостатком этого устройства является невозможность обработки нескольких одновременно поступивших запросон, а также оптимальное построение, очереди из поступивших запросов в зависимости от состояния магнитных го" ловок н различных блоках памяти устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия (инамического запоминающего устройства на магнитных дисках за счет сокращения нремени поиска информации н нескольких блоках памяти,Поставленная цель достигается тем, что в динамическое запоминающее уст ройство введены узел оценки состояния устройства, ассоциатинные накопители, оперативный накопительи узлы управления, первый вход первого ассоциативного накопителя соединен с входом уст- щ ройстна, второй вход - с выходом первого узла вычитания, входы которого соединены соответственно с первым входом первого ассоциативного накопителя и с входом и выходом регистра адреса дорожки. Второй выход первого ассоциативного накопителя соединен с выходом устройства и с входом второго ассоциативного накопителя первый выход которого соединен с входом регистра .адреса магнитной головки. Второй выход второго ассоциативного накопителя соединен с первым входом вто. рого узла вычитания, второй вход ивыход которого, Подключены соответственно к выходу усилителя считывания З 5 и к первому входу второго узла управлений, выход которого соединен с вторым входом второго ассоциативного накопителя, третий выход которого соединен с первым входом оперативного накопителя, первый выход которого соединен с входом дешифратора. Второй выход оперативного накопителя соединен с третьим входом первого ассоциативного накопителя, третий выход - с входом, адресного регистра, четвертый выход - с.первым входом первого узла управления и пятый выход - с .входом узла оценки состояния устройства, выводы которого подключены к соответствующим выводам первого узла управления, выходы которого соединены соответственно с вторым входом оперативного накопителя и вторым входом второго узла управЛенияь Третий выход первого. ассоциативного накопите-, 55 ля соединен с первым входом третьего узла управления, выходы которого соедйнены с вторым и четвертым входами первого ассоциативного накопителя,В первомассоциативном накопителерегистр адреса выполнен как .счетчиксо сбросом, элементы памяти, соединенные с третьим входом, выполнены ассоциативными, а вход и выход дополнительной группы разрядов соединены соответстненно с третьим выходом и нто" рьм входом третьего узла управления.Во втором ассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик, а вход и выход дополнительной группы разрядов соединены соответственно с вторым выходом и третьим входом второго узла управления.Устройство содержит дополнительно четвертый узел сравнения, регистр сдвига, многопроводный вентиль и,узел вычисления, выход которого соединен с первым входом оперативного накопителя, а вход - с нйходом многопроводного вентиля, входы которого подключены к выходу регистра сдвига и к первому выходу четвертого узла сравнения, второй выход которого подключен к вто рому входу узла вычитания, а входы четвертого узла сравнения и регистр сдвига соединены с выходом усилителя считывания. Второй узел управления содержит два триггера, два элемента И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса триггеров, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элеменФа Ивторые входы элементон И обьединены. На фиг.,1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - то же, вариант; на фиг. 3 - схема блока памяти; на фиг. 4 - часть схемы бло-. ка памяти; на фиг. 5 - часть схемы блока Управления; на фиг, б - конструкция второго узла управления,Устройство состоит из блока 1 управления и нескольких блоков 2 памяти, которые содержат адресный регистр 3, дешифратор 4, буферный накопитель 5, переключатели б, 7 и 8, механизмы вращения дисков (на чертеже не показаны), механизмы 9 установки магнитных головок, усилители записи 10 и считывания 11, регистры 12 адреса дорожки, регистры 13 адреса магнитной головки 14, узлы вычита. ния 15 и 16, узел 17 оценки состояния устройства, первый 18 и нторой .19 ассоциативные накопители, оперативный накопитель 20, первый 21, второй 22 и третий 23 узлы управления, узел 24 сравнения, регистр 25 сдвига, многопроводный вентиль 26, узел 27 вычисления, элемент ИЛИ 28, первый 29 и второй 30 элементы И, первый 31 и второй 32 триггеры.