Ein inhaltsadressierbares Speichersystem zur Unterstützung zeitkritischer Prozesse der Informationswiedergewinnung in Datenbanksystemen

ISBN-13: 9783540120063 / Niemiecki / Miękka / 1983 / 226 str.

M. Malms

Opis

Die Anwendung der Hochintegrationstechnologie im Bereich der MeB-, Steuerungs- und Regelungstechnik mit oder ohne Verwen dung von datenverarbeitenden Komponenten, wie beispielsweise Mikroprozessoren, ist in den letzten Jahren im wesentlichen unter dem Gesichtspunkt des Ersatzes konventioneller Techniken erfolgt. Mikrorechner waren insbesondere dort erfolgreich, wo bereits in der Vergangenheit Verfahren entwickelt worden wa ren, die in das Rechnerprogramm Ubernommen werden konnten. Erst in jUngster Zeit ist eine Fortentwicklung bestehender Methoden unter spezieller Nutzung von hochintegrierten Komponenten zu be achten. Weiterhin zeigt sich, daB die Entwicklung von neueren Verar beitungsverfahren in vielen Bereichen der MeB- und Regelungs technik neue Aspekte eroffnet. Dies hat dazu gefUhrt, daB die Komponentenhersteller sich rasch auf diese Situation einge stellt haben. In diesen Bereich ist - insbesondere unter Verwendung lei stungsfahiger Speicher- und Zusatzkomponenten - die von Herrn M.Malms vorgelegte Arbeit einzureihen. Sie befaBt sich mit einer Verarbeitungseinheit, die im wesentlichen ein in haltsadressierbares Speichersystem darstellt, bei dem Zusatz elemente samtliche Operationen der Informations-Wiedergewin nung abzuarbeiten erlauben. Allerdings darf dieses System nicht nur unter dem Gesichtspunkt der schnellen Datenfindung gesehen werden, da auch andere Applikationsbereiche wegen der hohen Leistungsfahigkeit erschlossen werden konnen. Es ist zu begrUBen, daB diese Arbeit in der Reihe "Informatik-Fachberichte" herausgegeben werden kann. Somit wird dieses System einem breiteren Kreis von Fachleuten zuganglich, zumal eine Fortentwicklung mit UnterstUtzung der Deutschen Forschungsgemeinschaft vorgesehen ist."

Spis treści

1. Einleitung.- 2. Rechnerorientierte Informationssysteme.- 2.1 Das Konzept der Datenbank.- 2.2 Datenbank-Architektur.- 2.3 Datenmodelle.- 2.4 Prozeßdatenbanksysteme.- 3. Hardwaresysteme für die Informationswiedergewinnung.- 3.1 Konventionelle Rechnerarchitekturen.- 3.2 Innovative Hardwaresysteme.- 3.3 Inhaltsadressierbare Speicher.- 3.3.1 Funktionsprinzip und Klassifikation.- 3.3.2 Technische Realisierungen.- 3.3.3 Einsatz in Rechnersystemen.- 4. Entwurf eines inhaltsadressierbaren Speichersystems für Echtzeitanwendungen.- 4.1 Ausgangsposition.- 4.2 Quasi-Assoziativspeicher.- 4.2.1 Modifizierte Magnetplattensysteme.- 4.2.2 Halbleitersysteme.- 4.2.3 Magnetblasen-Speichersysteme.- 4.3 Globale Entwicklungsziele.- 4.4 Die Topologie des Speichersystems — ein Überblick.- 4.5 Anforderungen an die Speicherfunktionen.- 4.5.1 Datentypen und Datenformate.- 4.5.2 Mindestanforderungen.- 4.5.2.1 Ortsadressierte Lade- und Lesefunktionen.- 4.5.2.2 Suchfunktionen.- 4.5.2.3 Trefferverarbeitung.- 4.5.3 Erweiterte Systemanforderungen.- 4.5.3.1 Sortieren.- 4.5.3.2 Ausführung von Operationen der Relationenalgebra.- 5. Systemaufbau.- 5.1 Architektur der Speicher- und Suchmoduln.- 5.1.1 Speicherungsstrukturen.- 5.1.2 Das Suchverfahren.- 5.1.3 Struktur der Suchlogik.- 5.2 Die Speichermoduln.- 5.3 Die Suchmoduln.- 5.3.1 Ein-/Ausgabeelemente.- 5.3.2 Die Vergleichslogik — Beschleunigung durch Pipelining.- 5.3.3 Bit-Maskierung und Bit-Modifikation.- 5.3.4 Die Treffersynthese.- 5.3.5 Extremwertsuche.- 5.3.6 Kaskadierung der Vergleichsstufen.- 5.4 Das Steuermodul.- 5.4.1 Überblick.- 5.4.2 Zeilen-und Spaltenadressierung.- 5.4.3 Die Datenübertragung an der Systemschnittstelle.- 5.4.4 Die Treffer-Erzeugung auf Relationen-Ebene.- 5.4.5 Das Mikroprogramm-Steuerwerk.- 5.4.5.1 Aufbau und Funktionsweise.- 5.4.5.2 Befehlsstruktur.- 5.4.5.3 Erzeugung der Steuersignale.- 5.4.5.4 Die Mikroprogramme.- 5.5 Klassifikation der Systemstruktur.- 6. Algorithmen für erweiterte Speicherfunktionen.- 6.1 Sortierverfahren.- 6.1.1 Auswahlkriterien für Sortieralgorithmen.- 6.1.2 Sortieren durch direkte Auswahl.- 6.1.3 Baumsortierverfahren (Heapsort).- 6.2 Implementation von Operationen der Relationenalgebra.- 6.2.1 Klassische Mengenoperationen.- 6.2.2 Projektion.- 6.2.3 Verbund.- 6.2.4 Restriktion.- 6.2.5 Division.- 7. Systemdiskussion.- 7.1 Zusammenfassung der Systemeigenschaften.- 7.2 Ausführungszeiten.- 7.3 Diskussion einiger Systemmerkmale.- 8. Chip-Integration der Suchlogik.- 8.1 Verwendung frei programmierbarer Logik-Elemente.- 8.2 Gate Arrays.- 9. Einige Anwendungsbeispiele.- 9.1 Unterstützung von Datenbanksystemen.- 9.2 Einsatz in Mustererkennungssystemen.- 9.3 Anwendung in der Statistik.- 9.4 Fehlererkennung und Fehlerkorrektur.- 10. Ausblick: Ein Suchrechnersystem.- 11. Zusammenfassung.- 12. Literaturverzichnis.