AT206203B - Programmgesteuerte Rechenmaschine - Google Patents

Description

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  Programmgesteuerte Rechenmaschine 
Es sind programmgesteuerte Rechenmaschinen bekannt, welche umfangreiche Zahlenrechnungen nach einem vorgeschriebenen Programm   seLbsttä-   tig durchrechnen. Trotz erheblicher Steigerung der Rechengeschwindigkeit durch Einsatz elektronischer Bauelemente steigen die Anforderungen an derartige Geräte laufend. So ist z. B. bei der numerischen Durchrechnung partieller Differentialgleichungen der zu bewältigende Aufwand an Zahlenmaterial so gross, dass nur sehr schnelle elektronische Rechenmaschinen derartigen Aufgaben gewachsen sind. 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine programmgesteuerte Rechenmaschine zur Durchführung von Rechenvorschriften, die sich auf Felder von gitterartig angeordneten Feldwerten erstrecken, wobei diese Rechenvorschriften Operationen enthalten, welche die Anwendung der gleichen Einzeloperation auf jeden einzelnen Feldwert eines Feldes bzw. auf Paare einander zugeordneter Feldwerte zweier Felder darstellen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Auflösung der Rechnung in ein Befehlsprogramm aus Befeh- 
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 angeordnet sind, dass durch solche an einem Befehlsregister eingestellte Feldoperationsbefehle jeweils die Übertragung und operationsgemässe Verarbeitung ganzer Felder bewirkt wird. An Stelle der einzelnen arithmetischen Operationen, wie Addition, Subtraktion, Multiplikation usw. treten jetzt die entsprechenden Feldoperationen. 



  Hiebei sind z. B. folgende Operationen möglich :
1. Operation mit einem Feld a) Verdoppelung, Halbierung oder Negierung aller Gitterpunkte, b) Verschiebung aller Werte in Zeilenrichtung bzw. in Spaltenrichtung, c) Bildung der Differenz zwischen benachbarten Gitterpunkten. 



   2. Operationen mit zwei Feldern z.   B. :   a) Addition bzw. Subtraktion zweier Felder, b) Multiplikation zweier Felder. 



   3. Operationen zwischen einem Feld und einer Konstanten z. B. : a) Addition einer Konstanten zu jedem Gitterpunikt, b) Multiplikation aller Gitterpunkte mit einer Konstanten. 



   4. Operationen, die sich auf einzelne Zeilen bzw. Spalten des Feldes erstrecken z.   B. :   a) Das Nachschieben von Randwerten bei Feldverschiebungen, b) das Korrigieren von Randwerten auf Grund der Randbedingungen. 



   5. Operationen mit einzelnen Werten des Feldes. 



   Nachfolgend soll nun eine Anordnung an sich bekannter Bauteile beschrieben werden, welche als beispielsweise Ausführungsform geeignet ist, die oben   angeführten Operationen besonders   günstig durchzuführen. Das Prinzip ist selbstverständlich nicht auf die angeführte Technik (z. B. 



  Trommelspeicher) beschränkt, sondern kann auch mit andern konstruktiven Mitteln durchgeführt werden. 



   Es zeigen im einzelnen Fig.   la-1h   die verwendeten Symbole, u. zw. la eine Speichertrommel mit Ablese-bzw. Schreibköpfen K. Zugehö-   rige   Verstärker usw. sind fortgelassen.   1b   zwei Stromtore, von denen das linke öffnet, das rechte sperrt, wenn ein Impuls an den steuernden Pol st gelegt wird.   1c   ein Verzögerungsglied, welches eine durchlaufende Impulsfolge (z. B. 



  Zahl) um ein Bit verzögert, d. h. um die Zeitdifferenz zweier aufeinanderfolgender Dualziffern.   1d   eine Verzögerungslinie entsprechend lc, jedoch mit mehreren Bit-Verzögerungen. le ein   Serienaddierwerk, 1f   ein Negationswerk (Kom-   pI ementJbil dung), 19 ein Flip-, Flop, 1h   eine Pyramidenschaltung od. dgl. z. B. zur Auswahl von Trommelspuren. Fig. 2 zeigt ein Blockschema der Gesamtmaschine. Hierin bedeuten : Pg = Programmwerk, Mr = Multiplikatorwerk,   Kw   = Rechenwerk, Sp   =   Speicherwerk, Nr = normale programmgesteuerte Rechenmaschine. 

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 Fig. 4 zeigt das Rechenwerk im einzelnen. Fig. 5 zeigt das Multiplikatorwerk im einzelnen. Fig. 6 zeigt die Aufteilung der Feldwerte auf der Trommelabwicklung.

   Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungsbeispiele für die Anordnung der Magnetköpfe auf der Trommel T3 des Rechenwerkes   Rw.   



  Fig. 9 gibt die Auswähleinrichtung wieder. Fig. 



  10 und 11 zeigen schematische Darstellungen der Feldmultiplikation. Fig. 12-15 zeigen im einzelnen ein Schema der   Wert auf teilung,   das Rechenwerk, das Multiplikatorwerk und das Verteilerschema des Speicherwerks gemäss einem andern 
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 troffen sind. Fig. 17 zeigt die Durchführung des
Verfahrens nach Fig. 16. Fig. 18 zeigt ein Blockschema einer Multiplikationsvorrichtung, und in 
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Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist nur in vereinfachter Form für Felder mit 5x5 Gitter- punkten gezeichnet. 



    Selbstverständlich   werden in der Praxis um- fangreichere Gitter gebraucht ; jedoch kann das
Grundprinzip an der vereinfachten Form aus- reichend demonstriert werden. 



   Der eigentliche Kern des Gerätes besteht aus dem Speicherwerk Sp, dem Rechenwerk Rw und dem Multiplikatorwerk Mr (s. Fig. 2). 



   Hiezu kommt ein Programmwerk Pg, für wel- ches an sich bewährte Formen genommen werden können. Ferner ist es vorteilhaft, das Gerät durch eine normale kleine programmgesteuerte Rechen- maschine Nr zu ergänzen, um leicht ausserhalb der eigentlichen Feldrechnung liegende Operationen durchführen zu können. 



   Als Speicherwerk ist eine magnetische Trom- mel (bzw. mehrere Trommeln) verwendet. 



   Die Aufteilung der Zahlen geht aus Fig. 6 her- vor. 



   Den einzelnen Feldern 1,   Il,   111.... sind je 5
Spuren mit je 5 Sektoren zugeordnet. Die Anord- nung der Werte auf der Trommel entspricht so- 
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 sondere Vorteile mit sich ; jedoch ist das Grundprinzip auch auf andere Anordnungen anwendbar. Die Zahlen selbst sind dabei in üblicher Seriendarstellung auf dem Umfang einer Spur untergebracht. Sämtliche Felder können auf einer   grossen   Trommel bzw. auf mehreren synchronisierten Trommeln untergebracht werden. 



   Die Auswähleinrichtung für die einzelnen Spuren ist in Fig. 9 dargestellt. Entsprechend den 5 Spalten eines Feldes haben wir 5 Ableseleitungen spl, welche über 5 Wahlpyramiden   Full   Fw5 jeweils über die Köpfe Kl mit den 5 Spuren des ausgewählten Feldes verbunden werden. Während einer Trommelumdrehung kann ein ganzes Feld über die Leitungen spl auf andere Teile des Gerätes übertragen werden. Hiebei werden die Zeilen der Gitterpunkte des Feldes parallel und die Spalten in Serie abgelesen. 



   In Fig. 2 bedeuten die stark ausgezogenen Verbindungslinien jeweils die Zusammenfassung der parallelen Leitungen für die Feldübertragungen. Zum Verständnis des Verteilerschemas seien erst die Teile Rw und Mr im einzelnen besprochen. 
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Es besteht aus der Trommel bzw. dem Trom- melteil Tr3, welcher ein volles Feld aufnehmen kann, aus einer Reihe von   Schreibköpfen     K2,   drei
Reihen Ableseköpfen K3,   X, ,   den Ablese- verteilern Zv und Sv, den Verzögerungsgliedern
Vgl, Vg2, den Negationsgliedern Neg, den Additionswerken Ad und der   Uberlaufmeldeeinrich-   tung Um. 



   Die Trommel Tr3 dient der Aufnahme des jeweils zu behandelnden Feldes. Es ist ein Kreislauf von den Ableseköpfen K3,   K4,   K5 über die
Organe des Rechenwerkes und die   Schreibköpfe  
K2 möglich. Normalerweise werden die Ablese-   köpfe K benutzt,   wobei der Kreislauf ohne Ver- schiebung stattfindet. Die Ablesekopfreihen K3 und K5 sind um eine   Sektorlänge   gegen die mittle- re Reihe vor-bzw. zurückversetzt. Dies bewirkt eine Verschiebung der Zeilen des gesamten Feldes um eine Zeile vor bzw. zurück. Dies kann über Steuerglieder Zv an den Polen z + 1, Zo, Z-l   bellobig kommandiert   werden. Eine entsprechende Verschiebung der Spalten des Gesamtfeldes ist über Glieder Sv möglich, welche an den Polen sl, so, sr eingestellt werden kann.

   Von diesen Ab-   leseelementen gelangen die Werte   über Verzöge- rungselemente Vgl, Vg2 und die Negationsglie- der Neg zu den Additionswerken Ad. Durch die
Glieder Vgl und   Vg2   können die   Ziffernfolgert   der Werte innerhalb der Zahl um ein bzw. zwei Bit verschoben werden. Dimensioniert man den Kreislauf so, dass bei ein Bit Verzögerung durch Versetzen der Köpfe diese Verzögerung wieder ausgeglichen wird, so kann man Vor- und Rücksetzungen um jeweils ein Bit durch die Glieder Vgl   und Vg2, bewirken.   Dies entspricht der Verdoppelung bzw. Halbierung jedes einzelnen Wertes des Gesamtfeldes. Ober die Negationsglieder Neg können in üblicher Weise die Zahlen als Komplemente in die Additionswerke Ad gegeben werden. Die Additionswerke haben zwei Eingänge.

