DE1070412B - Rechenvorrichtung mit dynamischen Registern - Google Patents

Description

kl. 42 m 14

INTERNAT. KL. G 06 f

PATENTAMT

ANME LDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLE GE S CHRIFT:

O 3229 IX/42m

17. OKTOBER 1953 3. DEZEMBER 1959

Die Erfindung bezieht sich auf Rechenvorrichtungen mit dynamischen Registern.

Es ist bei solchen Rechenvorrichtungen bekannt, die dynamischen Register, z. B. Magnettrommel«!, als Speicher für die anfallenden Rechenwerte zu benutzen. Im Falle einer Addition werden z. B. die zwei Summanden aus zwei getrennten Speichern oder aus einem Resultatspeicher und einer sonstigen Eingabevorrichtung ■ entnommen und einem besonderen Addierwerk zugeführt, aus dem die darin gebildete Summe in den Resultatspeicher übertragen wird. Diese Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß sie neben den Speichern noch Addier- bzw. Rechenwerke benötigen, die bei Verwendung des dekadischen Zahlensystems die Vorrichtung erheblich komplizieren und verteuern." ■ . '

Es ist andererseits bei Magnettrommelspeichern bereits bekannt, -eineMehrzahl von getrennten Schreibköpfen und Lesököpfen um den Umfang der Magnettrommel" anzuordnen, um die'Zugriffszeiten und damit auch die Rechenzeiten zu verkürzen, wobei jedoch die Magnettrommel weiterhin nur als Speicher gebraucht wird/ ■■ ■ ■ .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und' durch Einbeziehen des Speichers ■ in den " Rechenvorgamg selbst die elektronische Dezimal-Rechentechnik entscheidend zu vereinfachen. '

Nach dem Hauptmerkmal wind die der Erfindung zugrunde Hegende Aufgabe dadurch gelöst, daß neben dem ersten Schreib- und Lesekopf des Resultatregisters ein zweiter Schrei'bkopf in Laufrichtung im Abstand einer Zifrernstelle angeordnet ist, welcher die vorhergehenden Eintragungen in einer Ziffernstelle löscht, wenn eine weitere zusätzliche Werteintnagung in dieser Ziffernstelle durch den ersten Kopf unmöglich ist. Der Schreibkopf wird derart gesteuert, daß die Löschung im selben Registerzyklus erfolgt, in dem der Schreit)- und Lesekopf die Unmöglichkeit der zusätzlichen Werteintragung faststellt.

Weitere Einzelheiten gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor, in denen

Fdg. 1 eine Darstellungsweise von Dezimaltzahlen veranschaulicht,

Fig. 2 ein Blockschema einer Impulszählvorrichtung,

Fig. 3 ein Blockschema einer Dezimal-Impulszählvorrichtung, '

Fig. 4 in A den Vorgang von zwei Additionsbeispielen und in 5 den Vorgang von zwei Subtraktionsbeispielen, - ■ ·

Fig. 5' ein Blockschema einer Dezimalrecheneinrichtung,

Rechenvorrichtung
mit dynamischen Registern

Anmelder:

Ing. C. Olivetti & C. S.p.A.,
Ivrea (Italien) .

Vertreter: Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwalt,
München 23, Parzivalstr; 8

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 18. Oktober 1952

Dr.-Ing. Siegfried Reisen, Ivrea (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 6 ein Blockschema von Zusatzeinrichtungen, durch die die Dezimalrecheneinrichtung von Fig. 5 zu einer Vierspezies-Recheneinrichtung ausgebildet werden kann,

Fig. 7 die Art der Zusammenfügung der Fig. 5 und 6, ' ■■ · :

F;ig. 8 ein Diagramm der in einer Rechenperiode erzeugten Impulse darstellt: ^:

, . "." - Allgemeines Zählverfahren

Das Verfahren, das allen später beschriebenen Ausgestaltungsformen zugrunde liegt, beruht darauf, die Zahlen in ihre Einzelheiten aufzuteilen und jeweils nur eine Einheit zu übertragen, und kann daher gewissermaßen als eine elektrische Abart des klassischen Abacus angesehen werden.

Es ist ein Speicher vorgesehen, der eine Anzahl von zahlenstelleniweise gruppierten, hintereinander angeondneten Elementen aufweist. Im Falle der Dezimalzählung besteht jede Stelle aus neun Elementen. Bevor auf die nähere Ausgestaltung dieser Elemente eingegangen wird, nehme man einfachheitshalber an, daß jedes Element aus einem Speicherplatz besteht, der durch einen einer Einheit entsprechenden Zählimpuls belegbar ist. ^L

Erfinidiungsgemäß werden diese Speicherplätze stellenweise von einem Koppelglied abgetastet, durch das zyklisch je ein Impuls durch Belegen des in der niedrigsten Stelle zuerst angetroffenen unbelegten Speicherplatzes eingetragen wird. Sind die Speicherplätze ;der untersten Stelle sämtlich belegt, so erfolgt

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3 4

durch den nächsten Impuls-eine Übertragung in die ■ < ■■ Der bereits erwähnte Speicher 1 besteht aus η Denächsthöhere Stelle, wobei einerseits der erste unbe- zimalstellen mit je neun Speicherplätzen. Das Koppellegte Speicherplatz der nächsthöheren Stelle belegt glied T besteht hier aus zwei getrennten Magnetwird und andererseits sämtliche Speicherplätze der köpfen 2 und 3., von denen der erste sowohl eine Leseuntersten Stelle entleert werden. 5 spule als auch eine Schreibspule und der zweite nur

Es ist daher klar, daß die Anzahl der belegten eine Schreibspule enthält. Die Spulen sind in Fig. 3 Speicherplätze einer Stelle der jeweils darzustellen- nicht sichtbar. Der Magnetkopf 3 ist um eine Stellenden Zahl gleich ist. . länge hinter dem Magnetkopf 2 in der Abtastrichtung

In Fig. 1 sind die in der ' Spalte N angeführten versetzt angeordnet.

Zahlen so dargestellt, wie sie auf einem Dezimal- io Wie an sich bekannt, ist die Magnetspiur 1 anfängspaicher erscheinen würden, wobei unter Dl, D 2, D 3 Hch durchweg in einer gewissen Richtung vorpolariusw. die einzelnen Dezimalstellen gemeint sind. Die siert. Um einen Zählimpuls einzutragen, wird in jeweils in den Dezimalspalten eingezeichneten Punkte einem Speicherplatz eine Polarisation in der entstellen je einen durch einen Zählimpuls belegten gegengesetzten Richtung erzeugt. Der zu diesem Zweck Speicherplatz dar. 15 eingetragene magnetische Dipol, der das Vorhantden-

In Fdg. 2 ist ein Blockschema einer Impulszählvor- sein eines Zählimpulses kennzeichnet, wird im folgenrichtung skizziert. Der Zählimpuls gleht in eine Opera- den als Pluspunkt bezeichnet. Um den eingetragenen toreinheit 5, die über ein Koppelglied T mit einem Zählimpuls wieder zu löschen, wird in dem betreffendrehbaren Speicher 1 verbunden ist. Weiterhin steht den Speicherplatz die anfängliche Polarisation durch mit der Operatoreinheit B eine Anzeigevorrichtung F 20 Eintragung eines Minuspunktes, der das Nichtvorin Verbindung, auf der die im Speicher gelagerte Zahl handeiisein eines Zählimpulses kennzeichnet, wiederabgelesen werden kann. hergestellt. Für die Ziffer »Null« ist kein Speicher-

