DE2255371C3 - Speicheranordnung für Behälter, die Magnetbänder zur Datenspeicherung enthalten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Speicherung und Wiedergewinnung von Behältern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bisher bekanntgewordene Artikelspeicher (z. B. US-Patent 36 13 916) arbeiten mit einem X-K-Wagen, der sich auf einer zwischen zwei einander gegenüberliegenden X- und K-Speichergruppen horizontal angeordneten Laufbahn bewegt. Mehrere Speicherräume können durch Zugriffsöffnungen neu beschickt werden, die durch die Anordnung hindurch zu einer Bandantriebseinheit verlaufen. Das Gerät wird von einem Programm gesteuert und der Wagen kann Bandkassetten in jedem der Speicherräume abholen und speichern und die Kassetten mit jeder von zwei Bandantriebseinheiten austauschen.

Aus der Zeitschrift »Fördern und Heben«, 1969, Nr. 2, Seiten 97 bis 101, sind schienengeführte Regalförder-.zeuge bekanntgeworden, die große Stapelhöhen beherrschen. Derartige schienengeführte Jtegalförderzeu-

le ge sind für Lagerhäuser und Lager in Produktionsbetrieben geeignet, um automatisch gesteuert in Behältern verpackte Artikel automatisch speichern zu können. Sie sind dabei als Stapelkrane in Brückenkranbauweise mit oben- oder innenlaufender Katze oder Hängekatze ausgeführt

Außerdem ist durch eine Veröffentlichung in »Mechanical Handling«, März 1969, Seite 64, ein Container-Lagerschuppen bekanntgeworden, der automatisch gesteuert ist Derartige automatische schienengeführte Förderzeuge ermöglichen zwar das Ablegen eines Behälters an einer bestimmten Stelle und das automatische Wiederauffinden und Abtransportieren, sie sind jedoch auch dem Prinzip nach für die Datenspeicherung, insbesondere auf Magnetbändern, die in Behältern angeordnet sind, ungeeignet, weil sie für einen völlig anderen Zweck konstruiert und gebaut worden sind. Sie sind nämlich viel zu langsam, um den Anforderungen eines schnellen Datenmassenspeichers zu genügen. Dieser Umstand ist vor allem darauf zurückzuführen, daß eine solche Datenbibliothek mit Datenverarbeitungsanlagen zusammenarbeitet, deren Datenübertragungsgeschwindigkeit und Datenverarbeitungsgeschwindigkeit sehr groß ist.

Bei der Leistungsverbesserung ist ein wichtiger Gesichtspunkt das Positionsabfühl- und Steuersystem für den Zugriffsmechanismus. Zahlreiche Fortschritte im Servomechanismus einer Motorsteuerung dienen der Leistungsverslärkung zahlreicher Artikelspeichersysteme. Das Positionsabfühl- und Steuersystem, welches

to z. B. in der US-Patentschrift 35 84 284 beschrieben wird, befaßt sich mit einem X-V-Positionssystem, welches eine für ein Dokumenten-Wiedergewinnungssystem geeignete hohe Leistung aufweist.

Die in dieser US-Patentschrift gezeigte Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Speichern von Datenträgern, die in Behältern untergebracht sind. Diese Einrichtung ist mit einem Zugriffssystem für X- V-Anordnung von Speicherräumen und einer Lauf- bzw. Bewegungsbahn für das Zugriffssystem ausgerüstet. Das Zugriffssystem ist dabei mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden, die eingangsseitig zum Empfangen von Befehlen zur Bewegung des Zugriffssystems mit einem Steuerrechner verbunden ist und ausgangsseitig mit einer Schaltung zur Positionssteuerung.

Jedoch hat auch dieses Gerät noch den Nachteil, daß es den Anforderungen an einen Datenmassenspeicher nicht genügt, weil es nur ein Zugriffssystem für alle Speicherräume aufweist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur Speicherung und Wiedergewinnung von Behältern, die Magnetbänder zur Datenspeicherung enthalten, zu schaffen, bei der die Zugriffszeiten weiter verkürzt werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ergibt

*■> sich aus dem Kennzeichendes Patentanspruchs 1.

Der technische Fortschritt der vorliegenden Lösung besteht darin, daß ein Speicher für Magnetbänder enthaltende Behälter geschaffen wurde, die Informatio-

nen enthalten, der diese Informationen durch die Anordnung von mindestens zwei Zugriffseinrichtungen, durch die Aufteilung der Speicherräume in den Zugriffseinrichtungen zugeordnete Bereiche und in von zwei Zugriffseinrichiungen bedienbare Bereiche mit einer sehr großen Speicherkapazität und kleiner Zugriffszeit einspeichert bzw. wiedergibt, wodurch mehrere Rechner mit diesem Speicher kommunizieren können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 und 2 in einem vereinfachten Blockdiagramm ein Übergangszonensteuergerät für eine Speicheranordnung,

F i g. 3 in einem vereinfachten Diagramm eine zweite Version des in F i g. 1 und 2 gezeigten Gerätes,

Fig.4 in einem vereinfachten Diagramm eine kreisförmige X-K-Anordnung einer Speicheranordnung,

Fig.5 eine Draufsicht mit Steuerschaltung und mehreren angeschlossenen Rechnern,

F i g. 6 in einem Diagramm «iner in Zonen unterteilten Speicheranordnung und die Bewegungen der drei Zugriffseinrichtungen über neun Zeitabschnitte,

Fig. 7 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Wiedergewinnung von Daten aus einer Speicheranordnung.