   Einmal von der Trommel des Rechenwerkes Tr3 und zum andern über die Leitungen rw2 vom Speicherwerk her. Das Rechenwerk entspricht somit dem Akkumulator bei üblichen programmgesteuerten Rechenmaschinen, wobei vom Speicher her jeweils ein ganzes Feld zu dem im Rechenwerk stehenden Feld hinzuaddiert werden kann. 



   Auf diese Weise sind die oben unter   1a),   b), c) und 2a) angeführten Operationen durchführbar. Zur Durchführung der Multiplikation sind verschiedene Wege möglich, von denen hier eine 

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   besonders vorteilhafte Form beschrieben werden möge. 



  Wie bei der einzelnen Multiplikation zweier Zahlen der Gesamtvorgang in einzelne Vorgänge zerlegt werden kann, welche jeweils eine Addition enthalten, so kann auch bei der Multiplikation zweier Felder, d. h. der Multiplikation der Gitterpunkte des einen Feldes mit den zugeordneten Gitterpunkten des andern Feldes der Gesamtvorgang in einzelne Teilvorgänge zerlegt werden, wobei jeder Teilvorgang einer bestimmten Stelle (im Beispiel Dualstelle) zugeordnet ist. Es werden dabei soviel Umläufe der Trommel benötigt, wie die benutzten Zahlen Dualziffern aufweisen. Es werden also nicht wie üblich, die Multiplikationen einzeln nacheinander durchgeführt, sondern die Teilvorgänge der Multiplikationen werden jeweils auf das gesamte Feld erstreckt und dann diese hintereinander durchgeführt.

   Es werden also sämtliche Multiplikationen zugleich begonnen und sind nach Durchführung des letzten Teilvorganges zugleich abgeschlossen. 



  Die Vorgänge seien im einzelnen an Hand der Fig. 5 erläutert. Das Multiplikatorwerk Mr enthält zunächst eine Trommel bzw. einen Trommelteil Tr2. Diese dient der Aufnahme des Multiplikatorfeldes, welches über die Anschlüsse mr1 vom Speicherwerk her eingegeben werden kann. Wir haben ferner die Zählwerke Zw1 und Zw2. Zw1 wird bei jeder Trommelumdrehung durch den Impuls C um Eins weitergeschaltet. Zw2 wird bei jedem Sektoranfang über einen Sektorimpuls S auf 0 gestellt und zählt dann bei jeder Dualstelle um Eins weiter. Eine Koincidenz-Einrichtung meldet über die Leitung i die übereinstimmung der'beiden Zählwerke.

   In diesem Moment werden auf sämtlichen Spuren die gerade über die Ableseköpfe laufenden Dualziffern der Multiplikatoren auf die Flip-Flop-Gruppe Fl1 gegeben, welche diese bis zum Ende des Sektors aufnimmt und sie bei Sektorwechsel über die Sektorenimpulse 'S, S, S'auf die Flip-Flop-Gruppe Fl2 weiterleitet. Diese wiederum steuert über Leitungen mr2 die Übertragung des aus dem Speicherwerk über die Leitungen rw2 kommenden Multiplikanden auf die Additionswerke (Fig. 4). Das Rechenwerk nimmt dabei das Aufbaufeld des Produktes auf, wobei das Feld einen Kreislauf über die Trommel ausführt und die Zahlen in sich jeweils um eine Dualstelle abwärts verschoben werden. 



  Damit wären die wichtigsten Operationen entsprechend 1 a, b, c und 2a, b besprochen. 



  Um die Operationen entsprechend 3 (Addition einer Konstanten bzw. Multiplikation des gesamten Feldes mit einer Konstanten) durchführen zu können, ist es erforderlich, auf die aus dem Speicherwerk kommenden Leitungen spl in jeder Spalte und in jedem Sektor die gleiche Zahl zu übertragen. Dies geschieht über Glieder Vg3, Ke und w7 (Fig. 9). Die eingegebene Konstante kreist dabei über ein Schieberegister oder eine Verzögerungsstrecke Vg3, so dass sie sich bei je-   dem Sektor wiederholt. Sie kann über Stromtore Ke in die Albleseleitungen des Speicherwerks gegeben werden. 



   Um die Operationen entsprechend 4 durchführen zu können, müssen einzelne Spalten bzw. 



  Zeilen des bzw. der Felder isoliert behandelt werden können. Dies erfolgt über Glieder Sk und Sw (siehe Fig. 9) und die vom Programm her gesteuerten Pole w2, w3, w4,   w5.   In die Übertragungsleitungen zum bzw. vom Speicherwerk sind Stromtore Stl gelegt, welche normalerweise über   w2,   w4 und die Gleichrichter Gl so geschaltet sind, dass sie die Verbindungen spl freigeben. Diese Freigabe kann jedoch über Pole w2 bzw.   zew4   unterbrochen werden. Wird bei w2 unterbrochen, so können die. Stromtore Spl nur über das Sek-   torkoincidenzwerk   Sk freigegeben werden. An diesem kann bei w3 vom Programmwerk her die gewünschte Zeile bzw. der gewünschte Sektor eingestellt werden.

   Das Werk Sk enthält ein Zählwerk, welches bei jeder Umdrehung über den Impuls C auf   0   gestellt wird und bei jedem Sektor über einen   Sektorimpuls   S weitergeschaltet wird. Nur bei übereinstimmung des Zählerstandes mit der bei w3 eingestellten Zahl wird die Verbindung freigegeben. Hiedurch wird bewirkt, dass ausser der eingestellten Zeile alle andern bei der 
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 unterdrückt werden.diglich eine der Leitungen spl freigegeben wird. 



  Dies entspricht der Auswahl einer einzelnen Spalte des Feldes. Werden sowohl Zeilenauswahl als auch Spaltenauswahl eingeschaltet, so können entsprechend Ziffer 5. ) (siehe oben) Operationen mit einzelnen Werten des Feldes durchgeführt werden. 



   Es empfiehlt sich, auch die aus den Additionswerken des Rechenwerkes herauslaufenden Leitungen   gen     über   Stromtore St2 laufen zu lassen, welche parallel mit den Stromtoren Stl über die Leitungen rw4 (siehe Fig. 2,4) gesteuert werden. 



    Es. können   somit aus dem Rechenwerk herauslaufende Felder ebenfalls nach Zeilen und Spalten und Einzelwerten begrenzt werden. 



   Mit Hilfe dieser Begrenzungen ist es auch möglich, einzelne Werte über Vg3 und   Ke   an jeder beliebigen Stelle eines Feldes zu speichern bzw. einzelne Zeilen und Spalten mit einer Konstanten zu belegen. über sp2 ist somit der Anschluss des Gerätes an eine normale programmgesteuerte Rechenmaschine möglich. Umgekehrt kann durch die Glieder Su bei Auswahl einer bestimmten Spalte durch Sw diese auf eine Trommelspur Tr4 gegeben werden, von wo sie in bekannter Weise vom normalen Rechenwerk Nr weiterverarbeitet werden kann. 



   Nunmehr kann das Programmwerk Pg besprochen werden (siehe Fig. 3). 



   Wir haben zunächst zur Steuerung der Zeilenabläufe innerhalb des gesamten Gerätes mehrere 

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   Ta : kttrommelspuren Trt,   welche in bekannter Weise bei jeder Trommelumdrehung einen Impuls C, bei jedem Sektor den Impuls S und bei jeder Dualziffer den Impuls B erzeugen. Durch die Impulse C und S wird der Sektorzähler Sz gesteuert, welcher jeweils die Position der Trommel angibt. 



   Das Programm selbst sei auf der Trommel bzw. im Trommelteil Tro gespeichert, von wo aus es in. bekannter Weise über einen Befehlszähler   Pz   abgelesen werden kann. Ein Impuls pz2 bewirkt   die übertragung eines Befehls von auf Ba   ibzw. Bb, wobei anschliessend der Zähler   Pz   um einen Schritt weiter geschaltet wird. Normalerweise gehen die Befehle zunächst nach Ba, wo sie bis zum Ende der Trommelumdrehung in Bereitschaft liegen, um dann im allgemeinen beim Impuls C auf Be übertragen zu werden. Be ist der eigentliche Befehlsträger, von dem aus an die verschiedenen Teile des Gerätes die Steuerungseinstellungen gegeben werden. Dieser normale Ab- 
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 fen :
Bei der Multiplikation muss der Befehl mehrere Trommelumdrehungen lang stehenbleiben, bis alle Ziffern des Multiplikatorfeldes berücksichtigt sind.

   In diesem Falle wird über eine Stelle bc2, die bei Multiplikation geschaltet ist, bewirkt, dass der Impulswechsel nicht über C, sondern erst über den Impuls m erfolgt, welche vom Multiplikatorwerk Mr (Fig. 5) gegeben wird. 



   Bei bedingten Befehlen wird durch eine Lei-   tung ba1 Ibewirkt,   dass anschliessend sofort der folgende Befehl auf Bb übertragen wird. Es liegen dann bei der Übertragung auf Be zwei Alternativbefehle bereit, welche durch eine Bedingungleitung q ausgewählt werden können. Da es sich , bei der oben beschriebenen Maschine um Feldrechnungen handelt, muss die Bedingung auch im allgemeinen ein ganzes Feld betreffen. Im Ausführungsbeispiel wird q in dem Falle geschaltet (Fig. 4), dass irgend ein Wert des Feldes den Stellenbereich überschreitet. 



   Es ist ferner noch darauf zu achten, dass bei Verschiebungsoperationen in Spaltenrichtung bei Schaltungen von z + 1 (Fig. 4) im letzten Sektor keine Übertragung stattfinden darf und bei Schaltung von   z-l   im ersten Spiel, da sonst Übertragungen von der ersten Zeile auf die letzte Zeile des Feldes und umgekehrt stattfinden könnten. Das wird durch den Sektoranalysator Sa bewirkt, der über   sa1   im Falle   z-l   und über sa2 im Falle   z+ 1   die Wirkung des Befehlsregisters Be unterbindet. 



   Bei der Trommel Tr3 des Rechenwerkes (Fig. 