Der Speicher 1, der in Fig. 3 in eine Geralde abge- platz vorgesehen; ihr Auftreten wird durch das Nicht-

wickelt dargestellt ist, wird zyklisch von dem Koppel- Vorhandensein von Pluspunkten in den neun Speicher-

gilied T durchlaufen, so daß die einzelnen Speicher- 25 platzen der betreffenden Stelle gekennzeichnet,

platze, von der niedrigsten-Stelle her, hintereinander Durch die Drehbewegung des Speichers 1 erhält das

mit der Operatoreinheit B gekoppelt werden. Das Koppelglied T eine Relativbewegung in der Richtung

Koppelglied T ist dafür eingerichtet, einerseits die des in Fig. 3 eingezeichneten Pfeiles. Von der Bewe-

Speicherplätze abzulesen, um das Vorhandensein oder gung des Speichers 1 wird eine Reihe von Zeitsägnalen

Nichtvorhandensein eines Zählimpufees. an einem 30 abgeleitet, die zur Steuerung veitschiedener Vorgänge

Speicherplatz festzustellen und an die ' Operatorein- während des Operationsablaufes dienen. Die Erzeu-

heit B zurückzumelden, und andererseits, Zählimpiulse gung dieser ,Signale kann durch Kontakte oder z. B.

in den Speicher einzutragen bzw. abzutragen, d. h. zu durch auf einer rotierenden Scheibe angebrachte ma-

löschen, ; gnetische Marken, etwa Löcher oder Zähne, die auf

Für die technische Ausführung des Speichers selbst 35 Induktionsspulen wirken, erfolgen. Die Gesamtheit kommen grundsätzlich alle Prinzipien elektrischer dieser Zeitsignalgeber ist in Fig. 3 im Block 4 sym-Speichereinrichtungen in Frage. Aus praktischen boMsiert. Der Zeitsignalgenerator 4 erzeugt drei Arten Gründen ist die an sich bekannte Magnetspeicherung von Zeitsignalen, und zwar 0-, d-, und w-Signale, besonders vorteilhaft. In diesem Falle besteht der deren gegenseitige Lage durch die oberhalb des Spei-Speicher aus einer auf dem Umfang einer rotierenden 40 chers 1 angebrachten Bezeichnungen ersichtlich ist. Scheibe vorgesehenen Magnetspur, auf die die ein- 0 ist dabei das Zykelsignal, das den Anfang eines zelnen Zählimpulse durch Eintragung von kleinen jeden Speicherzykels signalisiert, d sind die Stelfenmagnetischen Dipolen als magnetische Punkte aufge- signale, die jeweils den Anfang einer neuen Speicherzeichnet werden. Da die Magnetspur ein ununter- stelle .melden, und m sind die Platz- öder Punktbrochenes Aufzeichnungsmittel bildet, existiert darin 45 signale, die den Grund-Zeitmaßstab der ganzen Einkeine Trennung zwischen den einzelnen Unterteilun- richtung bilden. Aufgabe dieser Punktsignale ist es gen, die aber im folgenden einfachheitshalber trotz- unter anderem, dafür zu sorgen, daß das Niederdem als getrennte Speicherplätze behandelt werden. schreiben der einzutragenden Punkte immer an Soll nun der Speicher eine Kapazität von beispiels- genau derselben Stelle des Speichers erfolgt, womit Weise zwölf Dezimalstellen aufweisen, so müssen 50 also ein unveränderliches Punktraster gewährleistet 9 · 12 = 108 Speicherplätze vorhanden sein. wird.

Von den anderen Möglichkeiten der Ausführung Bevor zur Beschreibung der weiteren in Fig. 3 abdes Speichers seien hier als Beispiele nur die folgen- gebildeten Bestandteile übergegangen wird, soll darauf den erwähnt: eine Bank von Glimmlampen-Register- hingewiesen werden, daß es sich im wesentlichen um einheiten, die durch einen rotierenden Kollektorkon- 55 Schaltungen, wie z. B. Verstärker, Tore (in der techtakt abgetastet wird, oder eine Reihe von Kondensa- nischen Literatur auch unter dem englischen Namen toren, die ebenfalls über einen Kollektor mit der Ope- »gate« bekannt), Polaritätsschälter und Flip-Flops, ratoreinheit gekoppelt werden. Weiterhin kommen handelt, die an sich bekannt Bind und daher nicht z. B. die Williams-Röhre, die den Vorteil hat, daß die näher beschrieben werden. Da aber die Flip-Flops rein elektronisch erfolgende Abtastung keine mecha- 60 jeweils zwei, im folgenden mit I bzw. II gekennzeichnische Bewegung erfordert, und dergleichen in Be- nete Gleichgewichtszustände besitzen, ist in Fig. 3 für ■fracht. jeden Flip-Flop-Eingang der Zustand eingezeichnet, In den nachfolgend beschriebenen Ausführüngs- auf den das Flip-Flop durch die Erregung dieses Einforrnen der Erfindung wird aber durchweg die magne- gangs umgeschaltet wind, bzw. ist für jeden Flip-Floptische Speicherung verwendet. 65 Ausgang der Zustand eingezeichnet, durch den der be- _.., treffende Ausgang erregt wird.

Zählvorrichtung Die Lesespule des Magnetkopfes 2 ist über einen

In Fig. 3 ist das allgemeine Blockschema einer Aus- gegebenenfalls vorhandenen Verstärker 5 an ein

führungsform einer Dezimäl-Impulszählvorrdchtung Summentor 8 angeschlossen, das seinerseits, über

wiedergegeben. ' 70 einen gegebenenfalls vorgesehenen und eventuell mit

dem Verstärker 5. vereinigbaren Verstärker 6 an die Schreibspule des. Magnetkopf es 2 angeschlossen ist.

Block 7 enthält einen Polaritätsschalter, der entweder von Hand aus oder durch automatische Kippschaltung umgelegt werden kann und einerseits die Polarität der Signale, für die der Verstärker 5 empfindlich ist, und andererseits die Polarität der Signale, die aus dem Verstärker 6 in den Magnetkopf 2 gegeben wenden, bestimmt. Der Polaritätsschalter 7 wind jeweils beim Übergang vom Vorwärts- bzw. Additivzählen (A) auf Rückwärts- bzw. Subtraktivzählen (S) unid umgekehrt umgelegt und kann daher wegbleiben, im Falle daß die Einrichtung nur zum Zählen in einer einzigen.Richtung bestimmt ist.

Das Summentor 8 liefert nur dann einen Ausgangsimpuls, wenn seine drei Eingänge n, p und q gleichzeitig erregt sind.

9 ist ein Flip-Flop, das in II die in an sich bekannter Weise erzeugten Zählimpulse erhält. Sein Ausgang II ist über ein Summentor 10 an den Eingang II eines Flip-Flops 11 angeschlossen. Der Auegang II des letzteren ist einerseits mit dem Eingang p des Summentors 8 und andererseits über ein Summentor 12 mit dem Eingang II eines Flip-Flops 13 verbunden. Der Ausgang II des Flip-Flops 13 ist über einen Polaritätsfschälter 14 mit der Schreibspule des Magnetkopfes 3 verbunden. Der Polaritätsschalter 14 bestimmt die Polarität der Erregung der Schreibspule des Magnetkopfes 3 und im übrigen gelten für ihn die hinsichtlich des Polaritätsischalters 7 gemachten Bemerkungen.