Physikalisch gesteuerte Übergangszonung

In den F i g. 1 und 2 ist die rechteckige Anordnung i® mehrerer Speicherräume gezeigt. Diese Gruppe hai X-Adressen 000 auf der linken Seite, bis 999 auf der äußersten rechten Seite. Außerdem sind für die Vertikale V-Adressen vorgesehen, aber nicht gezeigt. Der Einfachheit halber wird nur die Adressierung in X-Richtung im einzelnen beschrieben. Die Anordnung 10 ist an der Seite 12 offen und gestattet Zugriff zu jedem ihrer Speicherräume, um Magnetbänder enthaltende Kassetten zu speichern und wieder zu entnehmen. Zugriff zu den Speicherräumen hat man wahlweise über zwei X- Y-Wagen 13 und 14, die auf einer gemeinsamen Laufbahn oder Schiene beweglich sind, welche in der gleichen Richtung verläuft wie die Anordnung 10. Durch entsprechende Steuerung kann entweder der Wagen 13 oder der Wagen 14 zu jedem Speicherraum Zugriff nehmen; der Wagen 13 (F i g. 1) greift jedoch primär zu den Speicherräumen mit den X-Adressen 000 bis 499, während der Wagen 14 primär zu den Speicherräumen mit den X-Adressen 500 bis 999 zugreift. Wenn einer der Wagen ausfällt, kann er in den beiden an den gegenüberliegenden Enden der Laufbahn 11 vorgesehenen Parkbereichen 15 und 17 abgestellt werden. Der Wagen 13 kann im Bereich 15 geparkt werden, wie durch die gestrichelte Linie 16 gezeigt ist, der Wagen 14 im Bereich 17, damit der Wagen 13 in diesem Fall die Speicherräume mit den X-Adressen bis 999 bedienen kann.

In einem Speicher, der zu einem Datenverarbeitungsgerät gehört, erleichtert die Übergangszone 18 den Austausch von Magnetbänder enthaltenden Kassetten zwischen den Räumen, zu denen die Wagen 13 und 14 Zugriff haben. Die X-Adressen 450 bis 549 sind z. B. als Übergangszone 18 definiert. Während der Wagen 13 primär Zugriff zu den Speicherräumen nimmt, die durch die X-Adressen 450 bis 499 definiert sind, kann der Wagen zu diesen Räumen auch Zugriff nehmen, wenn der Wagen 13 nicht innerhalb der Zone 18 steht Auf ähnliche Weise kann der Wagen 13 zu den durch die X-Adressen 500 bis 549 bezeichneten Speicherräumen unter der Voraussetzung Zugriff nehmen, daß der Wagen 14 diese nicht gleichzeitig adressiert.

Jeder Wagen 13 und 14 verfügt über ein Aufzugsystem 21, um mehrere Räume in mehreren horizontalen Zeilen solcher Speicherräume bedienen zu können. Die Aufzüge 21 stehen am besten so vor dep Wagen, daß

ίο beide Wagen Räume in den entsprechenden Teilen der Übergangszone 18 gleichzeitig bedienen können. Wegen der physikalischen Einschränkungen für kleine Artikel dürfen die Wagen 13 und 14 jedoch nicht gleichzeitig Zugriff nehmen zu den X-Adressen 499 und

"5 500.

Im Zusammenhang mit F i g. 2 wird die Steuerung der Wagen 13 und 14 unter Berücksichtigung der Übergangszone 18 genauer beschrieben. Flexible Kabel 26 und 27 verbinden die Wagen 13 und 14 mit der Positionssteuerung 25. Die Steuereinheit 44 liefert Bewegungskommandos an die Positionssteuerung 25 für jeden Wagen und Aufzug. Die Positionssteuerung 25 liefert zu jedem Bewegungskommando gehörende Adreßsignale an die Begrenzungssteuerung 29. Sobald die Begrenzungssteuerung Adressen in der Zone 18 feststellt, betätigt sie die Motoren 36 oder 38 zur Bewegung der Wagensperren 37 und 39, um die Wagen 13 oder 14 am Überschreiten der Mittellinie 499 - 500 zu hindern. Außerdem hat die Steuereinheit 44 program-

JO mierte Begrenzungseinrichtungen zur Begrenzung des Wagenlaufs. Mechanische Sperren sind ein Sicherheitsmerkmal, um die Wagen S3 und 14 an der Kollision in dem Fall zu hindern, in welchem die programmierte Steuerung die Bewegungen nicht richtig befiehlt.