  4,7, 8)   müssen besondere   Massnahmen getroffen werden, um die Einschreib-und Ablesevorgänge 
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 die Additionswerke Ad läuft, so erfährt er hiebei eine Verzögerung von ein bis zwei Dualstellen. Um denselben Wert in verarbeiteter Form 
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 erforderlich, ihn um ein bis zwei Dualstellen verschoben, unmittelbar neben den Ableseköpfen K4 wieder einzuschreiben. Da dies technisch schwierig durchzuführen ist, empfiehlt es sich, den Abstand der Schreibköpfe K2 von den Leseköpfen K4 etwas grösser zu machen und dafür in die Zuleitung zu den Köpfen K2 noch eine Verzögerungsstrecke einzubauen (Fig. 7). 



   Eine andere Lösung ist folgende :
Man gibt der Trommel T3 den doppelten Durchmesser und die halbe Tourenzahl gegenüber der bzw. den andern Trommeln. Ein Feld nimmt jetzt nur einen halben Trommelumfang in Anspruch und die Schreibköpfe K2 können mit beliebiger Versetzung etwa gegenüber den Leseköpfen K4 angebracht werden. Es ist hiebei nicht nötig, genau das Verhältnis 1 : 2 für Trommelumfang und Zahl einzuhalten. Auch andere Verhältnisse sind möglich (Fig. 8). Schliesslich ist noch 
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    :Man gibt   auch den   übrigen   Speichertrommeln den doppelten Durchmesser und lässt sie synchron mit einer Trommel entsprechend Fig. 8 laufen. 



  Es können dann in dem normalen Speicherwerk auf jeder Gruppe von zusammengehörenden Spuren zwei Felder gespeichert werden. Die Methode hat ausserdem den Vorteil grösserer Speicherkapazität. Jedoch ist nicht jedes Feld sofort zugriffsbereit. 



   Vorstehend ist eine Rechenmaschine beschrieben, bei der in einem Arbeitsgang jeweils ein oder mehrere ganze Felder von gitterartig angeordneten Werten bearbeitet werden. Das beschriebene Multiplikationsverfahren benötigt für die Multiplikation eines Feldes mit einem andern, d. h. für die Multiplikationen jedes einzelnen Gitterwertes des einen Feldes mit dem zugeordneten des andern Feldes soviel   Arbeitsgänge   (z. B. Trommelumdrehungen) wie den einzelnen Werten Dualstellen zugeordnet sind. Nachfolgend soll nun eine Vorrichtung beschrieben werden, welche es ermöglicht, die Multiplikation zeitlich wie die Addition in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführen, d. h. durch einen einmaligen Durchlauf beider die Faktoren enthaltenden Felder durch die Vorrichtung.

   Der Vorteil einer derartigen Einrichtung liegt ohne weiteres auf der Hand, da durch die enorme Zeitersparnis auch ohne Anwendung besonders schneller technischer Mittel eine Leistung erzielt werden kann, die mit normalen programmgesteuerten Rechenmaschinen nicht erreicht werden kann. Befinden sich auf einer Speichertrommel bekannter Ausführung z. B. 



  Felder von 32 X 32 Werten, so leistet ein solches Gerät in einer Trommelumdrehung also etwa in   1/100   sec 1024 Multiplikationen, also im ganzen etwa 100. 000 Multiplikationen/sec. 



   Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass jeder Spalte des Feldes ein Multiplikationswerk zugeordnet wird, welches in einer Wortzeit, d. h. der Durchlaufzeit einer einzelnen Zahl durch die Multiplikationsvorrichtung eine volle Multipli- 

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 kation ausführt. Als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird die Kombination der beschriebenen Rechenmaschine für Feldrechnungen mit einer weiter unten beschriebenen Multiplikationsvorrichtung gewählt. 



   Fig. 10 zeigt ein   Übersichtsbild   über die Ge-   samtvorrichtung.   Die verwendeten Symbole zur Darstellung der einzelnen Bauelemente sind die gleichen wie oben verwendet. In. der Figur sind lediglich die Elemente für eine einzige Spalte eingezeichnet, da die andern parallel in der gleichen Weise ausgeführt sind. 



   Wir haben zunächst die Hauptspeichertrommel Trl, welche normalerweise die einzelnen Felder aufnimmt und die Speichertrommel Tr3 des Rechenwerkes. 



   Das eine Faktorenfeld wird über die Leitungen spl dem Multiplikationswerk zugeführt, das andere Faktorenfeld von den Köpfen K4 über die Leitungen rw3. Die dazwischenliegenden Glieder des Rechenwerkes, die unter Rw'zusammengefasst sind, werden dabei lediglich durchlaufen. 



  Die beiden Eingänge zum Multiplikationswerk können über die Stromtore St 10 gesperrt bzw. freigegeben werden. Während einer Sektorzeit laufen in einer Spalte die beiden Faktoren ziffernweise in die Multiplikationsvorrichtung ein und werden hier, wie oben beschrieben, im Zuge des Einlaufens miteinander multipliziert, so dass am Ende der Sektorzeit auf dem Register   Md   das Produkt steht. Dieses wird dann über Stromtore Stll auf das Register M übertragen, von wo aus es während der folgenden   Sektorzeit ! n   Serie über die Leitung   rnhl   und den Schreibkopf K6 wieder auf die Trommel Tr3 etwa um einen Sektor versetzt, zurückübertragen werden kann. 



   Die Steuerung dieser Vorgänge erfolgt dabei in folgender Weise :
Steht auf dem Befehlsregister Bc der Befehl "Feldmuliplikation"so wird während der Dauer einer Umdrehung die Leitung   bei   an Spannung gelegt. Vom Taktgeber her wird in an sich bekannter Weise durch die Impulse's ein Bit vor dem Sektorwechsel, S bei Sektorweohsel und   S'   ein Bit nach Sektorwechsel ein Flip-Flop   Fl3   gesteuert, welches während der Durchlaufzeit der eigentlichen Zahl an Spannung gelegt wird (während des Sektorwechsels wird dieses Flip-Flop also kurzzeitig abgeschaltet).

   Ober ein Konjunktionsglied Kjl und die Leitung bc2 werden somit bei der Multiplikation während der Durchlaufzeit der einzelnen Zahlen die Stromtore   St10   freigegeben, der eigentliche Multiplikationsvorgang läuft nun innerhalb des Multiplikationswerkes ab. Nach jedem Multiplikationsvorgang müssen die Register des Multiplikationswerkes durch den Impuls S'wieder auf 0 gesetzt werden. 



   Bei Sektorwechsel wird über das Konjunktionsglied Kj2 ein Impuls auf die Leitung bc3 gegeben, welcher um einige Bit verzögert, kurz nach dem. Sektorwechsel auf die Leitung bc4 einen Impuls gibt, welcher wiederum über die Strom- tore   Stil   die übertragung des Produktes vom Register   Md   auf das Register Mh bewirkt. Zugleich wird über die Leitung bc5 das Schiebere-   gister M h   angeregt, welches die übertragene Zahl in Serie über die Leitung mbl auf den Kopf K4 gibt. 



   Dadurch, dass der Impuls bc3 kurz vor dem   Sektorwechsel gegeben wird, aber über   die Leitung bc4 erst kurz nach dem Sektorwechsel wirksam wird, wird   erreicht, dass   das Herausschreiben der Produkte über die Leitung   mhl um   eine Sektorzeit versetzt gegenüber dem Einlaufen der beiden Faktoren erfolgt. Dieses muss durch Versetzen des Schreibkopfes K6 ausgeglichen werden. 



  Der Befehl auf Be kann dabei unmittelbar nach der letzten Multiplikation gewechselt werden bzw. es kann eine zweite Feldmultiplikation beginnen. 



   Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, die beschriebene Vorrichtung so zu bauen, dass die Multiplikation nach dem gleichen Grundprinzip, jedoch mit weniger Arbeitsgängen durchgeführt werden kann. 



   Der Zweck wird dadurch erreicht, dass in einem Arbeitsgang jeweils nicht nur eine, sondern mehrere Dualziffern der Multiplikatoren erfasst werden. Die Anwendung dieses Prinzips auf Feldrechengeräte erfordert jedoch besondere Massnahmen. Im folgenden wird daher eine beispielsweise Ausführungsform einer den Prinzipien entsprechenden Vorrichtung beschrieben, bei der jeweils zwei Dualziffern jedes einzelnen Multiplikators in einem Durchgang erfasst werden. Man kommt dann mit einer Addition bzw. Subtraktion für jedes einzelne Produkt pro Arbeitsgang aus. Die beiden erfassten Dualziffern können die Werte 00, OL, LO und LL annehmen. Im ersten Fall ist keine Addition, im zweiten Fall eine einfache Addition und im dritten Fall die Addition des doppelten Multiplikanden durchzuführen.

   Im vierten Fall ist eine einfache Subtraktion durchzuführen, wobei die Gruppe der nächsthöheren beiden Dualziffern des Multiplikators zum Ausgleich um Eins erhöht werden muss. Sind die folgenden beiden Ziffern wieder bei = L, so pflanzt sich dieser Übertrag weiter fort, wobei nach Erfassung der beiden letzten Dualziffern eventuell ein Übertrag   übrigbleiben   kann, der in einem zusätzlichen Arbeitsgang berücksichtigt werden muss. Die Durchführung dieser   Oberträ-   ge innerhalb der Zifferngruppen der einzelnen Multiplikatoren führt man am besten in einem vorbereitenden Arbeitsgang vor Beginn der eigentlichen Multiplikation für das ganze Feld durch. Dies kann im Zuge   der Übertragung   des Multiplikatorfeldes auf die Multiplikatoreinrichtung (Trommel-bzw. Trommelteil) erfolgen. 



   Die Vorgänge bei der Feldmultiplikation seien nun im einzelnen an Hand der Fig. 11 beschrieben. 



   Wir haben die normale Speichertrommel   Trl,   welche die verschiedenen zu speichernden Felder 

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   aufnimmt. Die Trommel des Rechenwerkes   hat die bereits beschriebene Funktion. Tr20 ist die Trommel bzw. der Trommelteil des Multiplikatorwerkes. Die auf der rechten Seite der Fig. 