Zur Zurückschaltung des Flip-Fiops 13 auf den Zustand I ist ein Hemmungstor 15 vorgesehen, das nur dann ein Signal erzeugt, wenn zur gleichen Zeit sein Eingang u unerregt und sein Eingang ν erregt ist.

Vorwärts- bzw. Additivzählen

Es sei nun vorausgesetzt, daß eine beliebige Zahl, z. B. 528 436, wie in Fig. 3 durch die eingezeichneten Punkte veranschaulicht, bereite im Speicher 1 vorhaniden ist. Wie erwähnt, wird während eines Speioherzykels ein einziger Impuls eingetragen, so daß die Frequenz der Zählimpulse nicht die Speicherzykelfrequenz überschreiten darf. Orientierungshalber kann die Speicherzykelfrequenz z.B. mit 100Zykel/Sekunde angesetzt wenden.

Ein irgendwann innerhalb des Speicherzykels eintreffender Zählimpuls schaltet das Flip-Flop 9 von seinem Zustand I auf denZustand II um, in dem er so lange verbleibt, bis der Impuls seinen Weg fortsetzen kann. In die eigentliche Zählschaltung dringt der Impuls nämlich erst beim Auftreten des nächsten Zykelsignals 0 ein, durch den das Summentor 10 infolge der gleichzeitigen Erregung des Ausgangs II des Flip-Flops 9 das Flip-Flop 11 auf II umstellen kann. Der Zählimpuls .bleibt somit bis auf weiteres im Flip-Flop 11 gespeichert. Das erwähnte Zykelsignal stellt gleichzeitig das Flip-Flop 9 wieder auf seinen Zustand I zurück, wodurch dieses für die Aufnahme eines neu eintreffenden Impulses bereit gemacht wird.

Unmittelbar nach dem Auftreten des Zykelsignals 0 beginnt der Magnetkopf 2 seinen Abtastvorgang von links nach rechts entlang der ersten Speicherstelle Dl. Beim Vorwärtszählen ist der Polaritätschalter 7 so eingestellt, daß der Verstärker 5 keine Signale am Ausgang erzeugt, .solange ider Magnetkopf über Pluspunkte, also über belegte Speicherplätze läuft. Trifft er aber auf den ersten .unbelegten Speicherplatz, in Fig. 3 den siebenten Speicherplatz, so erscheint am Ausgang des Verstärkers 5 ein Signal, das an den Eingang η des S;ummentores 8 gelangt. Dieses erzeugt ein Ausgangss.igna.1, das über den Verstärker 6 an die Schreibspule d'es Magnetkopfes 2 gesendet wind, wenn gleichzeitig an allen drei Eingängen n, p und q jeweils ein Signal erscheint. Das wird bereits der Fall des siebenten Speicherplatzes sein, da das FMp-Flop 11 auf den Zustand II umgelegt worden ist und gleichzeitig in q ein Punktsignal m auftritt.

Es ist nun ersichtlich, daß die genaue Bestimmung des Zeitpunktes und somit des Ortes der Aufzeichnung des Magnetpunktes durch das Punktsignal m erfolgt. Dieses Niederschreiben kann naturgemäß nur mit einer — wenn auch noch so kleinen — zeitlichen Verzögerung gegenüber dem Lesen des betreffenden unbelegten Speicherplatzes stattfinden. Zum Ausgleich dieser Verzögerung muß daher das Lesen etwas früher vongenommen werden. Eine prinzipielle Möglichkeit dürfte hierzu in der räumlichen Trennung zwischen Schreibspule und Lesespule, durch Vorverlegung der letzteren in die Abtastrichtung, bestehen, wie dies bei verwandten Anordnungen für andere Zwecke bereite vorgeschlagen worden ist. Eine solche Maßnahme erscheint hier jedoch überflüssig infolge der endlichen Ausdehnung sowohl der Magnetpunkte als auch der Lesespule. Bei ausreichender Empfindlichkeit dürfte nämlich die Lesespule, schon von vornherein den Speicherplatz auf seine Polarität hin abfühlen, bevor er an (die durch das Punikfcsignal m genau bestimmte Schreibstelle gelangt ist.

Das vom Summentor 8 über den Verstärker 6 ausgesandte Signal schaltet gleichzeitig das Flip-Flop 11 auf seinen Zustand I aurück, so daß der Rest des betreffenden Speichanzykels ohne weitere Änderungen im Speicher selbst verläuft, denn die von den weiteren unbelegten Speicherplätzen ausgesandten Signale werden vom Summentor. 8 nicht durchgelassen.

Was nun die Übertragung, und zwar im vorliegenden Falle die Zehnerübertragung betrifft, so ist diese dann durchzuführen, wenn ein im Flip-Flop 11 gespeicherter Impuls in der betreffenden Speicherstelle, z. B. in der Stelle D1, nicht mehr eingetragen werden kann, weil sämtliche Speicherplätze derselben bereits belegt sind. .

In diesem Falle bleibt das Flip-Flop 11 so lange im Zustand II, bis der Magnetkopf 2 in irgendeiner der nächstfolgenden Speicherstellen den ersten unbelegten Speicherplatz vorfindet und den Impuls darin niederschreiben kann. Wenn also z. B. bei einem Zählwerksstand von 99999 ein neuer Impuls einzutragen ist, so läuft der Magnetkopf 2 wirkungslos über sämtliche fünf ersten Speicherstellen D1 bis D 5 und schreibt den Pluspunkt erst in den ersten Speicherplatz der sechsten Speicherstelle D 6 ein.

■ Der Übertragungsvorgang muß aber dadurch noch vervollständigt wenden, 'daß in den nächstniederen völlbelegten Speicherstellen sämtliche Pluspunkte gelöscht werden, um diese Stellen auf Null zurückzubringen. Dieser Löschvorgang erfolgt durch den Magnetkopf 3. Überschreitet der Magnetkopf 2 bei eingestelltem Flip-Flop 11 (Zustand II) eine Stellengrenze d, so wird durch das Auftreten des <i-Signals über das Summentor 12 das Flip-Flop 13 aus seinem Zustand I auf den Zustand II umgeschaltet. Das Flip-Flop 13 erregt dabei über den Polaritätsschalter 14 die Schreibspule des Magnetkopfes 3 derart, daß diese durch Einschreiben von Minuspunkten die Pluspunkte der nächstniederen Speicherstelle löscht. Dies geschieht für sämtliche Speicherplätze der genannten Speicherstelle. Hat innerhalb dieses Zeitraumes der Magnetkopf 2 den im Flip-Flop 11 gespeicherten Im-

puls niederschreiben können, so kehrt das Flip-Flop 11 auf seinen ,Zustand I zurück, und durch das Hemmungistor 15 wind beim Auftreten des nächsten d-Signals das Flip-Flop 1.3 wieder auf seinen Zustand I zurückgelegt.

Im erwähnten Beispiel des Betrages 99999 wird dagegen das Flip-Flop erst beim Auftreten des sechsten d-.Signals auf I zurückgelegt, so daß die Pluspunkte der gesamten Speicherstellen Dl bis D 5 gelöscht werden. . .