Das System stellt außerdem die Anwesenheit des Wagens 13 oder 14 in der Zone 18 fest. Abfühlschalter 31 und 32 sind direkt neben der Laufbahn 11 angeordnet und liefern das Bezugspotential-Erdpotential an die Warnschaltung 28, sobald ein Wagen innerhalb der Übergangszone 18 steht. Wenn der Wagen 13 in der Übergangszone 18 steht, schließt der herabhängende Arm 33 den Abfühlschalter 31. Erdpotential wird dann über die Warnschaltung 28 geführt und erzeugt einen entsprechenden Programmschwellenwert in der Positionssteuerung 25. In ähnlicher Weise schließt der Wagen 14 mit einem herabhängenden Arm 34 den Schalter 32. Wenn der Schalter 31 geschlossen ist, weist die Positionssteuerung 25 die Begrenzungssteuerung 29 an, den Motor 36 zu betätigen, um die mechanische Sperre 37 in Sperrstellung für den Wagen 14 zu bringen. In dieser Situation verhindert ein vom Wagen 14 herabhängender nicht dargestellter Arm einen Eintritt des Wagens in diesen Teil der Übergangszone 18 von der Adresse 500 bis 450. Wenn der Schalter 32 geschlossen ist, betätigt die Begrenzungssteuerung 29 den Motor 38 in ähnlicher Weise und die mechanische Sperre wird in Sperrstellung für den Wagen 13 bewegt. Dadurch wird dieser daran gehindert, Zugriff zu einem zu den X-Adressen 499 bis 549 gehörenden Speicher-

bo raum zu nehmen.

Die Parkfühlschalter 41 bzw. 42 teilen der Positionssteuerung 25 außerdem mit, daß die Sperren 37 und 39 nicht zu betätigen sind. Wenn der Wagen 13 z. B. im Bereich 15 geparkt ist, schließt er den Schalter 42. Die

C ι Positionssteuerung 25 reagiert darauf, indem sie die Sperren 37 und 39 nicht bewegt. Dadurch kann der Wagen 14 freien Zugriff zu allen Speicherräumen innerhalb der Anordnung 10 nehmen und umgekehrt.

Wenn die Warnschaltung 28 feststellt, daß beide Schalter 31 und 32 geschlossen sind, liefert sie ein Alarmsignal an die Positionssteuerung 25. Diese reagiert auf das Warnsignal durch sofortige Abfühlung der relativen Geschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen der Wagen 13 und 14 nach den über die Kabel 26 und 27 gelieferten Signalen. Wenn die Geschwindigkeiten hoch sind, und es so scheint, als ob die Wagen 13 und 14 kollidieren würden, kehrt die Positionssteuerung 25 die Bewegungsrichtung der Wagen 13 und 14 sofort um, um die Kollision zu vermeiden. Dabei handelt es sich um ein Notverfahren, welches vorzugsweise innerhalb der Positionssteuerung 25 oder der Steuereinheit 44 abgewickelt wird.

F i g. 3 zeigt ein anderes oder zusätzliches physikalisches Sperrsystem. Die Sperren werden wahlweise so gesetzt, daß sie die Wagen entsprechend an den X-Adressen 450 und 549 stoppen. Die Begrenzungssteuerung 29 betätigt den Positionsmotor 46 zur Drehung der mechanischen Sperre 45 in eine von drei Stellungen. In der einen, in gestrichelten Linien dargestellten Stellung hindert die auf der rechten Seite hochstehende Sperre 47 entweder den Wagen 13 oder den Wagen 14 am Passieren der X-Adresse 549. Diese Position gestattet dem Wagen 13 einen Zugriff zu allen Speicherräumen innerhalb der Übergangszone 18, während der Wagen 14 daran gehindert wird. Wenn die Sperre 45 als Zusatzsperre zu den in F i g. 2 gezeigten Sperren 37 und 39 verwendet wird, ermöglicht sie dem Wagen 13 einen Zugriff zu den zu den Adressen 500 bis 549 gehörenden Speicherräumen. Bei Verwendung als Zusatzsperre befindet sich die Sperre 45 normalerweise in Horizontalstellung und gestattet einen Überlauf beider Wagen 13 und 14, wobei die Sperren 37 und 39 Kollisionen verhindern.

Wenn der Wagen 14 andererseits Zugriff zu einem Speicherraum innerhalb der Zonen 450 bis 499 haben soll, wird die Sperre 45 in die gestrichelt dargestellte Position 49 bewegt, wo die links hochstehende Sperre 50 den Wagen 13 am Passieren der Adresse 450 hindert, während gleichzeitig der Wagen 14 Speicherräume im linken Teil der Übergangszone 18 adressieren kann. Wenn einer der Schalter 41 oder 42 in den entsprechenden Parkzonen 15 und 17 geschlossen ist, wird dadurch die Begrenzungssteuerung 29 gezwungen, die Sperre 45 in Horizontalstellung zu bringen.

Kreisförmiger X-K-Speicher

Verarbeitungsstationen 64 und 65 verbunden. Die Wagen 58 und 59 werden operativ durch die Steuerung 68 über nicht dargestellte flexible Kabel gesteuert. Abfühlvorrichtungen 69 und 70 in der Übergangszone 60 arbeiten genauso wie die in F i g. I gezeigten Schalter 31 und 32. Die Vorrichtungen 69 und 70 haben entweder optische oder mechanische nicht dargestellte Fühler, die sich durch die Speicherräume 55 erstrecken. Ein neben der Bahn 57 liegender Lichtstrahl wird durch die Wagen

to unterbrochen, wenn sie sich in der Übergangszone 60 befinden. Die axialen Bewegungen der Wagen 58 und 59 können entsprechend der Beschreibung der F i g. 1 bis 3 mechanisch oder gemäß späterer Beschreibung durch Programmsteuerung eingeschränkt werden.