  11 befindlichen Teile wiederholen sich für jede Spalte des Feldes, so dass nur die Elemente zur Bearbeitung einer Feldspalte gezeichnet zu werden brauchen. Ober die Stromtore P2 und die Leitungen Vwl wird das Multiplikatorfeld auf das Multiplikatorwerk gegeben. Hier laufen die Werte einer Spalte über ein Additionswerk   Ad20,   ein Verzögerungsglied Vg20 und den Kopf K20 auf die Trommel Tr20. Vor und hinter dem Ver-   zögerungsglied V g20   werden die Ziffern auf ein Kontrollglied Kj20 gegeben, welches ausserdem noch von dem Bituntersetzer Us20 nur bei jedem zweiten Bit freigegeben wird. Hiedurch werden immer je zwei hintereinander durchlaufende Dualziffern erfasste, welche im Falle, dass beide = L sind, eine L auf das Additionswerk   Ad20   geben. 



  Somit werden die Feldwerte bereits in korrigierter Form auf die Multiplikatortrommel   Tr20   gegeben. 



   Anschliessend erfolgt dann in   ähnlicher Weise,   wie bereits beschrieben, die Feldmultiplikation selbst. Das Aufbaufeld des Produktfeldes läuft über die Trommel Tr3, die Köpfe   K4,   die unter   RW zusammengefassten   Elemente des Rechenwerkes, die   Additionswerke cfO   und die Verzögerungsglieder Vg21 laufend um, wobei mit Ausnahme des letzten Durchlaufes durch Kurzschliessen der   Verzögerungsglieder V g21 bei   jedem Umlauf eine Abwärtsverschiebung der einzelnen Werte des Feldes um zwei Dualstellen erfolgt. Das Multiplikandenfeld wird über die Stromtore P3 den Additionswerken AdO zugeführt.

   Vor dem Eingang in jedes einer Spalte zugeordnete Additionswerk AdO liegt ein   Verzö-     gerungsglied V g22   mit den Stromtoren St23 über St24 und das Negationsglied Ng20. Beim Einschalten des Stromtores St23 wird der einfache Wert, bei Einschalten des Stromtores St24 der über das   Verzögerungs glied V g22 verdoppelte   Wert und bei zusätzlichem Einschalten von Ng20 der negierte Wert auf das Additionswerk AdO gegeben. Die Steuerung dieser Übertragung   erfolgt   vom Multiplikatorwerk her in folgender Weise :
Das Multiplikatorfeld wird von der Trommel   Tr20   über die Köpfe K21 abgelesen.

   Bei jeder Trommel-Umdrehung werden die dem betreffenden Arbeitsgang entsprechenden Dualziffern aus jedem Multiplikator herausgegriffen und zeilenweise auf die Flip-Flop   F121, F122 übertragen.   



  Die Steuerung erfolgt in der bereits beschriebenen Weise über die Zählwerke Zw21 und Zw22, jedoch mit dem Unterschied, dass das Zählwerk Zw22 an den Bit-Untersetzer Us20 angeschlossen ist und somit nur bei jeder zweiten Dualziffer um Eins weiterzählt. Ferner werden im Falle der Koincidenz von Zw21 und Zw22 zwei aufein- 
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F122 a. b-Vg23 um eine Dualstelle später   betätigt   wird. Am Ende einer jeden Wortzeit werden die beiden Dualziffern dann auf die Flip-Flops   Fil23   und F124 übertragen, von wo aus sie über St23 und   St24   und Ng20 die Übertragung des Multiplikanden auf AdO steuern. 



   Das Ablesen des Multiplikatorfeldes muss etwa eine Wortzeit vor dem Ablesen des Multiplikandenfeldes erfolgen, was durch entsprechende Versetzung der Köpfe K21 erreicht werden kann. Im übrigen kann die Steuerung des Gesamtvorganges nach bekannten Regeln erfolgen, wobei selbstverständlich beachtet werden muss, dass zwischen den einzelnen Wortzeiten die Übertragungen kurz unterbrochen werden, um überschneidungen der einzelnen Vorgänge zu unterbinden. Derartige Lösungen sind zur Genüge bekannt und brauchen nicht besonders beschrieben zu werden. 



   Obenstehend ist eine beispielsweise Ausführungsform beschrieben, bei der die Werte eines Feldes in einem   Speicherreil,   z. B. einem Trommelteil, so angeordnet sind, dass sie topologisch der Anordnung der zugehörigen Gitterpunkte in-   nerhalb   des Feldes entsprechen. Bei übertragungvorgängen ist jeder Spalte des Feldes ein   Übertra-   gungswert zugeordnet, über den die Werte nacheinander übertragen werden, wobei die Werte der gleichen Zeile gleichzeitig übertragen werden. Die einzelnen Ziffern werden jedoch in Serie übertragen. 



   Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform behandelt eine Abwandlung des Grundprinzips, bei der durch eine andere Anordnung der Werte und eine andere Ablauforganisation der Werte eines Feldes wesentliche Vereinfachungen im Aufbau der Gesamtanlage erzielt werden. Der Erfindungsgedanke wird an Hand einer beispielsweisen   Ausführungsform   beschrieben, die sich an die oben beschriebene Vorrichtung anlehnt. Dementsprechend werden auch nur die demgegenüber abweichenden Teile der Gesamtvorrichtung im einzelnen besprochen. Die verwendeten Darstellungssymbole entsprechen ebenfalls den bereits verwendeten. 



   Das wesentliche Neue besteht darin, dass die einzelnen Werte des Feldes in sich parallel dargestellt werden, also bei   Obertragungsvorgängen   sämtliche Ziffern einer Zahl auf Parallelübertragungswegen gleichzeitig übertragen werden. 



  Dagegen werden jedoch sämtliche Werte des Feldes hintereinander übertragen, indem erst sämtliche Werte der ersten Zeile, dann   sämtliche :   Werte der zweiten Zeile usw. übertragen werden. Dementsprechend erfolgt die Zuordnung der Werte zu den Speicherelementen. 
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 Verwendung einer Magnettrommel. I, II, III sind verschiedene Felder.   Sr1-5r15   sind verschiedene Spuren der Trommel. Die einzelnen Werte sind auf den Mantellinien parallel untergebracht. Dem- 

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 entsprechend sind die einzelnen Teile des Rechenwerkes zu variieren. 



   Fig. 13 zeigt das Rechenwerk. Es entspricht in seinem oberen Teil der bereits beschriebenen Ausführung. Die Möglichkeit der Verschiebung der Werte innerhalb des Feldes und der Ziffern innerhalb der Zahlen sind die gleichen ; jedoch haben die gleichen technischen Vorgänge verschiedene mathematische Bedeutung. Ein Sektor entspricht nicht mehr einer Zahl, sondern einer Zeile des Feldes. Verschiebungen in Spaltenrichtung werden wie erläutert über die versetzten Ablesekopfreihen K3 bzw. K5 bewirkt. Für die Verschiebungen in Zeilenrichtung werden jedoch die Ver-   zögerungsglieder V gl   und Vg2 benutzt. Es ist da- 
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 geben, über einen Sektoranalysator, Sa die Übertragung der letzten bzw. der ersten Zeile unterbrochen werden muss. 



   Eine Verzögerung um ein Bit bedeutet eine Rechtsverschiebung des Feldes um einen Gitterpunkt und dementsprechend eine Vorverlegung um ein Bit eine Linksverschiebung. Hiebei ist zu beachten, dass bei einer Verzögerung die übertragung während des letzten Bits eines Sektors unterbrochen werden muss und bei Vorverlegung während des ersten Bits, um überschneidung zu vermeiden. Dies kann in ähnlicher Weise erfolgen, wie die Unterbrechung der übertragung bei der   Zeilen. verschiebung,   und braucht im einzelnen nicht beschrieben zu werden. 



   Die Verdoppelung und die Halbierung erfolgt durch Rechts-bzw. Linksverschiebung unter Benutzung der Glieder Sv, die Negierung über die Glieder Neg. 



   Das Additionswerk Ad30 muss als zusammenhängendes Paralleladdierwerk ausgebildet werden. Die Kapazitätüberschreitung wird somit. durch die aus der höchsten Stelle auslaufende Stellen-   übertragungsleitung Um in   das Programmwerk gemeldet. 



   Die Addition und Subtraktion erfolgt wie bisher, wobei lediglich die Werte über das Paralleladditionswerk   Ad30   laufen. Die gezeigte Form erlaubt eine besonders einfache Summierung sämtlicher Werte. des Gesamtfeldes, was einen grossen Vorteil bedeutet. Werden über   p30   die   Stromtore St30 g, eschaltet,   so wird die aus dem Additionswerk auslaufende Summe auf einen Eingang des Additionswerkes zurückübertragen. Am Ende eines Felddurchlaufes muss dann, die Gesamtsumme als Einzelwert herausgegeben werden (siehe weiter unten). 



   Besonders vorteilhaft ist die neue Anordnung bei der Multiplikation, da sich das Multiplikatorwerk wesentlich vereinfacht. 



   In Fig. 14 bedeutet Tr32 die Trommel des Multiplikatorwerkes, welche das Multiplikatorfeld aufnimmt. Der Vorgang erfolgt nun wie erwähnt so, dass jeder Stelle innerhalb der Kapazität der Dualzahlen ein Feldadditionsvorgang zugeordnet ist. Da bei der gewählten Aufteilung die gleichen   Dualstellen sämtlicher'Werte   über den gleichen Übertragungsweg laufen, kann die Steuerung der Addition direkt hiefür erfolgen. Dementsprechend enthält das Multiplikatorwerk eine Wahlpyramide, welche durch das Umdrehungszählwerk Zw31 geschaltet wird, so dass nacheinander bei jedem einzelnen Feldvorgang die nächstfolgende benachbarte   Übertragungsleitung an mr32 angeschlossen.   wird.   mr32   steuert dann im Rechenwerk (Fig. 13) die übertragung des Multiplikandenfeldes über   rw2   auf das Additionswerk Ad30.

   Durch diese Einrichtung entfallen das Zeilenzählwerk Zw2, ferner die Flip-Flop-Reihen   Fl1,   Fl2 und die individuelle Steuerung der Additionswerke. 



   Um Operationen mit einzelnen Werten durchzuführen, z. B. die Addition einer Konstanten zum Gesamtfeld oder die Multiplikation des Feldes mit einer Konstanten oder die individuelle Einführung bzw. Ablesung von einzelnen Feldwerten wird das Register Rg30 eingeführt, welches an Stelle der Verzögerungskette Vg3 tritt. Von hier aus kann ein einzelner Wert in den Kreislauf eingegeben oder aus ihm herausgezogen werden. 