Rückwärts- bzw.' Sübtraktivzählen

Werden die Polanitätsschalter 7 und 14 auf Rückwärts- bzw. Sübtraktivzählen (S) umgelegt, so wird beim Eintreffen eines Zähllimpulses eine Einheit von dem im Speicher 1 stehen/den Betrag abgezogen.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Zählvorrichtung unterscheidet , sich dabei gegenüber dem Vorwärtszählen nur dadurch, daß einerseits der Verstärker 5 beim Auftreffen dies Magnetkopfes 2 auf einen belegten Speicherplatz ein Signal an das Summentor 8 weitergibt bzw. der Verstärker 6 die Schreibspule des Magnetkopfes 2 negativ erregt und daß andererseits., der Magnetkopf 3 unter denselben Umständen Pluspunkte .schreibt, unter denen er beim Vorwärtszählen Minuspunkte niederschrieb.

Die Zählimpulse treffen wie beim Vorwärtszählen in das Flip-Flop 9 ein. Gegenüber dem Vorwärtszählen ist nur zu bemerken, daß das Niederschreiben der Minuspunkte durch die Schreibspule des Magnetkopf es 2 jeweils vom ersten linken belegten Speicherplatz beginnt, so daß daraufhin die noch belegten Speicherplätze der. betreffenden Speichersteile nicht mehr die ersten. Speicherplätze..von links her sind.

Dieser Unterschied hat,^;aber keinerlei Rückwirkungen, und .das Rückwärtszählen kann jederzeit aufgehoben und das Vorwärtszählen wiederaufgenommen wenden, denn beim Zählvorgang ist nicht die Lage der einzelnen Pluspunkte innerhalb einer Speicherstelle sondern allein deren Anzahl entscheidend.

Grundsätzlich ließe, sich die Zählvorrichtung auch so gestalten, daß das Löschen der Pluspunkte von rechts her stattfindet. Zu diesem Zweck müßte ein zusätzlicher Magnetkopf im Abstand eines Speicherplatzes angeordnet werden. . . .

Allgemeiner Additions- und Subtraktionsvorgang

• Eine Impulszählvorrichtung ist im Wesen eine Addier- bzw.. Subtrahiervorrichtung zur fortlaufenden Addition einer Einheit zu einem bzw. zur fortlaufenden Subtraktion einer Einheit von einem im Speicher stehenden Betrag. Es erscheint daher klar, daß eine solche Zählvorrichtung zur Verwendung für Addition- bzw. Subtraktion zweier beliebiger Beträge ausgebildet werden kann. Die Arbeitsweise der Einrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 beschrieben.

Gegenüber der reinen Zählvorrichtung unterscheidet sich die.Addier- bzw. Subtrahiervorrichtung dadurch, daß der Speicher aus zwei Registern besteht, und zwar aus einem Einigaberegister. und einem Resultatregister. Im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese zwei Register auf ein und derselben Magnetspur angeordnet und werden abwechselnd von einem .gemeinsamen Koppelglied abgetastet. Wie in Fig. 5 ersichtlich, ist jeweils eine Speichenstelle D des Speichers 16. in eine .Eingaberegiisterstelle IR und in eine Resultatregisterstelle AR unterteilt, so daß sich die Stellen der beiden Register in der Reihenfolge IRl-ARl, IR2-AR2 . . . IRn-ARn hintereinander abwechseln. Im ResultatregiiSter AR steht jeweils der Betrag, zu dem ein Addend summiert bzw. von dem ein Subtrahend abgezogen wenden soll, während im Eingaberegister der betreffende Addend bzw. Subtrahend eingespeichert ist. Die Frage der vorausgehenden Eingabe dieser Beträge in die betreffenden Register braucht hier nicht erörtert zu werden, da hierzu an sich bekannte Einrichtungen herangezogen

ίο werden können, die auf der Verwendung einer jeglichen Digital quelle, wie z. B. einer Tastatur, einer Lochkarte u. dgl., beruhen.

Das allgemeine Operationsverfahren bei der Addition nach dem Gegenstand der Erfindung ist im Diagramm ■ der Fig. 4 dargestellt, die in der oberen Hälfte A zwei Additionsbeispiele, und zwar das erste (68 + 25) in seinen Einzelheiten ,und das zweite (93 + 18) zusammengefaßt, veranschaulicht. Wie sich aus der Figur entnehmen läßt, besteht das Verfahren darin, den dm Eingaberegister IR gespeicherten Addend (68 bzw. 93) nach dem beschriebenen Zählvorgang in das Resultatregister AR zu übertragen, um ihn mit dem darin stehenden Betrag 25 bzw. 18 zu summieren.

Die Addition entsteht daher aus der Kombination eines Rückwärtszählvorganges im Eingaberegister IR ■ mit einem Vor-wärtszählvorganig im Resultatregister AR. Die einzelnen Zahlen, gegebenenfalls Dezimalzahlen, wenden dabei nicht als solche behandelt, sondem in ihren Einheiten aufgelöst, die dann während jedes Speicherzykelis für jede Stelle einzeln übertragen wenden.

Die 'aufeinanderfolgenden Einzelschritte der Operation sind in den Zeilen 0, 1, 2 usw. des Diagramms von Fig. 4 wiedergegeben. Zeile 0 zeigt die Ausgangssituation nach vollzogener Eingabe vor Beginn der Operation. Zeile 1 zeigt die Speicherbelegung nach dem ersten Schritt: aus IRl ist ein Pluspunkt vom ersten belegten Platz von links abgetragen und in

ARl in den ersten unbelegten Platz niedergeschrieben worden. Gleich darauf ist in ähnlicher Weise ein Pluspunkt von IR2 in AR2 übertragen worden. Dieser Vorgang wiederholt sich im Laufe einer gewissen Anzahl von Speicherzykeln, zehn im Falle der Dezimalzählung, bis sämtliche Stellen des Eingaberegisters IR entleert .sind. Wenn sich das Eingaberegister IR in weniger als in zehn Zykeln entleert, und zwar schon im achten, wie es im ersten der zwei Additionsbeispiele von Fig. 4 der Fall ist, so tritt während der übrigen Speicherzykeln Leerlauf ein. Für die Operation müssen jedoch stets zehn Zykeln vorgesehen werden, denn es kann eine Stelle des Eingaberegisters IR neun Pluspunkte aufweisen, die neun Zykeln zum Abtnagen benötigen, außer eines weiteren Zykels, der für einen von der nächstunteren Stelle hervorgerufenen Übertrag eingeräumt wenden muß. Dieser Fall tritt im zweiten Additionsbeispiel des Diagramms der Fig. 4 ein, wo aus der Zeile 2 desselben ersichtlich ist, daß infolge der Auffüllung von ARl der von IRl abgetragene Pluspunkt nicht mehr in ARl, sondern erst in AR 2 niedergeschrieben werden kann, so daß kein Pluspunkt aus /7? 2.während dieses Zykels abgetragen wind.

Das Operationsverfahren bei der Subtraktion besteht einfach aus 'der Kombination eines RüCkwärtszählvonganges im Eingaberegister IR mit einem Rückwärtszählvongang im Resultatnegister AR und ist dem Additionsverfahren vollkommen ähnlich. Das Verfahren ist in ider unteren Hälfte 6" der Fig. 4 dängestellt, die ebenso zwei Subtraktionsbeispiele (62 — 46 bzw.