Operation und Steuerung der Wagen 58 und 59 folgen in der kreisförmigen Anordnung 55 oder in der linearen Anordnung nach denselben Prinzipien. Adreßbegrenzung, Zonung und dynamische Steuerung solcher Speicheranordnungen können durch Verwendung der programmierbaren Steuerungen 68 dieselben sein. Die Vorteile der kreisförmigen Anordnung 55 sind Raumbegrenzungen und die Möglichkeit, eine große Anzahl von Verarbeitungsstationen für eine gegebene Anzahl von Speicherräumen anordnen zu können. Die Verarbeitungsslationen 62 bis 65 können Kartenleser für Kartendokumente, Magnetbandeinheiten, Streifenleser für flexible Dokumentenstreifen, Empfangsstationen zur Ermöglichung manueller Operationen u. dgl. sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 5 dargestellt. In dem gezeigten System lassen sich alle bisher beschriebenen Vorrichtungen zur Betätigung mehrerer Zugriffseinrichtungen benutzen. Die Anordnung 10 von X-V-Speicherräumen besteht aus mehreren Untergruppen, von denen jede einzeln in einer Vielzahl von Räumen 75 angeordnel ist. Eine einzelne Laufbahn 11 erstreckt sich in derselben Richtung wie diese Räume. In der Mitte der Bibliothek belegt die manuelle Eingabestation 76 einen solchen Raum. Die Anordnung 10 erstreckt sich über die manuelle Eingabestation 76 hinaus, wobei mehrere Eingabeöffnungen 77 durch die Anordnung 10 verlaufen, um den Austausch von Kassetten zwischen den Speicherräumen und einem manuell betätigten Speicher zu anderen Stellen zu ermöglichen.

45 Mehrfachzugriffsoperation

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt auch verschiedene Anordnungen von Speichergruppen, von denen eine weitere in vereinfachter Form in Fig.4 gezeigt ist und in welcher sich die erwähnte Kassette genauso verwenden läßt wie in der in F i g. 1 gezeigten linearen Konfiguration. Die kreisförmige Anordnung von Speicherräumen 55 mit geöffneter. Innenseite 56 weist eine gemeinsame axial verlaufende Schiene oder Laufbahn 57 auf. Zwei X- Y-Wagen 58 und 59 sind in Achsenrichtung p^und in Drehrichtung {T? beweglich auf der Schiene 57 gelagert und nehmen wahlweise wi Zugriff zu den Speicherräumen 55. Die Obergangszone 60 kann in der Achsenmitte festgelegt werden. Der Wagen 58 hat Zugriff zur oberen Hälfte der Speicherräume und ist operativ mit zwei Artikel- oder Dokumentenverarbeitungsstationen 62 und 63 verbun- i>s den. In entsprechender Weise nimmt der Wagen 59 Zugriff zu den Speicherräumen in der unteren Hälfte der Speicherräume 55 und ist operativ mit zwei Zu einer das gezeigte Ausführungsbeispiel benutzenden typischen Operation gehört ein größerer Satz von beispielsweise 10 000 in der Anordnung 10 gespeicherten Kassetten. Ausgewählte Speicherräume werden leer gelassen zum Empfang weiterer Kassetten, die über die manuelle Eingabestation 76 eingesetzt werden. Die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Positionssteuerung 25 befindet sich im Elektronikmodul 110E. Die Steuereinheit 44 ist programmierbar. Ein Steuerrechner 112 liefert Bewegungskommandos an die Steuereinheit CUM. Die CU 44 gibt Bewegungsinstruktionen über die flexiblen Kabel 26 und 27 an die Wagen 13 und 14 für X-Y-Bewegungen. Die Wagen reagieren auf die Instruktionen zum Abruf von Kassetten aus den adressierten Räumen in der X-K-Anordnung 10 und liefern die Kassette an das bezeichnete Druckluftverteilersystem 78, welches auf das Einsetzen einer Kassette durch deren automatische Übertragung an den Kassettentnechanismus 79 reagiert Der Mechanismus 79 kann vom Rechner gesteuert werden oder automatisch auf dem Empfang einer Kassette reagieren und sie

aus der Ladeposition in eine Betriebsposition im entsprechenden Mediumgerät 110 übertragen. Wenn der Mechanismus 79 einen Artikel in das Ausgaberohr eines Druckluftsystems 78 setzt, erzeugt er ein Statussignal, welches der CU44 als Anforderung zum Abruf der Kassette zugeführt wird. Die CU44 setzt die Anforderung entweder in eine Schlange oder liefert sie weiter an die Zentraleinheit 112; damit diese die Funktion übernimmt. Gleichzeitig stellt die CC44 fest, daß der Speicher zur Verfügung steht und in die Schlange in der Zentraleinheit 112 gesetzt wird.

Die von der Zentraleinheit 112 empfangenen Bewegungskommandos sind relativ zur Übertragung von Datensignalen zwischen entsprechenden Mediengeräten 110 und den Zentraleinheiten 113, 114 langsam. Dementsprechend kann zwischen die Zentraleinheit 112 und die CU 44 ein Multiplexkanal gelegt werden, über welchen mehrere periphere Einheiten mit der Zentraleinheit 112 kommunizieren. Um die durch die zahlreichen Mediengeräte 110 ausführbaren zahlreichen Datenverarbeitungsoperationen richtig zu behandeln, steuern vier andere Steuereinheiten 115 bis 118 die verschiedenen Mediengeräte 110. Das Programm in der Zentraleinheit 112 koordiniert die Aktionen der verschiedenen Steuereinheiten, Mediengeräte und Zentraleinheiten 113 und 114. In einer Systemanordnung können die Zentraleinheiten 113 und 114 primär für Datenverarbeitungsoperationen an auf in der Anordnung 10 gespeicherten Dokumenten aufzuzeichnenden Daten geeignet sein. Die Zentraleinheit 112 steht mit den anderen Zentraleinheiten 113 und 114 zwecks Koordination der X- V-Bewegungen in der Weise in Verbindung, daß die entsprechende Magnetbandkassette zur richtigen Zeit auf einem zugeordneten Mediengerät UO liegt. Die Zentraleinheit 112 setzt auch die Warteschlangen verschiedener Kassetten für die entsprechenden Geräte sowie die Verfügbarkeit der Geräte und Zugriffsmechanismen fest