   Hiezu gehört auch die individuelle Steuerung der Übertragungsleitungen durch die Auswahlglieder rw34 (Fig. 13, 15). Wir haben einen Zeilenzähler Zz30 (Fig. 15), der durch den Sektorimpuls S jeweils um Eins weitergeschaltet wird und durch den Naht-Impuls C nach jeder Feld- übertragung wieder auf Null gestellt wird. An dem Zeilenzähler ist der   Zeilenwähler Zw30   angeschlossen. An diesem kann vom Planwerk her über w33 die auszuwählende Zeile eingestellt werden. Entsprechend wird der   Spaltenzähler'   Sz30 durch den Bit-Impuls B jeweils um Eins weitergeschaltet und am Ende jeder Zeile durch den Sektorimpuls S auf Null gestellt. An den Spaltenzähler ist der   : Spaltenwähler Sw30   angeschlossen, an welchem über w35 vom Planwerk her die auszuwählende Spalte eingestellt werden kann. 



   Normalerweise ist über die Stromtore St32, St34 der Pol rw34 stets eingeschaltet. Wird jedoch St32 über w32 vom Planwerk her   abge-   schaltet, so wird rw34 über das Stromtor St33 nur bei übereinstimmung der bei   Zw30   eingestellten Zeile mit dem Stand des Zeilenzählers Zz30 freigegeben, so dass eine übertragung nur für die betreffende Zeile stattfinden kann. 



   Entsprechendes gilt für die Spaltenauswahl durch die Glieder w34 und die Stromtore St34 und St35, welch letzteres bei übereinstimmung des Spaltenwählers mit dem Spaltenzähler geschaltet wird. Werden beide Glieder w32 und w34 zugleich vom Planwerk her geschaltet, so bewirkt dies die Auswahl eines einzelnen Wertes aus dem Feld. 



   Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde auf die Frage der Vorzeichenbestimmung bei der Feldmultiplikation nicht näher eingegangen. Im folgenden soll nun an Hand eines. 

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 weiteren   Ausführungsbeispiels   eine Methode beschrieben werden, mit welcher es bei derartigen feldartig arbeitenden Geräten besonders einfach möglich ist, die Vorzeichenbestimmung durchzuführen. 



   Bekanntlich werden zur Darstellung positiver und negativer Zahlen hauptsächlich zwei Methoden verwandt, nämlich einmal die Vorzeichendarstellung und zum andern die Komplementdarstellung. Für die Multiplikation wird im allgemeinen die Vorzeichendarstellung gewählt, da dann die eigentliche Multiplikation nur zwischen positiven Zahlen durchzuführen ist. Dies erfor- 
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 welches normalerweise bei fest eingebauten Multiplikationsvorrichtungen ohne besondere Schwierigkeiten eingebaut werden kann. Für den beson- deren Fall der Feldrechenmaschine empfiehlt es sich jedoch, die Komplementdarstellung zu wählen und sämtliche Zahlen, welche negativ sind, als Komplemente darzustellen. 



   Bei der Feldoperation erfordert die Berücksichtigung des Vorzeichens dann keinerlei konstruktive Sondermassnahmen. 



   Bei der Feldmultiplikation jedoch muss man besondere Massnahmen treffen, wie sie nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben werden. 



   Das Prinzip ist selbstverständlich auch auf Abwandungen dieses Multiplikationsverfahrens übertragbar. 



   Erfindungsgemäss werden sowohl der Multiplikator als auch der Multiplikand als Komplement dargestellt, wobei in bekannter Weise die oberste Stelle als Vorzeichenstelle gilt. Ist dies Null, so handelt es sich um eine positive Zahl, ist sie L, so handelt es sich um eine negative Zahl. Es ist dabei zu beachten, dass in bekannter Weise bei Rechtsverschiebung solcher Zahlen, im Falle einer negativen Zahl, die links stehende L durch weitere Ziffern L zu ergänzen ist, um die Komplementdarstellung aufrecht zu erhalten. 



   Die Multiplikation erfolgt nun so, dass angefangen mit der am weitesten rechts liegenden Ziffer des Multiplikators, wie oben beschrieben, die den einzelnen Multiplikatorstellen zugeordneten Feldadditionen durchgeführt werden, wobei lediglich beim letzten Vorgang (Vorzeichenstelle des Multiplikators) für den Fall, dass die betreffende Ziffer des Multiplikators eine Eins ist, an Stelle einer Addition eine Subtraktion durchgeführt wird. 



   In den Fig. 16 und 17 sind die bisher beschriebenen Trommeln Trl und Tr3 dargestellt, wobei auf Trl über die Auswahlmittel Fwi das Multiplikandenfeld ausgewählt und über rw2 auf das Rechenwerk übertragen werden kann. Tr3 nimmt das Aufbaufeld des Produktes auf, wobei dieses Feld über die   Ableseköpfe K4,   die Verschiebungsglieder des Rechenwerkes Rw', das Additionswerk Ad und die Schreibköpfe   K2   periodisch umläuft. 
Es sind dabei nur die Elemente für eine Spalte des Feldes gezeichnet, da in den parallelen Spalten die gleichen Übertragungswege zu schalten sind. Als Erweiterung muss jedoch nunmehr vor dem Eingang zum Additionswerk, welches von Trl her belegt wird, noch ein wahlweise   schaltbares Negationsglied Neg 40   gesetzt werden.

   Ober die Stromtore St40, St41 kann entweder die negierte oder die nichtnegierte Zahl auf das Additionswerk gegeben werden. Die Steuerung dieser Stromtore erfolgt dabei wie bisher über das Zählwerk Zw1, welches durch den Impuls C bei jedem einzelnen Feldvorgang um Eins weitergeschaltet wird und bei Erreichen der Ziffernzahl des Multiplikators m wieder auf Null gesetzt wird.

   Dieses   Zählwerk   ist nun so zu ergänzen, dass es bereits im vorletzten Spiel einen Impuls   M-l   herausgibt, welcher die Stromtore   St41   abschaltet und die Stromtore St40 einschaltet, so dass das Multiplikandenglied negativ auf das Additionswerk Ad gegeben wird.
Für die oben beschriebene   Feldrechnung   ist es ferner von Interesse, die Multiplikation annähernd so schnell auszuführen, wie die Addition, 
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 toren durch die Multiplikationsvorrichtung. Dies ist mit den nach dem Serienprinzip arbeitenden Maschinen im allgemeinen nicht erreichbar. Wie bereits oben (Seite 13, Zeile 3 von unten) angedeutet, soll im folgenden die erwähnte Multiplikations-Vorrichtung beschrieben werden, die diese Aufgabe löst. Die beschriebene Vorrichtung stellt dabei lediglich ein Ausführungsbeispiel dar.

   Das verwendete Grundprinzip ist in verschiedener Weise abwandelbar. So ist das Ausführungsbeispiel auf Zahlen im Dualsystem spezialisiert, wobei die Zahlen angefangen mit der kleinsten Potenz übertragen werden, wobei keine Ziffern vor dem Komma auftreten. 



   Wie Fig. 18 zeigt, enthält die Vorrichtung zwei Eingänge   ma   und mb, bei denen die beiden Faktoren eingegeben werden. Von hier werden die Ziffern unter Zwischenschaltung von Verzöge-   rungsgliedern auf   die Schieberegister Ma und Mb (z. B.   Flip-Flop. Sätze,   die   impulsgesteuert   eine Verschiebung der ganzen Zahl von links nach rechts erlauben) gegeben. Ein drittes Schieberegister Me nimmt jeweils die Summe der einlaufenden Faktoren auf, wobei die Summe ziffernweise über ein   Additionswerk Afjf   gebildet wird. 



  Wir halben ferner ein paralleles dem Stellenumfang der eingegebenen Zahlen entsprechendes Additionswerk Me und ein Zwischenregister   Md,   dessen Inhalt mit einer Abwärtsverschiebung von zwei Dualstellen auf das Additionswerk Me zurückübertragen werden kann. 



   Fig. 19 gibt ein Rechenbeispiel wieder. Die Arbeitsweise ist nun folgende :
Seien   A   und B die beiden Faktoren, so sei unter a bzw. b die Rumpfzahl verstanden, wie sie bis zum jeweiligen Stand der Multiplikation bei 
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 <Desc/Clms Page number 9> 

 rade. bei ma und mb einlaufenden beiden neuen Ziffern der Faktoren   A   und B seien mit a'und b' 
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 steht. Es ergibt sich nun nach folgender Formel aus   den Werten a, b, a', b'und   c der neue Wert 
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  Es gilt zunächst : (a +   a') (b + b') = ab + a'b   + b'a + a'b'   c + a'b +b'+ a'b'= c'    
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 bedeutet a'.   b   + b'.   a   entsprechend den Werten von   a'b'den     Wert 0,   die Addition von a, die Addition von b oder die Addition von a+b. 



  Schliesslich kann a'. b'ebenfalls die Werte 0 oder L annehmen. 



   Die Wertekombination der beiden neuen bei ma, mb eingegebenen Ziffern gibt also   an, ob un. d   von welchem der 3 Register Ma, Mb, Me der 
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 das Produkt   a'. b'in   Gestalt einer L hinzuaddiert werden. Das errechnete Produkt kann aus dem Register Ma über me4 herausgegeben werden. 



   Soll die Vorrichtung sofort zu einer neuen Multiplikation weiterbenutzt werden, so muss das Produkt am Ende des Vorganges parallel von Md auf ein, anderes Register gegeben werden, von wo es im Verlauf der folgenden Multiplikation in Serie herausgelesen werden kann. 



   Mit der gezeigten Vorrichtung ist die Multiplikation zweier Faktoren während der Durchlaufzeit dieser Zahlen durch die Vorrichtung   möglich.   