111—93) veranschaulicht, und bedarf keiner weiteren Beschreibung;/' ^: ' '

,.:-...' Addier- und Suhtrahiereinrichtung ■■■■■■■

Unter Bezugnahme auf Fdg. 5 stellt 16 den Speicher dar, der in eine Gerade abgewickeilt ist und aus η Stellen Dl, Ό2 ...Dn besteht. Diese Stellen sind weiterhin in den Unterstellen IR1, IR2 . . . IRn des Eingaberegisters^; bzw. in die Unterstellen ARl, AR2 . . .ARn des Resultatregisters unterteilt, so daß eine' einzige^; Reihenfolge IR1, ARl, IR2, AR2 . .. IRn, ARn daraus entsteht. Dieser vorzugsweise rotierende Speicher 16 wird wie im vorhergehenden Falle von einem Koppelglied abgetastet, das in gleicher Weise aus zwei Magnetköpfen 17 und 18 besteht, wobei der Magnetkopf 18 um eine Unterstelle hinter dem ersten in der Abtastvorrichtung versetzt angeordnet ist. Der Magnetkopf 17 enthält zwei Spulen, und zwar eine Lesespuile und eine Schreifospule, während der Magnetkopf 18 nur eine Schreibspule,enthält. Mit 19 ist ein Zeitsignalgeber dargestellt, der, ähnlich wie im Falle der Zählvorrichtung, verschiedene durch die zyklische Bewegung des Speichers bedingte Zeitsignale, und zwar das Steilensignal d, das Punktsignal m und außerdem ein r-Signal erzeugen kann. Wie durch die oberhalb des Speichers 16 angebrachten Bezeichnungen ersichtlich ist, wird ein r-Signal jeweils beim Übergang des Magnetkopfes 17 von einer /i?-Stelle auf eine rii?-Stelle erzeugt. Im vorliegenden Fall gibt der Zeitsignalgeber 19 keine Zykelsignale ab, weil diese als solche nicht unbedingt nötig sind.

Hinsichtlich der übrigen in Fig. 5 abgebildeten Bestandteile gelten dieselben Bemerkungen wie für die Bestandteile von Fig. 3.

Die nicht abgebildete Lesespule des Magnetkopfes 17 ist an einen Verstärker 20 angeschlossen. Die nicht abgebildete Schreibspule des Magnetkopfes 17 ist dagegen an einen Verstärker 21 angeschlossen. Mit dem letzteren ist ferner ein Polaritätsschalter 22 verbunden, der über eine Kippschaltung derart unter dem Einfluß des Zeiteignalgöbers 19 steht, daß er durch die d-Signale auf den Zustand I und durch die r-Signale auf den Zustand II umgeschaltet wird. Der Zustand des Polaritätsschalters 22 dient daher zur jeweiligen Kennzeichnung der IR- bzw. AR-~Phasen des Speicherzykele.

23 stellt ein Flip-Flop dar, dessen Ausgang II an ein Summentor 24 angeschlossen ist und dessen beide Ausgänge I und II überdies an die Eingänge g bzw. k von zwei S'ummentoreii 25 bzw. 26 angeschlossen sind. Die weiteren Eingänge / bzw. i dieser zwei Summentore sind an die Ausgänge I bzw. II des Flip-Flops 22 angeschlossen. Schließlich sind die Eingänge e bzw. h der zwei Summen tore unter Zwischenschaltung eines Umschalters 27 an die » + «bzw. » —« markierten Ausgänge des Verstärkers 20 angeschlossen. Der Umschalter 27 ist von Addition (A) auf Subtraktion (S) und umgekehrt umschaltbar.

Mit 28 ist ein Alternativtar bezeichnet, das ein Ausgangssignal nur dann erzeugt, wenn es entweder vom Summentor 25 oder vom Summentor 26 erregt wird. Das genannte Ausgangssignal gelangt an ein Summentor 29, von dem es nur dann durchgelassen wird, um über den Verstärker 21 die Schreibspule des Magnetkopfes 17 zu .erregen, wenn gleichzeitig ein m-Signal in 29 eintrifft. Der dritte, in Fdg. 5 sichtbare Eingang des Summentors 29 soll vorerst ais unter ständiger Erregung ,betrachtet werden. ,... . ..'·-.

Das Summentor 24 öffnet sich.-beim Eintreffen eines d-Signals, wodurch-ein an dessen Ausgang angeschlossenes Flip-Flop 30 auf den Zustand II umgeschaltet werden kann. Der Ausgang II des Flip-Flops 30 ist über ein Summentor 31 und einen Polaritätssciiälter

, 32 an die Schrei'bspule des Magnetkopfes 18 angeschlossen. Das Siummentor 31 ist mit dem Ausgang I des Flip-Flops 22 verbunden, so daß es sich jeweils nur während ider /i?-Phasen des Speicherzykels öffnen kann, wodurch der Magnetkopf 18 seinerseits nur während der AR-Phasen erregbar dst. Der Polardtätsschalter 32 wird, zusammen mit dem Umschalter 27, beim Übergang von Addition (A) auf Subtraktion (S) und umgekehrt umgeschaltet, um die Polarität der Erregung der Schreibspule des Magnelikopfes 18 zu bestimmen.

Um das Flip-Flop 30 auf den Zustand I zurückschalten ziu können, ist ein Summentor 33 vorgesehen, deren zwei Eingänge einerseits vom Ausgang I des Flip-Flops 23 und andererseits vom d-Signal erregbar sind.

Unter dem Einfluß eines Umschalters 34 α kann ein an das Flip-Flop 23 angeschlossenes Flip-Flop 34 verschieden auf das Flip-Flop 23 einwirken. Einmal, wenn der im übrigen dem Schalter 32 ähnliche Umschalter 34a auf Addition (A) steht, wirkt das Flip-Flop 34 in der in seiner linken Hälfte angegebenen Weise, und zwar schaltet es das Flip-Flop 23 beim Eintreffen eines Minuspunktes aus dem Verstärker 21 auf den Zustand II um und beim Eintreffen eines Pluspunktes auf den Zustand I um. Steht dagegen der Umschalter 34 α auf Subtraktion (S), so entsendet der Verstärker 21 ausschließlich Minuspunkte. In^- diesem Fall wirkt das Flip-Flop 34 in der in seiner rechten Hälfte 'angegebenen Weise, und zwar schaltet es das Flip-Flop 23 beim Eintreffen des ersten Minuspunktes auf den Zustand II um und beim Eintreffen des nächsten Minuspunktes auf den Zustand I um usw.

Die Umschalter 277 32 und 34 a werden in an sich bekannter Weise gemeinsam gesteuert.

Addition

Wie in Fig. 5 veranschaulicht, stehen der Betrag 463 im Resultatregister AR und der Addend 8514 im Eingaberegister IR. Wie bereits erwähnt, geschieht die vorausgehende Eingabe der Rechenwerte durch an sich bekannte Mittel, die nicht beschrieben werden. Dasselbe gilt für die Ausgabe der Resultate.

Die Magnefiköpfe 17 und 18 befinden sich nun, in dem betrachteten Augenblick des Speicherzykels, in der in Fig. 5 gezeigten Lage, in der der Magnetkopf 17 soeben in /i?3 gelangt ist. Das Flip-Flop 23 befindet sich dabei im Zustand I. Der Zeitsignalgeber 19 hat soeben ein d-Signal, das das Flip-Flop 22 auf ■ den

Zustand I umschaltet, erzeugt. " _.