Die Zentraleinheit 113 kann z. B. im Zusammenhang mit einer bestimmten Datenverarbeitungsoperation 15 Kassetten benötigen, die entweder in einem Gruppenbereich liegen oder verteilt sein können. So können z. B. sieben von diesen 15 Kassetten durch den Wagen 13 erreicht werden, während acht durch den Wagen 14 erreicht werden können. Die Zentraleinheit 12 reagiert auf die Anforderung von der Zentraleinheit 13 damit, daß sie die Kassetten lokalisiert, d. h. die Speicherräume identifiziert, in denen sie liegen. Die Zentraleinheit 112 programmiert dann die Bewegungen und ordnet die Mediengeräte zum Empfang der Kassetten zwecks Datenverarbeitung in bezug auf diese Dokumente zu. Die Zentraleinheit 113 wird dann den Mediengeräten zugeordnet, die die angeforderten Kassetten empfangen haben. Die Zentraleinheit 112 teilt der Zentraleinheit 113 mit, welche Mediengeräte ihr für diese Datenverarbeitungsoperation zugeordnet sind. Die Zentraleinheit 113 wählt dann aufgrund dieser Information entsprechende Steuereinheiten, die die bezeichneten Mediengeräte in bekannter Technik anwählen. Wenn die Mediengeräte einmal die Kassetten empfangen haben und durch die Zentraleinheit 113 gewählt worden sind, besorgen die Steuereinheiten, die auf die Anforderung der Zentraleinheit 113 reagieren, die Übertragung von Datensignalen zwischen den Mediengeräten und der Zentraleinheit 113. Die Kassetten werden von den Speicherräumen gleichzeitig in die Mediengeräte übertragen. Bei der Zentraleinheit 114 werden Datenverarbeitungsoperationen und Austausch von Datensignalen mit Dokumenten in der Anordnung 10 genauso abgewickelt.

Entsprechendes gilt für den automatischen Einsatz von Kassetten in die manuelle Eingabestation 76. Die Steuereinheit oder CL/44 empfängt die Kassette bezeichnende Informationen von der manuellen Eingabestation über eine Tastatur und teilt dann der Zentraleinheit 112 mit, daß die betreffende Kassette zur Verfügung steht. Die Zentraleinheit 112 ordnet dann

to dieser Kassette einen Speicherraum zu und löst die Übertragung der Kassette von der manuellen Eingabestation 76 zum angegebenen Speicherraum aus. Die Übertragung kann auch direkt auf eine Medien-Verarbeitungsstation 110 erfolgen.

Die Zentraleinheit 112 hat zu Programmen gehörende Kassetten in der mit einem vorbestimmten Verteilersystem 78 ausgestatteten Anordnung 10 so gespeichert, daß der Weg für die Wagen 13 und 14 so klein wie möglich gehalten wird. Da eine Bewegung in der Längsrichtung oder X-Richtung der Anordnung 10 die meiste Kraft und die meiste Zeit erfordert, kann der größte Teil der linearen Programmierung in der Zentraleinheit 112 in dieser Richtung erfolgen.

Der Speicher läßt sich auch für eine Kassettenstapelung verwenden, wo eine Hierarchie von Speichern mit den gestapelten Kassetten untereinander zu einem Speicher mit schnellem Zugriff verbunden ist und worin die Kassetten zwischen mehreren X- V-Anordnungen ausgetauscht werden können. Wie einfach in Fig.5 gezeigt ist, erstreckt sich ein verlängertes Druckluftverteilersystem 123 von der X- V-Anordnung 10 zu einer zweiten X-Y-Anordnung 124. Um die relative Orientierung der Artikel in beiden Speichern aufrechtzuerhalten, ist in das Verteilersystem 123 eine Umkehreinrichtungl23Äeingeschoben.

Die zweite X- V-Anordnung 124 wird durch mehrere Wagen 125 bedient, die sich auf einer gemeinsamen Laufbahn 126 an der offenen Seite der Anordnung 124 bewegen. Mehrere Medien-Verarbeitungsstationen 127 können vor den Medienverarbeitungsstationen 110 vorgesehen sein. Diese Medienverarbeitungsstationen 127 können außerdem durch Steuergeräte (CU) 115—118 oder auch durch andere nicht dargestellte Datenverarbeitungssysteme gesteuert werden. Das Druckluftverteilersystem 123 sorgt dann für die Kommunikation zwischen den beiden Datenverarbeitungssystemen.