Кроме того, для нормального функционирования первый ассоциативный накопитель 18 должен содержать узел 33 эквивалентон, узел 34 сигнализации, регистр 35 опроса нулевого состояния и узел 36 запроса. Основными связями в,устройстве являются шины 37, 38; 39 и 40Форма представления данных аналогична форме представления данных в устройствах прямого доступа, Ассоциативные и оперативный накопители имеют следующие информациойные и служебные поля: адрес блока памяти, число запросов, адрес дорожки (цилиндра, адрес магнитной головки, адрес записей, код операция, признаки Ц обрабатываемых адресов и действительных адресов, разность Й между затребован" йым и действительным адресом, интервал й 1 времени и регистр адреса.устройство рабоТает при появлении на входе узла запроса, который обрабатывается в блоке управления и передается в блоки памяти по шине 37 вместе с одним из сигналов разрешения выборки на выходе дешифратора 4. Запрос запоминается в первом ассоциатив ном накопителе 18 и в ответ на выходустройства по шиве 38 через узел 36запроса посылаются адрес блока памяти и число запросов.После этого первый узел 15 вычитания вычисляет разность й, которая записывается в первый ассоциативный на" 25 копитель 18. Затем определяется адрес с наименьшей разностью й с помощью ,узла 33 эквивалентов, и узла 34 сигнализации, которые дают разрешение наперепись данного адреса во второй ас" социативный накопитель 19 и одновременно устанавливают признак Я в первом ассоциативном накопителе 18.Если второй ассоциативный нако-,.питель 19 занят, то запрос хранитсяв первом ассоциативном накопителе 18 до освобождения второго ассоциатив" ного накопителя 19, или в следующий адрес первого ассоциативного накопителя записывается новый запрос иэ блока 1 управления.При освобождении второго ассоциативного накопителя 19 вновь инициируется первый ассоциативный накопитель 18, который. передает адрес дорожки в регистр 12, включается механизм 9 установки магйитных головок 14. Значения разностей 6 при этом пересчитываются и вновь запоминаются, происходит передача запроса во второй ассоциативный накопитель 19 и сброс ад" ,ресяого регистра первого ассоциативного накопителя.Второй ассоциативный накопитель 19 передает адрес записей во второй узел 16 вычитания, в адрес магнитной головки в регистр 13 адреса магнитной головки, который через третнй переключатель 8 подключает соответствующую магнитную головку 14 к входу уси лителя 11 считывания и выходу усилителя 10 записи.Далее происходит считывание записей с диска, которые поступают на вход узла 24 сравнения и на регистр 25 сдвига,.которые управляют переда" чей числа записей с магнитного диска во второй узел 1 б вычитания - нли открывают многопроводный вентиль 2 б и включает узел 27 вычисления, который определяет интервал времени а.1, который остается с качала эатребованиой записи. Величина ь В передается затем вместе с адресом блока памяти, числом запро"ов и кодом операции в оперативный накопитель 20 по шине 39. После считывания или записи требуе-мой записи оно передается яа выход или вход устройства, а из оперативно го накопителя 20 по шике 40 поступает число запросов, которое вызывает освобожцение соответствуиаях ячеек в первом 18 и втором 19 ассоциативных накопиелях н сброса признаков действительных адресов в нях, и второй ассоциативный накопитель 19 переходит М обработке следующего адреса.В том случае, еСли запись найдена, но оперативный чакопитель 20 занят, также происходит немедленный переход к обработке следукщего адреса во вто- ром ассоцйатицяом накопителе 19.Функционирование ассоциативних, накопителей 18 и 19 не синхронизировано взаимно, что позволяет беэ задержки производить независимую обработку записей при последовательном переборе адресов в адресных регистрах. Если в результате ошибки будет затребована запись, которая вообще отсутствует, что привело бы к бло Ф киррванию устройства, выполнение второго узла 22 управления на двух триггерах 31 и 32, двух элементах И 29 и 30 и на элементе ИЛИ 28 позволяет учесть более одного оборота диска и снимает такое блокирование сигналом об ошибке в блок 1 управления.В оперативный накопйтель 20 поступают записи иэ всех блоков 2 памяти, в поле ь 1 накопителя 20 поступают и импульсы времени которые уменьшают значения Ьдо тех пор пока оно не станет равньщ нулю.,Равенство ку-. лю двключает первый узел 21 управ- ленин, и начинается обращение к каналу и операция записи иля считывания.Изобретение может быть использовано я в оптических запоминающих устройствах.