Wenn die Lesespuile des Magnetkopf es 17 den ersten belegten Speicherplatz von IR 3 abtastet, entsendet der Verstärker 20 durch seinen » + « markierten Ausgang ein Signal an das Summentor 25. Da letzteres gleichzeitig unter der Erregung der Flip-Flops 22 und 23 steht, wind das Signal durchgelassen. Da außerdem zur gleichen Zeit ,-das Summentor 26 unerregt ist, kann das Signal durch das Alternativtor 28 an das Summentor 29 gelangen, durch das es beim Eintreffen des ersten w-Signals durchgelassen wird. Ein Signal wird daher vom Verstärker 21- an die Schreibspule des Magnetkopfes 17 ausgesandt, wobei dieses Signal unter der Wirkung des _: rPolaritätsschalters 22 ein Minuspunkt ist, durch den-der soeben ,abgetastete Pluspunkt gelöscht wird. Dieser -Minuspunkt gelangt auch über den Umschalter 34 a an das Flip-Flop 34, durch das das Flip-Flop 23 auf den Zustand II umge-

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schaltet wird. Dieser Zustand bedeutet, daß. ini Flip-Flop 23'giil·'Impuls' gesj>eMiert' ¹ISt,^!tief¹ iris; Resultat¹ regi'ster^'i?'abgesetzt werMSffiJmuß. -ⁿ '^;;.' ■ ; "'¹^ ■".'.' ""·' Die 'Weitejenyoni-M-agiie^kbpf· 17 abgetastetenPluspunkte von^; Zi?3 und'soffift die. weiteren, vom » + « .markiefteh Ausgang des Verstärkers 20 ausgesaiidten Signale ⁱsiiid^:%iⁱrkung.sloⁱ§^;-^)):äiä^j;infolg€ des neuen Zustanideslldes'Flip-Flop's 23^;-^;äais^: Sünimentör 25 Ünaktivftert" bleibt.⁰· ■■ ; '"■'■'""ο·"¹ '■'■■'■ ■ •"•■Ebenso¹ wirkungslos· SirM die^; vom Magnetkopf 17 ίο abgetasteten 'unbelegten Speicherplätze, also Minuspunkte, von O?-3;^:die über den » — « markierten Ausgang des Verstärkers-20 än-'däs Summen tor 26 gelangen, weil letzteres an den Zustand II des Flip-Flops 22 angeschlossen ist. ' '

■'"■* Wenn der'Magnetkopf 17 yon Ji? 3 auf ARZ übergeht,' erzeugt der Zeitsignaligeber 19 ein r-Signal, das das Flip-Flop 22 auf den Zustand II um/schaltet. ¹ Die vom Magnetkopf 17^;-abgetasteten Pluspunkte von AR 3 sind wirkungslos, weil das Summentor 25 an den Zustand I des Flip-Flops 22 angeschlossen ist.

Subtraktion _;;. . ., ..

"'Um eine' Subtraktion vorzunehmen, werden die Umschalter 27, 32 und 34a von Addition (A) auf Subtraktion (S) umgeschaltet; Die Recheneinrichtung arbeitet dann in der in der unteren Half te 6" vonEig. 4 veranschaulichten Weise,' die der beschriebenen Arbeitsweise' vollkommen ähnlich ist und nicht weiter erläutert zu werden braucht! .

-Vierspezies-Recheneinrichtung

Durch geeignete Zusatzeinrichtungen kann, die beschriebene Recheneinrichtung leicht zu einer Vierspezies-Recheneinrichtung ausgebildet werden. Fig. .6 zeigt das nach Fig. 7 an das Blockschema von Fig. 5 anzuschließende Blockschema der Zusätzeinrichtungen. Im nachstehend beschriebenen. Ausfuhrungsibeispiiel werden die Multiplikation und die Division vollautomatisch nach dem bekannten Prinzip der wiederholten Addition bzw. Subtraktion durchgeführt.

35 (Fig. 6) stellt einen dem Speicher 16 ähnlichen Speicher dar, dessen Stellen jeweils in zwei Unterstellen unterteilt ist, und zwar die Unterstellen HR1, HR2 ..'.-HRn eines Hilfsregisters, das zur vorübergehenden Speicherung des Multiplikanden bzw. Divi-

Wenn der "Magnetkopf, 17 auf den ersten unbelegten Speicherplatz von AR3,;;also auf den ersten Minuspunkt gelangt, läßt das jSummentor 26 das vom » — «

markierten Ausgang des Verstärkers 20 ausgesandte 25 sors bestimmt ist, und die Unterstellen TR1, TR2 . ...

Signal durch, wodurch,-ähnlich wie im vorherigen ' Ti?» eines Zählregisters, in dem der Multiplikator

Falle, die Schreibspule des Magnetkopfes 17 einen bzw. Quotient gespeichert wird..Der Speicher35 dreht

Punkt niederschreibt. Dieser Punkt ist infolge der sich, ,zusammen mit dem. Speicher 16 und ist in eine

Wirkung ^; des Polaritätsschalters 22 ein Pluspunkt: Gerade abgewickelt dargestellt. Praktisch kann der

Über den Umschalter 34α gelangt dieses Signal auch 30 Speicher 35 aus einer zweiten von der .Magnetscheibe

an das Flip-Flop 34, das das Flip-Flop 23 auf den des Speichers 16 getragenen Magnetspür bestehen.

Zustand'I zurückschaltet. . Für den ,Speicher 35 ist ein einziger Magnetkopf 36

Für die Speicherstelle D3 ist die Operation somit .vorgesehen. Dieser Magnetkopf ist'dem Magnetkopf

beendet, und derselbe Vorgang wiederholt sich wäh- 17 gleich .und enthält eine Lesespule und eine Schreib-

rend desselben Speicherzykels in den höheren Stellen¹. 35 spule. Zum Unterschied gegenüber, den Magnetkopf en

Es sei^; nun angenommen, daß sämtliche Speicher- 17 und 18, die auf dem Maschinengestell befestigt platze der ^i?4-Steile des Resultatregisters belegt sind, ist der Magnetkopf 36 auf einem Schlitten 37 besind, so daß sich' infolge des Abtragens eines Plus- festigt, der entlang einer mit der Drehachse des Speipunktes aus IR4 das Flip-Flop 23 im Zustand II be- chers 35 konzentrischen Führung 38. schrittweise befindet. Der Magnetkopf 17-durchläuft daher samt- 40 weglich ist. Diese Bewegung entspricht der Querbe-

liche Speicherplätze von AR 5, ohne den Pluspunkt iiveiderschrei'ben zu können, und geht auf /i?5 über, das dabei erzeugte ^-Signal wird über das mmmentor24 das Flip-Flop 30 auf II umgeschaltet.

wegung des Resultatwerkes oder des Stellstiftschlittens der, mechanischen Rechenmaschinen und kann vermittels eines an sich bekannten Schrittschaltwerkes, z. B. der Art der telephonischen elektromagnetischen