Nach der Darstellung durch die gestrichelte Linie 130 können die Wagen auf der Laufbahn U gegen die Wagen auf der Laufbahn 126 ausgetauscht werden. Ein solcher Austausch kann manuell oder auf einem zusätzlichen nicht dargestellten Wagen erfolgen, der den Wagen 14 von der Laufbahn 11 auf die Laufbahn 126 setzt.

Verkürztes Beispiel für Mehrfachadressierung

Ein Verfahren zum Betrieb mehrerer Zugriffseinrichtungen auf einer gemeinsamen Laufbahn unter Rech- nersteuerung wird im Zusammenhang mit Fig.6 beschrieben. Der Kasten 150 oben in der Figur stellt ein Speichersystem dar, wie es z. B. in F i g. 5 gezeigt ist Die gestrichelten Bereiche 151 stellen Obergangszonen zwischen Betriebszonen von drei unabhängigen X-y-Zugriffseinrichtungen dar. Der Speicher ist in acht Zonen 0 bis 7 unterteilt Die erste Zugriffseihrichtung bedient ausschließlich die Zone 0 und 1 und teilt sich die Zone 2 mit der zweiten Zugriffseinrichtung. Die zweite

809645/161

Zugriffseinrichtung bedient ausschließlich die Zonen 3 und 4 und teilt sich die Übergangszonen 2 und 5 mit den beiden anderen Zugriffseinrichtungen. Eine dritte Zugriffseinrichtung bedient ausschließlich die Zonen 6 und 7 und kann auch in der Übergangszone 5 betrieben werden.

Gemäß willkürlicher Definition kann jeder der Zugriffseinrichtungen eine der Übergangszonen 2 oder 5 nur zu bestimmten Zeiten betreten, die in Fig.6 mit TO— TS bezeichnet sind. In Zwischenzeiten ist die Zone verboten. Die ausgezogene Linie 152 stellt die Arbeitsweise einer ersten Zugriffseinrichtung dar, wobei die Punkte den Zugriff zu einem Speicherraum oder einer Station im Druckluftverteilersystem bezeichnen. Die Schrägung der Linie hat nichts zu tun mit der Geschwindigkeit der Zugriffseinrichtung, da die Größe der bezifferten Zonen unterschiedlich sein kann. Die erste Zugriffseinrichtung, dargestellt durch die Linie 152, tritt in die Zone 2 ein an drei Punkten, nämlich Γ2, T4 und Tl. Die zweite Zugriffseinrichtung, deren Bewegungen durch die Linie 153 dargestellt sind, will zur Zeit T2 in die Zone 2 eintreten, da jedoch die erste Zugriffseinrichtung aus irgendeinem Grund Priorität hatte, wartet die zweite Zugriffseinrichtung bis zur Zeit Γ3, um die Zone 2 zu betreten. Dieser zeitliche Abstand ist ein Sicherheitsfaktor und verhindert Kollisionen zwischen zwei sich schnell mit großer Kraft bewegenden Zugriffseinrichtungen. Die Linie 154 stellt die Bewegungen einer dritten Zugriffseinrichtung dar. Adaptive programmierte Grenzen zur Leistungsverbesserung und Zugriffssteuerung werden später erklärt.

Vereinfachtes Operations-Ablaufdiagramm

In der Operationsfolge gemäß F i g. 7 werden zuerst alle Anforderungen von den Zentraleinheiten 113 und 114 für die Datensätze bei 157 in eine Warteschlange gebracht Dieser Vorgang läuft in der Zentraleinheit 112 ab. Sie reagiert auf solche Anforderungen nach entsprechend dem Operationssystem zugeordneten Prioritäten. Bei 158 paßt die Zentraleinheit 112 die Datensatzbezeichnungen der physikalischen Lage der Daten innerhalb der Speicheranordnung 10 an. Die Zentraleinheit CPUWl setzt dann solche Lagebezeichnungen oder Adressen in eine Datensatzschlange. Bei 159 setzt die CPUWI die Dokumentenübertragungen in lineare Programmiertechnik in Schlangen. Der Schritt 160 kann in der CPUU2 oder in der Steuereinheit CU 44 ausgeführt werden. Auf jeden Fall empfängt das Programm die in Schlange gesetzten Dokumentenübertragungen und baut dann mit Programmiertechnik die Reihenfolge für Wiedergewinnungs- und Speicherbewegungen auf. Innerhalb von Prioritätsbeschränkungen wird die Bewegungsfolge so angelegt, daß die Bewegungen der Wagen 13 und 14 so klein wie möglich gehalten werden, um die Kassettenübertragungsraten zwischen Speicherräumen, Medienverarbeitungsstationen und der manuellen Eingabestation so groß wie möglich zu halten. Auf einer solchen Analyse der Schlangenbildung und Programmierung werden die Bewegungskommandos für die Wagen erzeugt Sie werden zuerst nach der Gruppenzonung 0 bis 7 -gruppiert, wie sie im Zusammenhang mit F i g. 6 beschrieben wurde. Dabei wird ein Wagen und Medienverarbeitungsstationen für die Bewegungen eingeteilt Zonen und Prioritäten werden dann bei 162 in Folge gesetzt Zonenaussperrungen werden bei 163 geprüft und dann bei 164 von der CU44 Instruktionen an die Wagen zur Ausführung der Bewegungen gegeben.