  Jedoch erscheint das Resultat um eine Transportzeit später. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Programmgesteuerte Rechenmaschine zur Durchführung von Rechenvorschriften, die sich auf Felder von gitterartig angeordneten Feldwerten erstrecken, wobei diese Rechenvorschriften Operationen enthalten, welche die Anwendung der gleichen Einzeloperation auf jeden einzelnen Feldwert eines Feldes bzw. auf Paare einander zugeordneter Feldwerte zweier Felder darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auflösung der Rechnung in ein Befehlsprogramm aus Befehlen für Operationen zwischen und mit ganzen Fel-   dern. (Feldoperationsbefehle)   die Auswahl-, Speicher- und Ableseeinrichtungen des Speichers zur Aufnahme der Feldwerte so ausgebildet und angeordnet sind, dass durch solche an einem Befehlsregister eingestellte   Feldoperationabefehle   jeweils die Übertragung und operationsgemässe Verarbeitung ganzer Felder bewirkt wird.

Claims (1)

1. 2. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Feldoperation bil- denden Einzeloperationen in einem gemeinsamen Rechenwerk nacheinander. durchgeführt werden. 3. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Feldoperation bildenden Einzeloperationen parallel in mehreren Rechenwerken gleichzeitig durchgeführt werden.

   4. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Feldoperation bildenden Einzeloperationen teils hintereinander im EMI9.5 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu einem Feld gehörenden Einzelwerte im Speicherwerk so angeordnet sind, dass sie hintereinander bzw. parallel bzw. sowohl hintereinander als auch parallel In einem Ablese-bzw. Speichervorgang aus dem Speicherwerk abgelesen bzw. in das Spei- cherwerk hineingegaben werden können und dass topologisch benachbarte Werte zeitlich unmittelbar nacheinander übertragen bzw. gleichzeitig auf nebeneinander liegenden Speicherzellen zugeordnete Elemente des Rechenwerkes gegeben werden.

   6. Rechenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Obertragungsvorrich- tungen und Rechenwerken, die zu einer Zeile des Feldes gehörenden Einzelwerte gleichzeitig in parallelen Vorrichtungen, die zu einer Spalte des Feldes gehörenden Einzelwerte jedoch hintereinander bearbeitet werden.

   7. Rechenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Speichereinrichtung eine periodisch arbeitende Vorrichtung dient, welche in regelmässigen Abstän- den die die eigentliche Speicherung tragenden Teile (Speicherträger) mit Speicher bzw. Ablesegliedern in Verbindung bringt, vorzugsweise so, dass während einer Arbeitsperiode jedes Einzelelement des Speichenrägers einmal von den Einschreib-bzw. Ablesegliedern her zugänglich ist.

   8. Rechenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherträger ein rotierender Bauteil vorzugsweise eine Magnettrommel bekannter Bauart dient.

   9. Speicherträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Anordnung der Werte eines Feldes auf der Speichereinrichtung (Trommel) topologisch der Zuordnung der einzelnen Werte innerhalb des Feldes entspricht (Fig. 6).

   10. Speicherträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Arbeitsperiode eine ganzzahlige Anzahl von Feldern vorzugsweise genau ein Feld mit den Speicher-bzw.

   Ableseeinrichtungen in Verbindung tritt.

   11. Speicherwerk nach Anspruch 10 in Trommelausführung, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spalte eines Feldes eine oder mehrere Trommelspuren und jeder Zeile eines Feldes auf der Trommelspur nebeneinanderliegende Werte zugeordnet sind und die Werte einer Spalte hinter- <Desc/Clms Page number 10> einander über die gleichen Speicher bzw. Ableseglieder übertragen werden, während die Werte einer Zeile auf parallelen Speicher bzw. Ablesegliedern übertragen werden.

   12. Speicherwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte einer Spalte auf einer Trommelspur in Seriendarstellung aufgebracht werden.

   13. Rechenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtungen in verschiedene Teile aufgeteilt sind, welche verschiedenen zu speichernden Wertefeldern entsprechen, wobei die Verbindung mit den einzelnen Feldern nacheinander über gleiche oder gleichzeitig über parallele Einrichtungen erfolgt.

   14. Rechenmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen vorgesehen sind, um Verschiebungen der Werte innerhalb der Felder derartig vorzunehmen, dass Platzvertauschungen der Speicherinhalte eines Feldes vorgenommen werden, wobei entweder die Zeilen des Feldes auf die Plätze der jeweiligen Nachbarzeilen bzw. die Spalten des Feldes auf die Plätze der jeweiligen Nachbarspalte übertragen werden bzw. diese'beiden Operationen gleichzeitig durchgeführt werden.

   15. Rechenmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung bzw. Vertauschung der Spalten in Zeilenrichtung EMI10.1 parallelen Ablese- und Speichereinrichtungen erfolgt (Zv, Fig. 4).

   16. Rechenmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung bzw.

   Vertauschung der Zeilen in Spaltenrichtung durch Verzögerungslinien bzw. besonders versetzte Speicher-bzw. Ableseeinrichtungen (Magnetköpfe) erfolgt (Sv, Fig. 4).

   17. Rechenmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Verschiebung der Feldwerte in einer gesonderten Vorrichtung (Rechenwerk Rw) untergebracht sind, welcher ein gesonderter Teil des Speicherwerkes (Tr3) zugeordnet ist (Fig. 4).

   18. Rechenwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es Ablesevorrichtungen aus dem Speicherwerk enthält, welche es gestatten, die Feldwerte einmal in der normalen Zeilenanordnung (K4), ein andermal um eine Zeile in der einen Richtung (K3) und schliesslich um eine Zeile in der andern Richtung (K5) abzulesen, und dass Speichervorrichtungen (K2) vorgesehen sind, welche die Feldwerte bei Ablesung über unversetzt arbeitende Ableseglieder (K4) wieder unversetzt in das Speicherwerk geben (Fig. 4).

   19. Rechenwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ablese- und den Speichergliedern die Elemente zur Auswahl der Ableseglieder (Zv) bzw. Vertauschung der- EMI10.2 einzelnen Werte (Vgl, Vg2, Neg, Ad) liegen (Fig. 4).

   20. Rechenwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur rechnerischen Behandlung entsprechend der spaltenweisen Anordnung der Feldwerte spaltenweise geordnet sind und jede Spalte die gleichen Elemente ent- EMI10.3 ordnet sind (Vgl, Vg2, Neg, Fig. 4).

   22. Rechenwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdoppelung bzw. Halbierung durch in die Obertragungsleitungen eingebaute Verzögerungsglieder (Vgl, Vg2) bewirkt wird, wobei bei normalem Durchlauf der Werte von den niederen zu den höheren Stellen die Werte um den Zeilenabstand einer Dualziffer verzögert werden, während sie bei Verdoppelung um zwei solche Abstände und bei Halbierung nicht verzögert werden (Fig. 4).

   23. Rechenwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spalte Additionswerke (Ad) zugeordnet sind, deren eine Gruppe von Eingängen an die Ableseglieder des zum Rechen- EMI10.4 gegebenenfallsDazwischenschaltung anderer Elemente und deren andere Gruppe von Eingängen (')"K'2 an andere Teile des Gesamtgerätes vorzugsweise dem Hauptspeicher angeschlossen sind und deren Ausgänge (rw3) wahlweise an die Speicherglieder des Rechenwerkes bzw. des Hauptspeichers angeschlossen werden können (Fig. 2,4).

   24. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Addition bzw. Subtraktion zweier Felder, d. h. sämtlicher Gitterwerte des einen Feldes zu den entsprechenden Gitterwerten des andern Feldes so erfolgt, dass das eine Feld in den über die Additionswerke laufenden Kreislauf des Rechenwerkes gegeben wird, während das andere Feld auf die zweiten Eingänge der Additionswerke des Rechenwerkes gegeben wird (Fig. 4).

   25. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Operationen zwischen Feldern, bei denen die Gitterwerte des einen Feldes mit den entsprechenden Gitterwerten des andern Feldes durch in aufeinanderfolgende Vorgänge auflösbare Operationen verknüpft werden, in der Weise durchgeführt werden, dass den aufeinanerfolgenden Vorgängen der Einzeloperationen aufeinanderfolgende Operationen mit dem bzw. den Feldern insgesamt entsprechen.

   26. Rechenmaschine nach Anspruch 25 zur Durchführung der Multiplikation zwischen zwei Feldern, d. h. der Multiplikation sämtlicher Gitterwerte des einen Feldes mit den entsprechenden Gitterwerten des andern Feldes, dadurch ge- kennzeichnet, dass der gesamte Vorgang in einzelne Feldadditionen aufgelöst wird, die der Auf- <Desc/Clms Page number 11> lösung einer Multiplikation in Einzeladditionen entsprechen.

   27. Rechenmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplikation zwischen zwei Feldern in soviel Einzeladditionsvorgänge zerlegt wird, wie der Multiplikator Ziffern aufweist.

   28. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Multiplikation zweier Felder das Multiplikandenfeld auf einen normalen Speicher gegeben wird, von wo aus es zu dem im Rechenwerk kreisenden Aufbaufeld des Produktes wiederholt hinzuaddiert wird, wobei die Steuerung dieser Additionen durch ein das Multiplikatorfeld aufnehmendes Multiplikatorwerk erfolgt (Fig. 4,5).

   29. Multiplikatorwerk nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem einzelnen Additionsvorgang einer Feldmultiplikation, die dem Vorgang entsprechenden Dualziffern sämtlicher Gitterwerte des Multiplikatorfeldes ermittelt werden und durch diese die Addition der zugeordneten Gitterwerte des Multiplikandenfeldes zu den Gitterwerten des Produkt-Aufbaufeldes gesteuert werden (Fig. 4,5).

   30. Multiplikatorwerk nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Zählwerke (Zwl, Zw2) enthält, von denen das eine (Zwl) bei jedem Einzelvorgang {Feldaddition) um Eins weiterzählt, während das andere (Zw2) während der Ablesezeit der Werte des Multiplikatorfeldes vom Speicher des Multiplikatorwerkes (Mr) bei jeder Dualstelle um Eins weiterzählt und dass bei Obereinstimmung beider Zählwerke die gerade durch die Ableseglieder des Multiplikatorwerkes (Mr) laufenden Dualziffern der betreffenden Stelle für alle Werte der betreffenden Zeile des Feldes auf Speicherelemente (full) gegeben werden, von wo sie zur Steuerung der Feldaddition des Multiplikandenfeldes dienen (Fig. 5).