Da ^: zur gleichen Zeit das Flip-Flop 22 aoif I umge- 45 Schrittschaltwerke, bewerkstelligt werden. Es versteht

schaltet wird, läßt das Summentor 31 die vom Flip-Flop 30 kommende Erregung durch, :so daß die Schreibspuiie des Magnetkopfes 18 auf die. Dauer der Unterstelle AR4 erregt wird. Unter der Wirkung des ihl 32 it di E i

sich, daß in Fig. 6 auch die Führung38 in eine Gerade abgewickelt ist. . ,

39. stellt einen Zeitsjgnalgeber dar, der mit dem Zeitsignalgeber 19. verbunden ist und vorzugsweise

Polaritätsschalteris 32 ist.diese Erregung negativ, so 50 aus einer rotierenden Scheibe besteht, die sich mit

daß sämtliche Pluspunkte yon ARA gelöscht wenden. Der Magnetkopf 17 geht sodann auf AR 5 über, worin es den aus /i?4 abgetragenen Pluspunkt niederschreiben kann. Solange der Magnetkopf 17 die AR5-einer Drehgeschwindigkeit von einem Zwölftel gegenüber der Drehgeschwindigkeit der Speicher 16 und 35 dreht, so daß eine Umdrehung dieser Scheibe zwölf Speicherzykeln entspricht. Während der Periode dieser

Stelle durchläuft, wird die Erregung . des Magnet- 55 zwölf Zykeln wird die Reihenfolge der während der

kopfes 18 durch das Summentor 31 automatisch unterbunden. Wenn dann der Magnetkopf 17 auf 7i?6 übergeht, schaltet das dabei erzeugte cf-Signal da,s Flip-Flop 30 auf den Zustand I zurück, da ja gleichzeitig auch das Flip-Flop 23 auf I steht.

Vorausgesetzt dagegen,'daß der Magnetkopf 17 den aus IR 4: abgetragenen Pluspunkt nicht in AR 5 niederschreiben kann, so verbleibt das Flip-Flop 23 im Zustand II, und beim nächsten, beim Übergang -von AR 5 auf IR 6 eintretenden (i-Signal nimmt der Magnetkopf 18 ,seine Löscharbeit: wieder auf.

Es ist aus obigem ersichtlich, daß kein Zykelsignal am Ende des Speicherzykels nötig ist. Jedenfalls kann ein ^:: Zykelsignal für besondere Fälle vorgesehen werden. · '"''- ^E'^;·

Multiplikation bzw. Division vorzunehmenden Operationen bestimmt. .....

Zur Durchführung einer Multiplikation wird der Multiplikand in HR eingestellt, unter Zusatz von so vielen Nullen, wie die Ziffern des Multiplikators weniger Eins ausmachen. Der Multiplikator wird dagegen in Ti? eingestellt, aber, in der entgegengesetzten Reihenfolge gegenüber der bisher bei der Einstellung in IR₁ AR und HR befolgten Reihenfolge.

. Der Multiplikationisvorgang besteht darin, während jeder Periode - eine Einheit des Multiplikators zu löschen, angefangen von TRl, den in HR abgelesenen Multiplikanden in IR zu kopieren und schließlich den Multiplikanden i η AR zu summieren. Die Periode wiederholt sich, bis sämtliche Pluspunkte von Ti?l ge-

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löscht■ worden; sind, woraufhin der Magnetkopf 36,Um eine Stelle nach rechts geschaltet wind, urn den Multiplikanden durch 10 zu dividieren,_; und -, der Vorgang wiederholt sich nun für die Pluspunkte von Ti?2.
_:. Zur Durchführung einer Division wird der Divisor in HR eingestellt, unter Zusatz von einer Anzahl· von Nullen, die der Differenz zwischen der· Ziffernanzahl des ,Dividenden und derjenigen des Divisors entspricht. Der Dividend wird in AR eingestellt. Der DIt visionsvorgang ist dem Multiplikationsvorgang ähnlich und besteht darin, während jeder Periode einen Pluspunkt in TRl niederzuschreiben,- den in: HR abgelesenen, Divisor in IR.zu kopieren und schließlich den Divisor von AR zu subtrahieren. Wenn das Resultatregister AR überzogen wird, folgt eine Periode, in ,der--der Divisor in AR zurückaddiert wird, nach dem für die Multiplikation beschriebenen Verfahren, und daraufhin der Magnetkopf 36 um eine Stelle nach rechts geschaltet, um den Divisor durch 10 zu dividieren. Der Vorgang wiederholt sich dann für, jeden in. TR2 niederzuschreibenden Pluspunkt, ,um somit den Quotienten zu bilden. :■';■■■-■:' ■-.·■

: ■ Es versteht sich, daß die bei der. Einstellung der Rechenwerte herangezogenen Kunstgriffe, .wie der Zusatz von Nullen,. einem der bekannten Operations^ verfahren entspricht. .,..',

.' Zur Durchführung des beschriebenen Vorgangs erzeugt der Zeitsignalgeber 39 eine Anzahl von Hilfssignalen, deren Reihenfolge in Fig. 8 veranschaulicht

_: Das Signal PO kennzeichnet den Beginn einer Periode 40, deren erster Zykel 40' im folgenden. Zählzykel genannt wird, da während desselben ein Pluspunkt in TRl gelöscht bzw. niedergeschrieben wird. Das Signal Pl kennzeichnet den Beginn eines Zykels 40", der - im folgenden Kopierzykel genannt wird, weil während desselben der in HR eingestellte Betrag in IR kopiert wind. Schließlich kennzeichnet das Signal P 2 den Beginn einer Anzahl 40'" von zehn Addierbzw. S'Ubtrahierzykeln, die sich in der bereits beschriebenen Weise abwickeln. .

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist die Lesespule des Magnetkopfes 36 mit einem Verstärker 41 verbunden, von dem die Signale an den Eingangs eines Summentores 43 ausgesendet werden. Die weiteren Eingänge w und 3» des .Summentores 43 sind an den Ausgang Il eines Flip-Flops 44 bzw. an den Ausgang II des Fäip-Elops 22 (Fig. 5) angeschlossen, so daß sich das Summentor 43 nur während der Ti?-Phasen des Speichers 35 öffnen kann. Der Ausgang des Summentores 43 ist über ein Tor 45 an einen Verstärker 46 angeschlossen, durch den die Schreibspule des Magnetkopfes 36 erregt werden kann.

Der Ausgang des Verstärkers 46 ist weiterhin an den Eingang I des Flip-Flops 44 und an den Eingang II eines Flip-Flops 47 angeschlossen. Durch den Ausgang II des Flip-Flops 47 ist, über ein Summentor 48, der Eingang II eines Flip-Flops 49 erregbar. Durch den Ausgang II des letzteren ist seinerseits ein J"ingang eines Summentores 50 erregbar. Zwei weitere Eingänge des Summentores50 sind an den Verstärker 41 bzw. an den Ausgang II des Flip-Flops 22 angeschlossen. Es ist daher ersichtlich, daß sich das Summentor 50 nur während der i/i?-Phasen des Speichers 35 öffnen kann. Der Ausgang des Sumimentores50 ist, über ein Summentor 51. und über einen gegebenenfalls vorhandenen Zusatzvei stärker, an die Schreibspule des Magnetkopfes 17 (Fig. 5) angeschlossen.