Wegen der großen Anzahl betroffener Variabler und der gewünschten Optimierung sind die in Fig. 7 gezeigten Diagramme sehr extensiv und komplex. Die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch auch ohne eine solche Optimierung verwirklichen. Die herangezogenen Programmtechniken können eine von verschiedenen Formen, Kombinationen solcher Lösungsformen oder hybride Techniken verwenden. Diese Lösungen umfassen ohne Einschränkung lineare Programmierung, Schlangenbildungstheorie, Monte-Carlo-Technik und jede Form von Operation Research.

Programmgesteuerter Zugriff

Die elektronische Steuerung von Zugriffs- und Änderungsvorgängen ist wesentlich schneller und flexibler als die mechanische Steuerung. In der nachfolgenden Aufstellung wird angenommen, daß jeder Zugriffsmechanismus unabhängig innerhalb der für Speicherung und Wiedergewinnung von gespeicherten Artikeln zugeordneten Zone betrieben wird, wobei diese Zonen unter Programmsteuerung überlappt sind. Für diese Fälle müssen die CU 44 und die CPU 112 so programmiert sein, daß Verzögerungen und Kollisionen zwischen den beiden Zugriffswagen vermieden werden.

In einer Betriebsart können die Bewegungen so in eine Schlange gesetzt werden, daß die Wagen 13 und 14 sich primär gleichzeitig in derselben Richtung bewegen. Natürlich sind auch andere Schemata anwendbar. Die vorliegende Aufstellung zeigt ein Programm zur Überwachung und Festlegung der Richtlinien für das Programm, die tatsächlich die Bewegungen errechnen.

Schritt i

Zugriffseinteilung — Die Anzahl von durch die Wagen 13 und 14 geholten Kassetten wird zugeteilt. Jeder Zugriff besteht aus einer oder zwei Bewegungen, abhängig von der Qualität der Programmierung der CPU H2. Die Zuteilung richtet sich nach der Anzahl von Kassetten und nicht nach der Anzahl der Bewegungen.

Schritt 2

Übertragungszuteilung — Dieser Schritt wird ausgeführt, sobald eine Zone in der Gruppe als Übergangszone festgelegt wird, z. B. Zone 18, zur Übertragung von Kassetten von einem Wagen zum anderen. Während einer gegebenen Betriebsperiode ist das im allgemeinen eine kleine Zahl.

Schritt 3

Zuteilungsgrenze prüfen -^ Die im Schritt 1 angesammelten Zuteilungen werden mit einem Schwellenwert Kl verglichen. Wenn eine der Zuteilungen gleich XI ist, wird Schritt 4 ausgeführt, sonst wird Schritt 1 wiederholt Außerdem kann ein Zeitintervall so.

vorgesehen werden, daß die Zonen während eines vorgegebenen Zeitraumes, z. B. alls 10 Sekunden, neu ausgewertet werden. Beim Ablauf dieses Zeitraumes wird ebenfalls Schritt 4 ausgeführt

Schritt 4

Vergleich — Die Zuteilungen aller Zugriffseinrichtungen werden verglichen, um die Differenz in der Anzahl der adressierten Kassetten festzustellen. Die Anzahl der durch den in Fig. 1 gezeigten Wagen 13 auszuführenden Zugriffe wird verglichen mit der Anzahl der vom Wagen 14 auszuführenden Zugriffe. Wenn diese Differenz größer ist als eine Konstante K 2, dann wird die Zugriffszone verschoben. Wenn K 2 kleiner ist als die Konstante R 2, aber größer als R 1, dann wird die Zone um acht Speicherräume in der X-Richtung verschoben und so die zu dem Wagen gehörende Zone vergrößert, der die geringere Anzahl von Kassettenzugriffen hat. Wenn die Differenz jedoch größer als die Konstante R 2, aber kleiner als eine größere Konstante R 3 ist, wird die Zone um 16 Speicherräume verschoben. 1st die Differenz größer als eine Konstante R 3, wird die Zone entlang der X-Achse um 24 Speicherräume verschoben. Bei Beendigung des Schrittes wird die Zeitperiode zurückgestellt, falls sie verwendet wird, und das Programm läuft zum Schritt 1 zurück. Alle Zuteilungen werden auf 0 zurückgestellt.

Das obige Ablaufdiagramm kann zwischen andere Programme in der Zentraleinheit 112 geschoben werden, mit denen das gezeigte Datenverarbeitungssystem betrieben wird.

In die Gruppe eingeschobene unabhängige Systeme

In Systemen, in welchen zwar eine hohe Leistung, aber auch niedrige Kosten erwünscht sind, lassen sich gewisse Kosten dadurch reduzieren, daß man den Multiplexbetrieb zwischen den CPUs, verschiedenen CUs und den Verarbeitungsstationen möglichst kleinhält. In F i g. 5 ist z. B. die CPU 113 mit den CUs 115 und 116 verbunden und die CPUXH mit den CUs 117 und 118. Die die Übertragungsoperationen steuernde CPU 112 ist mit allen CUs sowie der CU 44 verbunden. Die CPU 113 soll mit jedem Teil der Gruppe arbeiten können, d. h. mit den auf der ganzen Länge der Gruppe 12 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Verarbeitungsstationen 110. Das kann ermöglicht werden, indem man einen großen Multiplexschalter zwischen die vier CUs 115, 116, 117 und 118 und die Verarbeitungsstationen 110 legt. Durch Begrenzung des Zugriffs der CUs zu einer Hälfte der Verarbeitungsstationen werden die Multiplexkosten und die resultierende Programmunterstützung stark reduziert. In einer solchen Situation werden die zu den CUs 115 und 116 gehörenden Verarbeitungsstationen über der Länge der Gruppen abgewechselt. Dasselbe gilt für die CiJs 117 und 118. Wenn die Verarbeitungsstationen z.B. von links nach rechts der Reihe nach numeriert werden, können die CUs 115 und 116 alle ungeradzahlig numerierten Verarbeitungsstationen bedienen, während die CUs 117 und 118 die geradzahlig numerierten bedienen. Auf diese Weise können die CPU 113 und CPU 114 nach einem vereinfachten Multiplexschema zwischen den verschiedenen CUs und einer Vielzahl von Verarbeitungsstationen arbeiten. Dadurch werden die Kosten reduziert und die Leistung erhöht, während die Programmunterstützung vereinfacht wird.