Формула изобретения1, Динамическое запоминающее устройство на магнятньй дисках, содер жащее адресный регистр, дешифратор., буферный накопитель, переключатели, механизмы вращения дисков, механиэмы установки магнитных головок, усилители записи и считывания, регистры адреса дорожки, регистры адреса магнитной головки и,узлывычитания, прячем выхсд буферного накопителя соеди" яен соответственно с входом устройст,го накопителя соединен соответственно с выходом устройства"йс входом первого переключателя, выходы первого и нходы второго переключателей соеди 5нены соотнетствейно с входом усилителей записи и с выходом усили 2 елей " считывания, выход и нход которых че.рез третьи переключатели подключены к выводам магнитных головок,уйрав- ляющие входы первого и второго переключателей соединены с выходом адресного регистра, а третьих переключателей - с выходом регистров адреса магнитной голбвки, вход механизмойг станонки магнитных головок соединен с од ним выходом регистров адреса дорожки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения быстродействия устройства эа счет сокращения времени поиска информации, в него введены щ узел оценки состояния устройства, ассоциативные накопители, оперативный накбпитель и узлы управления, первый вход первого ассоциативного накопителя соединен с входом устройства, второй вход - с выходом первого узла вычитания, входы которого соединены соответственно с первым выходом первого ассоциативного накопителя и с входом и выходом регистра адреса дорожки, второй нцход первого ассоциативного накопителя соединен с выходом устройства и:с нходам второго ассоциативно, го накопителя, первый выход которого соединен свходом регистра адреса магнитной головки, второй, выход второго ассоциативного накопителя соединен с первым входом второго узла вычитания, втброй вход ивыход которого подклю,чены соответственно к выходу усилителя считывания и к первому вхсщу второго 40" узла упрайления, выход которого соединен с вторым входом второго ассоциативного накопителя, третий выход которого сбединен спервым входбм опе- ративного накопителя, первыйвыход- которого соединен с входом дешифратора, второй выход оперативного накопителя соединен с третьим входом первого ассоциативного накопителя, третий выход - с вхбдом адресйбго регистра, четвертый выход - с первым входом первого узла управления и пятый выход - с входом узла оценки со стояния устройстна, выводы которого подключены к соответствующим выводам перного узла управления, выходы,ко торого соединены соответственно с вторььг входом оперативного накопителя и вторым входом второго узла управления, третий выход .первого асоциативного накопителя соединен с первым входом третьего узла управления, выходы которого соединены с вторым и четвертым входами первого ассоциативного накопителя.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в первом ассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик со сбросом, элементы памяти, соединенные с третьим нходсж, выпЬлнены ассоциативными, а вход и нйход дополнительной группы разрядов соединены соответственно с третьим выходом я вторым входом третьего узла управления. 3. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что во второмассоциативном накопителе регистр адреса выполнен как счетчик, а вход ивыход дополнительной группы разрядовсоединены соответственно с вторым выходом и третьим входом второго уэлауправления.4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит четвертый узел сравнения, регистр сдвига, многопроводныйвентиль и узел вычисления, выход которого соединен с первым входом оперативного накопителя, а вход - с выходоммногопронодного вентиля, входы которого подключены к выходу регистрасднига и.к первому выходу четвертогоузла сравнения, второй выход которогоподключен к второму входу второго узла вычитания, а входы четвертого узла сравнения и регистра .сдвига соединены с выходом усилителя считывания.5. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй узелуправления содержит два триггера, дваэлемента И и элемент ИЛИ,.выход которого соединен с входами сброса триггеров, выход первого триггера соединен с первым входом первого элементаИ, выход которого соединен с входомустановки второго триггера, выход которого соединен с первым нходом второго элемента И, вторые входы элементов И объединены.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2. ЕВМ СС 20-2649-4, -.О 1 гес 1 Ассене81 огаде Оеч 1 сев , апс 2 Огдап 1 го 11 опМеОос 2 зф . 1969, Уоуещоег.2. НАЙМ ЕАТЕАН, ЯЙСощрц 1 егОгдап 1 га 11 оп апс 2 Юе ЯуэСещ, 370,Р 4, 1971 (прототип) .737986 Составитель Ю, ушаковалова Техред Н.Бабурка Корректор М Коста Редак За 2670/ Т 6 одписно йиал ППП Патент атент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретен13035, ИоЬква, Ж, Ра комитета СССРи открытийкая наб., д. 4 Л