   31. Multip11lkatorwerk nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Multiplikatorziffern um eine Zeile vorher verschoben erfolgt und beim übergang von einer Zeile zur nächsten, die vorher auf die Speicherglieder gegebenen Multiplikatorziffern auf eine zweite Gruppe von Speichergliedern (FI2) gegeben werden, wo sie während des Addiervorganges der nächsten Zeile stehen bleiben und von dort im Rechenwerk für die folgende Zeilenaddition in jeder Spalte die Addition des Multiplikanden freigeben bzw. sperren (Fig.-5).

   32. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass technische Mittel vorgesehen sind, um Operationen zwischen einem einzelnen Wert und sämtlichen Gitterwerten eines Feldes durchführen zu. können.

   33. Rechenmaschine nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Wert während einer Feldübertragung hintereinander und parallel auf sämtliche übertragungsleitungen des Kreis- EMI11.1 sind, um einzelne Spalten bzw. einzelne Zeilen bzw. einzelne Werte der Felder rechnerisch getrennt behandeln zu können.

   35. Rechenmaschine nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass in den Übertragungsleitungen. Sperren vorgesehen sind, welche es gestatten, bei der Übertragung der Werte des Feldes eine Zeile, eine Spalte bzw. einen Einzelwert herauszusieben (Sk, Sw, Fig.. 6).

   36. Rechenmaschine nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperren zum Heraussieben von Zeilen und Spalten einmal in übertragungsleitungen zwischen dem Speicherwerk und dem Rechenwerk bzw. Multiplikatorwerfk und zum andern am Ausgang des Rechenwerkes liegen. {Fig. 2,4, 9).

   37. Vorrichtung zum Sperren von übertra- gungsleitungen nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Spalten über ein Spaltenwählwerk (Sw) erfolgt, welches bei Betätigung (w4, lediglich die'Übertragungs- leitung einer einzelnen Spalte freigbt, während normalerweise bei Nichtbetätigung durch parallele Glieder sämtliche Spalten eingeschaltet sind (Fig. 9).

   38. Vorrichtung zum Sperren von Übertra- gungsleitungen nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl von Zeilen über ein Sektor-Koincidenzwerk (Sk) erfolgt, welches die übertragungsleitungen des Feldes bei Betätigung (W2, W3) lediglich zurzeit der Übertragung der eingestellten Zeile freigibt, während bei Nichtbetätigung die übertragungsleitungen dauernd freigegeben sind (Fig. 9).

   39. Vorrichtung zum Heraussuchen eines einzelnen Feldwertes nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auswahl eines Feldes sowohl die Auswahlvorrichtung für die zugeordnete Spalte als auch für die zugeordnete Zeile betätigt werden (Fig. 9).

   40. Programmwerk für eine Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Befehlsregister (Bc) je Feldoperation ein iBefehl bereitgestellt wird, dessen einzelne Komponenten die übertragungseinrichtungen usw. der Rechenmaschine steuern (Fig. 3).

   41. Programmwerk nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass im allgemeinen nach Abschluss der Übertragungszelt eines Feldes das Befehlsregister (Bc) neu belegt wird bei einer Operation, wie der Feldmultiplikation, welche im ganzen mehrere einzelne Feldoperationen enthält, jedoch der Befehl während dieser Zeit stehenbleibt und erst nach Beendigung der Gesamtoperation durch einen neuen ersetzt wird.

   42. Programmwerk nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Durchführung be- <Desc/Clms Page number 12> dingter Operationen vor das eigentliche Befehlsregister (Bc) zwei Befehlsvorregister (Ba, Bb) geschaltet sind, welche zwei Alternativbefehle enthalten und dass vom Rechenwerk her in Abhängigkeit von den Ergebnissen der Rechnung über eine Bedingungsleitung (q) entschieden werden kann, welcher der beiden Alternativbefehle beim nächsten Wechsel auf das Befehlsregister (Be) übertragen wird (Fig. 3).

   43. Rechenmaschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung des Programmwerkes durch das Rechenwerk Vorrichtungen vorgesehen sind, welche das Überschreiten der zulässigen Stellenkapazität irgend eines der einzelnen Feldwerte an das Programmwerk melden (Um, Fig. 4).

   44. Rechenmaschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verschiebungsoperationen durch Platzvertauschung der Zeilen innerhalb eines Feldes ein überschneiden des Feldes durch übertragen der ersten Zeile auf die letzte und umgekehrt durch das Programmwerk verhindert wird (Fig. 3).

   45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sektor-Aanalysator (Sa) vorgesehen ist, der an das Programmwerk die Meldung gibt, dass zur Zeit die erste bzw. letzte Zeile im Rechenwerk über die Übertragungsleitungen läuft und im Zusammenhang mit dem Befehlsregister (Be). bei Verschiebungsoperationen die Ausführung der Übertragungsbefehle während der ersten bzw. letzten Zeilenübertragung verhindert (Fig. 3).

   46. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenwerk für Feldoperationen mit einer normalen programmgesteuerten Rechenmaschine (Nr) in der Weise gekuppelt ist, dass übertragungen einzelner Werte zwischen den beiden Teilen möglich sind (Fig. 2).

   47. Speichertrommel für eine Rechenmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens ein Feld auf der Trommel drei Reihen paralleler Ableseköpfe vorgesehen sind, welche je um einen Sektor entsprechend einem Zeilenabstand des Feldes gegeneinander versetzt sind und dass eine Reihe Schreibkopf vorgesehen ist, welche in der Richtung der Trommeldrehung eine geringe Versetzung gegenüber der mittleren Reihe der Ableseköpfe aufweist, wobei sich die Versetzung aus der dem Rechenwerk entstehenden Verzögerung zusätzlich eventueller aus konstruktiven Gründen erforderlichen Verzögerungglieder ergibt (Fig. 7).

   48. Speichertrommel für eine Rechenmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel auf dem Umfang zwei Felder aufnehmen kann und einmal mit drei Reihen um einen Sektor versetzten Ableseköpfe versehen ist, zum andern mit einer Reihe von Schreibköpfen versehen ist, welche der mittleren Ablesekopfreihe mit geringer Versetzung in Richtung der Trommelumdrehung gegenüberliegen, wobei die Ver- setzung der Verzögerung des Kreislaufes im Rechenwerk entspricht (Fig. 8).

   49. Speichertrommel nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Tourenzahl gegenüber der Tourenzahl der Speichertrommel für die Speicherung der Felder halb so gross ist.

   50. Rechenmaschine mit einer Speichertrommel nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht zum Rechenwerk gehörenden Trommeln ebenfalls auf dem Umfang zwei oder mehr Felder aufnehmen können.

   51. Rechenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spalte des Feldes eine EMI12.1 Faktoren während der Durchlaufzeit dieser Faktoren miteinander zu multiplizieren und dass auf dieser Multiplikationsvorrichtung die einer Spalte zugeordneten Werte hintereinander in einem Arbeitsgang miteinander multipliziert werden.

   52. Rechenmaschine nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass eine Multiplikationsvorrichtung benutzt wird, bei der beide Faktoren in Serie gleichzeitig über zwei parallele Leitungen , M ) zugeführt werden und welche am Ende der Durchlaufzeit der beiden Faktoren aut einem Produktregister (Md) das Resultat bereitstellt.

   53. Rechenmaschine nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Spalte am Ende einer jeden Einzelmultiplikation das Produkt parallel auf ein Register (Mh) übertragen wird und von dort aus in Serie herausgegeben wird.

   54. Rechenmaschine nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Faktorenfeld vom Hauptspeicher (Trl) das andere Feld vom Speicher des Rechenwerkes (Tr3) zugeführt wird.

   55. Rechenmaschine nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktfeld auf den. Speicher des Rechenwerkes zurückübertragen wird, wobei die übertragung über gesonderte etwa um einen Sektor versetzte Schreibköpfe (K6) erfolgt, um die im Multipilkationswerk entstandene Phasen-Verschiebung um einen Sektor auszugleichen.

   56. Rechenmaschine nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass vom Befehlsregister (Bc) während einer Feldmultiplikation und der übertragungszeit der Zahlen innerhalb der Sektorzeit die Zuführungsleitungen der Faktoren frei- EMI12.2 durch gekennzeichnet, dass am Ende einer jeden Sektorzeit während welcher eine Multiplikation stattfand, ein Impuls vom Programmwerk herausgegeben wird (bc3), welcher etwas verzögert (bc4) die übertragung des Produktes auf das Produktregister (Mh) bewirkt und von dort während der folgenden Sektorzeit die Herausgabe des Produktes auf die übertragungsleitungen des Produktfeldes (mbl) bewirkt. <Desc/Clms Page number 13>

   58. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem einzelnen Feldvorgang von jedem Wert des Multiplikatorfeldes eine Gruppe von mehreren diesem Feldvorgang zugeordneten Ziffern erfasst wird und als Funktion dieser Zifferngruppen die Additionen bzw.

   Subtraktionen der Werte des Multiplikandenfeldes zu den Werten des Aufbaufeldes der Produkte eventuell mit zusätzlichen Verschiebungen der Werte selbst gesteuert werden.

   59. Rechenmaschine nach Anspruch 58 in Dualsystem, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem einzelnen Vorgang zwei Ziffern eines jeden Multiplikators vorzugsweise fortschreitend von den niedrigen. Stellen zu den höheren Stellen erfasst werden.

   60. Rechenmaschine nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Einzelvorgang und jeder einzelnen Multiplikation entsprechend den Ziffernwerten der beiden zugeordneten Dualziffern des Multiplikators zum Aufbauwert des Produktes entweder nichts bzw. der einfache bzw. der doppelte bzw. der einfache Multiplikand negiert addiert wird, wobei im letzten Fall zum Ausgleich die nächsthöhere bzw. die nächsthöheren Ziffern des Multiplikators um Eins erhöht werden.

   61. Rechenmaschine nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, dass das Multiplikatorfeld vor der, eigentlichen Multiplikation vorzugsweise im Zuge seiner übertragung auf dem der Multi- plikatorvorrichtung zugeordneten Speicherteil eine Umformung erfährt.

   62. Rechenmaschine nach Anspruch 61 mit Einrichtung zur Umformung der Multiplikatoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziffern jedes einzelnen Multiplikators gruppenweise zu zwei Ziffern erfasst werden und im Falle, dass beide Ziffern einer Gruppe = L sind, über ein Addier- EMI13.1 Ziffern durchgeführt wird.