Wenn eine große Anzahl unabhängig betriebener CPUs in einem Datenverarbeitungssystem erhalten sind, ist ein gewisses Maß an Sicherheit erforderlich, damit die in den Dokumenten gespeicherten Datensätze in einer Gruppe nur den dazu berechtigten Personen und ihren Programmen zugänglich sind. Zu diesem Zweck verfügt die CPU 112 über eine Schlüsselwort-Tabellensuche mit zugehörigen Gruppenadressen. Nur nach Übereinstimmung des Schlüsselwortes liefert die CPU 112 eine Bewegungskommando-Anforderung an die CU44. Als weitere Sicherheitsmaßnahme kann die CU44 ein zweites Schlüsselwort enthalten und den Abruf der Kassette über eines von zwei flexiblen Kabeln 26 oder 27 steuern. Die CU44 kann dazu ein zweites Schlüsselwort von der anfordernden CPU empfangen müssen, bevor sie dem Kassettenzugriffsmechanismus das Holen der Kassette gestattet. Beim Empfang des zweiten Schlüsselwortes erlaubt die CL/44 das Holen der Artikel innerhalb der Zone für eine gegebene Anforderung.

Prioritätsschemata für die maximale Wirkung des Wiedergewinnungssystems können auf Zeitablaufbasis aufgestellt werden, d. h„ die oberste Prioritätsanforderung muß innerhalb einer gegebenen Zeit erfüllt werden, wenn die CPU 112 jedoch feststellt, daß ein Abruf mit niedrigerer Priorität erfüllt werden kann, bevor der Abruf mit hoher Priorität ausgeführt wird, ohne die Zeitablaufbegrenzungen zu verletzen, werden beide Abrufe ausgeführt. Es kann aber auch eine direkte Priorität festgelegt werden, wie sie in Anlagen mit mehreren Rechnern nützlich sind, um Operationen zu koordinieren und Datenverarbeitungsaufgaben mit hoher Priorität wirksam auszuführen. Die Priorität kann nach der Rechenkapazität einer gegebenen
zugeordnet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Speicherung und Wiedergewinnung von Behältern, die Magnetbänder zur Datenspeicherung enthalten, mh einem Zugriffsystem -für X- y-Anordnung von Speicherräumen und einer Lauf- bzw. Bewegungsbahn für das Zugriffsystem, das mit einer Steuereinheit verbunden ist, die eingangsseitig zum Empfangen von Befehlen zur Bewegung des Zugriffsystems mit einem Steuerrechner und ausgangsseitig mit einer Schaltung zur Positionssteüeriing verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Zugriffseinrichtungen (13 und 14) auf der gleichen Laufbahn (11) angeordnet sind, daß die Speicherräume in den Zugriffseinrichtüngen (13 und 14) zugeordnete Bereiche und zwischen diesen Bereichen angeordnete Übergangszonen unterteilt sind, daß die Schaltung zur Positionssteuerung (25) mit einer Begrenzungssteuerung (29) verbunden ist, um zu jedem Bewegungskommando gehörende Adreßsignale zu erhalten, daß die Begrenzungssteuerung (29) ihr nachgeschaltete Sperren (36 bis 39) so steuert, daß die Zugriffseinrichtung (14) Zugriff zu Speicherräumen in der Übergangszone hat, welche primär der anderen Zugriffseinrichtung (13) zugeordnet sind, wenn diese nicht in der Übergangszone (18) steht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Anforderungen für Daten oder Speicherräume von den Rechnern (113 und 114) in eine Warteschlange innerhalb des Steuerrechners (112) eingegeben werden, der unter Berücksichtigung von Prioritätskennzeichen in den Anforderungen Signale an die nachgeschaltete Steuereinheit (CU oder 44) abgibt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnschaltung (28) mit AbfUmschaltern (31 und 32) verbunden ist, die dann ein Signal abgeben, wenn eine Zugriffseinrichtung (13 oder 14) in der Übergangszone (18) steht.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (2S) zur Positionssteuerung mit Parkfühlschaltern (41 und 42) verbunden ist, die in Parkbereichen (15 und 17) der Laufbahn (11) für die Zugriffseinrichtungen (13 und 14) liegen, und daß eine der Zugriffseinrichtungen (13 oder 14) dann in dem der anderen Zugriffseinrichtung (13 oder 14) zugeordneten Speicherraum Zugriff hat und die Übergangszone (18) überschritten wird, wenn die andere Zugriffseinrichtung (13 oder 14) in ihrem Parkbereich (15 oder 17) ist.