[其他]数字电脑中的控制方法

说明书

本发明与数字电脑系统有关，严极的说，是论及这类电脑系统CPU内部的控制元件的。

电脑系统改进的目标之一是增加系统处理资料的量。为求如此，在需要较高速的工作情形时，以储存资料为目的的操作已使用了高速缓冲存储器，也就是说，由主存取出并经CPU计算，修改后的资料只存在高速缓存（cache）内，变动后的资料除了在特殊情形下，基本上不送回主存。从在审理中的申请案件内也可注意到，电脑系统可有2个以上的CPU在操作时共同使用一个主存，在这样一个系统里，最新的资料项可能只存在某一CPU的高速缓存中，并且在先有技术中已可让某一个CPU内的高速缓存内的资料，在系统另一CPU的要求下直接存取。

但在增强电脑系统处理资料量的要求下，系统必须以流水线（pipe    line）的方式来工作，也就是说，在电脑工作周期的各时间段（cycle    time    slots）内，可将一系列指令顺序送往系统输入端，而不必等前一个指令完成。因此，在有5个时间段的流水线结构中，可同时允许5个不同的指令在连续的不同阶段下完成工作。

在前述一同待审的申请案中说明的系统，每当资料移入高速缓存或由其内移出时，是以一整个信息组（block）的方式传送，在所举的具体作法中，每一信息组是由8个字（word）的资料组成，然而CPU是以单元组工作甚或被定址到的字小至一个位组（byte），整个信息组含被定址的字均被送入CPU内的高速缓存储存。资料由CPU移入高速缓存比从由主存移入可减少相当的时间，此法需能控制资料的流量（flow）以确保变动后的资料可以正确的与主存取出的信息组的其馀资料合并。

基本上，本发明的目的在提供一改进的电脑系统以增强其资料的处理量。

本发明的另一个目的在提供一改良的电脑系统，说明在一流水线式电脑结构下如何管理资料流量的方法。

本发明的进一个目的在所示的电脑系统中提供一控制高速缓存交换资料的方法，此法可让流水线式电脑系统内的数个处理器取同样的资料。

在完成全部的目的时，依据本发明已可提供一指南单元，在处理每一项资料的开始与结束期间，可储存与数笔高速缓存资料交换有关的位址及控制资料，此指南单元有能力把依序处理的相关重要资料和存于其内的相对应资料作一比较，以决定程序上是否有冲突存在，如果有冲突，则产生一些控制讯号去消除这项冲突，此外，存在指南单元内的位址及控制资料可被取用来把CPU的全部工作资料存入高速缓存的适当位置内。

附图简述

在阅读时从以下的详细说明及所附的图可以更了解本发明，附图中包括：

图1是内含本发明具体作法这种类型电脑系统的方块图。

图2是适用于图1所示电脑系统中这类型CPU的方块图。

图3是图2所示结构中端口（port）单元的方块图。

图4是使本发明具体化的存储指南，其方块说明图。

图5和图6的方块图详细描述了图4所示的存储指南的某些功能。

发明详述

现更仔细的参考这些附图，在图1所示电脑系统内具有一个处理器（CPU）2和第2个CPU4，还有一个中央接口单元（central    interface    unit）（CIU）6和第2个中央接口单元（CIU）8，第1个CPU2有办法与第1个CIU6和第2个CIU8交换资料，第2个CPU4可与第1个CIU6和第2个CIU8交换资料。同样的，一个以上的输入/输出单元（Input/output    units）（I/OU）分别可供使用，这些单元基本上在系统的CIU6和8及I/O周边单元之间是以多工操作（Multi    plexed）方式连接。第1个主存单元14与第1个CIU6相连接，同样的，第2个主存单元16与第2个CIU8相连接，在这样一个系统中，中央处理器2和4与往常一样执行资料的计算及处理。

资料被送往输入/输出单元10或自其处接收资料，中央接口单元6和8具有的功能之一可在中央处理器和输入/输出单元及其所属主存间管理资讯的通信量（traffic）。

主存单元14和16提供一储存的位置以存放原始资料及已被CPU处理过的资料，在此后所说明的系统里，会见到每一个中央接口单元6和8可与两个中央处理器2和4之一交换资料，这两个中央接口单元均与输入/输出单元10和12交换资料。此外，在本发明所举之具体作法中，这两个CIU之一有能力与系统另一半所属的主存交换资料，因此，可以了解在所示的这两半个系统间有能力作资料的相互交换。