   63. Vorrichtung zur Umformung des Multiplikatorfeldes nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass die einer jeden Spalte des Feldes zugeordneten Werte nacheinander über ein Addi- tionswer. k (Ad20) und ein Verzögerungsglied (Vg20) laufen, wobei, gesteuert durch einen Untersetzer (Us20), welcher bei jeder zweiten Dualziffer einen Impuls gibt, vor und hinter dem Ver- zögerungsglied die einzelnen Ziffern abgegriffen werden und im Falle, dass beide Ziffern einer Gruppe = L sind, ein Impuls (Kj20) auf das vorgeschaltete Additionswerk (Ad20) gegeben wird, wodurch die folgende Zifferngruppe um Eins erhöht wird.

   64. Rechenmaschine nach Anspruch 63 mit zwei Zählwerken (Zw21, Zw22), dadurch gekennzeichnet, dass das eine Zählwerk (Zw21) bei jedem Feldvorgang um Eins weiterzählt, während das andere bzw22) während des Durchlaufens einer Zeile des Feldes bei jeder zweiten Dualstelle um Eins weiterschaltet und bei Uberein- stimmung beider Zählwerke die gerade über die Ableseglieder (K21) des Multiplikatorfeldes laufende Gruppe der zugeordneten beiden Dualziffern für alle Werte der betreffenden Zeile des Feldes auf Speicherelemente (FI21, F122) gegeben werden, von wo sie zur Steuerung der Feldmultiplikation des Multiplikandenfeldes dienen.

   65. Rechenmaschine nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Multiplikatorziffer um eine Zeile vorher verschoben erfolgt und beim Übergang von einer Zeile zur nächsten, die vorher auf die Speicherglieder (FI21, Fil22) gegebenen Multiplikatorziffern auf eine zweite Gruppe von Speichergliedern (FI23, F124) übertragen werden, wo sie während des Arbeitvorganges der nächsten Zeile stehenbleiben und von dort die Operationen im Rechenwerk steuern.

   66. Rechenmaschine nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass die übertragung des Multiplikandenfeldes auf die Additionswerke des Rechenwerks cO über Zwischenglieder erfolgt, welche die Verzögerung der einzelnen Ziffern um eine Dualstelle (Vg22) und ihre Negation (Ng20) ermöglichen.

   67. Rechenmaschine nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder einzelnen Spalte die übertragung der Werte des Multiplikandenfeldes durch die im Multiplikatorfeld ermittelten den betreffenden Vorgang zugeordneten Ziffern des Multiplikators erfolgt.

   68. Rechenmaschine nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass das Feld der Aufbauwerte der einzelnen Produkte einen Kreislauf im Rechenwerk durchführt, wobei die einzelnen Werte bei jedem Durchlauf um zwei Spiele abwärts verschoben werden (Vg21).

   69. Rechenmaschine nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtsverschie- EMI13.2 gekennzeichnet, dass die zu einem Feld gehörenden Einzelwerte im Speicherwerk so angeordnet sind, dass die einzelnen Werte mit ihren sämtlichen Ziffern gleichzeitig parallel übertragen werden und die Werte des Feldes zeilen-bzw. spal- tenweise, hintereinander übertragen werden (Fig.

   12).

   71. Rechenwerk für eine Rechenmaschine nach Anspruch 70 mit Einrichtungen zum spaltenweisen und zeilenweise Verschieben des Gesamtfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung um eine Zeile durch um einen Sektor versetzte Ablesekopfreihen (K3, K5) bewirkt wird, u. zw. mindestens je eine Reihe für Vorwärtsver- EMI13.3 gekennzeichnet, dass bei Vorwärtsverschiebung die Übertragung des letzten Sektors und bei Rück- <Desc/Clms Page number 14> wärtsverschiebung die Übertragung des ersten Sektors vom Programmwerk unterbrochen wird, um Überschneidungen der Feldränder zu vermeiden.

   73. Rechenwerk für eine Rechenmaschine nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung um eine Spalte innerhalb der Sektoren durch Verzögerung bzw. Vorverlegung der übertragenen Zahlen über Verzögerungsglleder EMI14.1 wege eingeschaltet sind (Fig. 13).

   74. Rechenwerk nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb jedes Sektors bei Vorwärtsverschiebung die Übertragung der ersten Zahl und bei Zurückverlegung die Übertragung der letzten Zahl vom Programmwerk her unter- brochen wird.

   75. Rechenwerk nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verschiebungsoperatio- nen die Unterbrechung der Übertragung des ersten bzw. letzten Sektors und der ersten bzw. letzten Zahl innerhalb der Sektoren aufgehoben werden kann, sofern es sich um ein Zylinderfeld handelt.

   76. Rechenwerk nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdoppelung bzw. Hal- bierung der einzelnen Werte eines Feldes durch Umschaltglieder (Sv) erfolgt, welche sämtliche Werte eines Feldes um eine Stelle nach links bzw. nach rechts versetzen (Fig. 13).

   77. Rechenwerk nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kreislauf des Rechen- werks ein paralleles Additionswerk (Ad30) ein- gebaut ist, dessen einer Eingang vom Rechenwerk her und dessen anderer Eingang von andern Tei- len des Gesamtgerätes, vorzugsweise vom Spei- cherwerk (rw2), her belegt werden kann, und dass der Ausgang des Additionswerkes (rw3) wahl- weise an die Speicherglieder des Rechenwerkes (rwl) bzw. des Hauptspeichers angeschlossen werden kann (Fig. 13).

   78. Rechenwerk nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, dass direkte übertragungsmög- lichkeiten (St30) vom Ausgang des Additionswer- kes auf einen Eingang des Rechenwerkes vorgese- hen sind, um so beispielsweise die Summe sämt- licher Werte eines Feldes bilden zu können (Eg.

   13).

   79. Rechenmaschine nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass je Einzelfeldaddition die Du- alziffern sämtlicher Feldwerte, welche der Stelle der betreffenden Einzeladdition entsprechen, aus dem Multiplikatorfeld herausgelesen werden und steuernd auf den Additionsvorgang des Multipli- kandenfeldes zum Aufbaufeld des Produktes wir- ken.

   80. Multiplikatorwerk nach Anspruch 79, da- durch gekennzeichnet, dass durch ein Zählwerk (Zw31), welches pro Einzeladdition um Eins weiterschaltet, ein Wählwerk gesteuert wird, welches seinerseits an der betreffenden Dualstelle den entsprechenden übertragungsweg des Multiplikator- kreislaufs (Tr22) auswählt und mit den Steuer- elementen des Multiplikandenkreislaufes (mr32) verbindet und dort für jeden einzelnen Wert des Feldes die Addition zum entsprechenden Wert des Aufbaufeldes freigibt oder sperrt (Fig. 13,14).

   81. Rechenmaschine nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Einführung und Herausnahme einzelner Werte in ein Feld oder aus einem Feld bzw. zur Übertragung eines Wertes auf sämtliche Gitterpunktstellen einer Zeile, einer Spalte oder auch eines ganzen Feldes ein parallel arbeitendes Register (Rg30) vorgesehen ist, welches über die Auswahlvorrichtungen des Hauptspeichers (Fwl-5) an die Übertragungs- leitungen zwischen Speicherwerk und Rechenwerk (spi) angeschlossen werden kann (Fig. 15).

   82. Rechenmaschine nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennte Behandlung einzelner Zeilen bzw. einzelner Spalten eines Feldes durch in die übertragungswege eingebaute Sperren (vw34) erfolgt, welche durch Sektorbzw. Spaltenkoinzidenzwerke gesteuert werden (Fig. 15).

   83. Einrichtung zur Sperrung bzw. Freigabe der übertragungswege der Feldübertragungen nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zeilenwähler (Zw30) vom Planwerk (w33) her die auszuwählende Zeile eingestellt werden kann und durch einen Zeilenzähler (Zz30), welcher je Sektor um Eins wietergeschaltet bei übereinstimmung der Position mit dem am Zeilenwähler (Zw30) eingestellten Wert die übertragungwege freigegeben werden (St33, Fig. 15).

   84. Einrichtung nach Anspruch 83, dadurch EMI14.2 (Sw30) vom Planwerk (w35) her die auszuwählende Spalte eingestellt werden kann und durch einen Spaltenzähler (Sz30), welcher je Wert (Bit) um Eins weiterzählt, bei Übereinstimmung der Position mit dem am Spaltenwähler eingestellten Wert die übertragungswege freigegeben werden (St35 Fig. 15).

   85. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass negative Werte sowohl des Multiplikators, als auch des Multiplikandenfeldes als Komplemente dargestellt werden und bei ziffernweiser Abtastung des Multiplikatorfeldes die der höchsten Stelle des Multiplikators zugeordnete Feldoperation als Feldsubtraktion durchgeführt wird.

   86. Steuervorrichtung nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, dass in die übertragungwege des Multiplikandenfeldes (rw2) auf das Additionswerk (Ad) Negationsglieder (Neg40) geschaltet sind, welche durch das Operationszählwerk (Zwl) bei dem letzten Einzelvorgang betätigt werden.

   87. Rechenmaschine nach Anspruch 86, mit einer Multiplikationsvorrichtung für Zahlen, die' nach dem Serienprinzip Ziffer für Ziffer über zwei Eingänge für Faktoren (ma, mb) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung einmal die bisher eingegebenen Faktoren <Desc/Clms Page number 15> und zum andern das aus den bisher gebildeten Faktoren gebildete Teilprodukt gespeichert wird und jeweils bei Zuführung der beiden nächsten Multiplikatorziffern durch diese gesteuert, das neue Teilprodukt gegebenenfalls durch Addition eines der beiden oder der. Summe der beiden eingegebenen Teilfaktoren gebildet wird, wobei das durch die beiden neuen Ziffern gebildete Teilprodukt ebenfalls addiert wird.

   88. Rechenmaschine nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der beiden Teilfaktoren laufend gebildet und in einem besonderen Register zur Addition bereitgehalten wird.

   89. Rechenmaschine nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Dualsystem arbeitet.

   90. Rechenmaschine nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahlen in Seriendarstellung angefangen mit der der niedrigsten Potenz zugeordneten Ziffer dargestellt werden.