Der Ausgang I des Flip-Flops 49 bildet den dritten Eingang . des Summentores 29 (Fig. 5). Dieser Eingang ist ^normalerweise. ..erregt:,.. weil idas .Flip-Flop 49 nur beim Auftreten eines .|j !-Signals: auf den Zustand II erregt wird und daraufhin vom nächstfolgenden P, 2-Signal wieder _;auf. den Zustand I zurückge-

,-.5 schaltet wird.-Wird die, Recheneinrichtung der Fig. .5 nur für Addition und Subtraktion verwendet, so kann der dritte Eingang des Summentores 29 weggelassen werden. . .. ...,:.·· , V.: - ;

Der Ausgang II des Flip-Flops 44.ist weiterhin mit

ίο einem Summentor 52 verbunden, das-an ,den Ausgang I des Flip-Flops 22 angeschlossen .ist un4 auf einen Schalter 53 einwirken kann, der das Schrittschaltwerk des Magnetkopfes 36 betätigt. Es brauchen hier keine Einzelheiten über die Wirkungsweise des Schalters 53 und des Schrittschaltwerkes gegeben zu werden, da deren Arbeitsweise an sich,bekanntest:' Der Schalter 53 kann ferner das Flip-Flop 44 auf den

Zustand I zurückschalten. _: .·. .·.■ ■■;. ,.,V,",''

Die bisher beschriebenen Bestandteile sind zur

ao Durchführung der Multiplikation vorgesehen..,Für die Division wenden noch die folgenden Bestandteile gebraucht. ■ ■ . ,■·... , ,., , . , ;/: ,.

. Über ein. Summ en tor 54 ,ist unter der gleichzeitigen Erregung durch den Ausgang II des. Flip-Flops 23 und irgendeiner Anzahl von Zykelendsignalen Pk (Fig. 8), die jeweils^: am Ende eines Zykels von P2 bis P12 abgegeben, werden, ein Flip-Flop 55 abwechselnd umschaltbar. Durch ein weiteres. Summentor 56 ist der Polaritätsschalter 34 ο und somit die Umschalter

.30 27 und 32 auf Addition (A) umschaltbar,, wenn das Summentor 56 vom Ausgang II des Flip-Flops 55 und von einem PO-Signal gleichzeitig erregt wird...Ein drittes Summentor 57 kann auf den Schalter 53 einwirken,wenn es vom Ausgang II des Flip-Flops 55 und von einem P2-Signal gleichzeitig erregt wird. Der Polaritätsscbalter 34 a und die daran angeschlossenen Umschalter 27 und 32 werden .vom PO-Signal auf Subtraktion (S) zurückgeschaltet. ...

Multiplikation

Wie bereits erläutert, befindet sich zu Beginn der Multiplikation der Multiplikand im Hilfsregister HR und der Multiplikator im Zählregister TR_. Der Magnetkopf 36 befindet sich in _; seiner äußrfsten linken Lage in der gleichen Höhe wie der Magnetkopf 17. In den Fig. 5 und 6 befinden sich die zwei Magnetköpfe jeweils am Anfang der Unterstelle Ti?2 bzw. AR2. Wird, z.B. über eine, an sich bekannte Multiplikationstaste, die Multiplikation . ausgelöst, so beginnt eine Periode 40 (Fig. 8), die sich wie folgt abspielt. ■ Es sei aber vorerst noch bemenkt, daß die Umschalter 27/32 und 34 α (Fig. 5), wie. an sich bekannt, während des Ablaufes der Multiplikation in ihrer Additionsstellung gehalten werden.

Zählzykel 40'. Das SignalPO schaltet das Flip-Flop 44.auf den Zustand II um, durch den der Eingang w des. Summentores 43 erregt, wird.-Die von den Pluspunkten von Hi? 1 über den Verstärker 41. ausgesendeten Signale sind wirkungslos, weil der Eingang y unerregt ist. Wenn aber der Magnetkopf 36 von HRl auf· TR1 übergeht, wird das vom ersten Pluspunkt von TRl ausgesandte Signal vom Summentor 43 durchgelassen. In der üblichen Weise wird dadurch die Sclireibspule des;Magnetkopfes 36 erregt und ein Minuspunkt an Stelle des soeben abgetasteten Pluspunktes niedergeschrieben. Das hierbei ausgesandte Signal schaltet einerseits das Flip-Flop 44 auf den Zustand I zurück, so daß das Summen tor 43 bis zur nächsten Periode ausgeschaltet wird, und andererseits das Flip-Flop 47 auf den Zustand II um. ■ ■:· . ..'■

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Während des Zählzykeis findet keinerlei Änderung im Speicher 16 statt, weil das Eingaberegister IR

leer ist. ^: .^{v [}r '\ ';.' ■'·' '';·" ,.·■·■■■',;,

Köpierzykel 4Ö". Das SignalFl.erfegt das Summentor 48, wodurch das Flip-Flop 49 auf den Zustand II umgeschaltet wird; gleichzeitig schaltet das SignalPl das Flip-Flop 47 auf den Zustand I urn. Das Flip-Flop 49 erregt das Summentor 50, das gleichzeitig unter der Erregung des Flip-Flops 22 steht. Es wird .nun der Multiplikand hi IR kopiert. Die von den Pluspunkten der Unterstellen#7?l,#i?2 . . . HRn erzeugten Signale werden Über den Verstärker 41, das Sum-■nientör SO, das Sumthentor 51 und den eventuell vörgesehenen Hiifsverstärker an die Spreibspule des Magnetköpfes 17 auägesändt. Es werden hierdurch ebenso viele Pluspunkte in IR niedergeschrieben, und der gärize^: Multiplikand wird in einem einzigen Zykel kopiert. Am.Ende des letzteren stellt das Signal P2 das Flip-Flop 49 auf den Zustand I zurück, so daß das Sümmentor 50 für die übrigen Zykel der Periode 40 ausgeschaltet wird.

Während des Kopierzykels ereignet sich keine Änderung in AR, da das Flip-Flop 49, das sich im Zustand Il befindet, das Summentor 29 (Fig. 5) ausschaltet. ' . . .

. Anzahl von zehn Zykeln 40'". Während der darauffolgenden zehn Zykel wird der im Eingaberegister IR stehende Multiplikand ins Resultatregister einaddiert. Während der zehn Addierzyäsel befinden sich die Flip-Flöps 44 und 49 (Fig. 6) im Zustand I, so daß sich keine Änderungen im Speicher 35 ergeben.

Am Ende der zehn Addierzykel tritt ein neues Signal P 0 auf, und falls im darauffolgenden Zählzykel 4Ö' vder Magnetkopf 36 einen weiteren Pluspunkt in TR i abtastet, wiederholt sich derselbe Vorgang.

Schrittschältung. Wenn dagegen der Magnetkopf 36 keinen Pluspunkt mehr in TRl vorfindet und somit keinen Minuspunkt niederschreibt, bleibt das Flip-Flop 44 im Zustand II. Beim Übergang des Flip-Flops 22 (Fig. 5) auf den Zustand II, am Ende von TRl, läßt das Sümmentor 52 ein Signal an den Schalter 53 durchgehen. Der Schalter 53 bewerkstelligt daraufhin die Schaltung des Magnetkopf es 36 um einen Stellenschfitt D nach rechts. Das Flip-Flop 44 wird dabei auf, den Zustand I zurückgeschaltet, so daß sich die Periode ohne Änderungen in den Speichern 16 und 35 abspielt. Es ist daraus ersichtlich, daß zur Schaltung des Mägnetköpfes 36 rund elf Zykel zur Verfügung stehen, so daß genügend Zeit vOrhandien ist.

Im darauffolgenden Vorgang wenden die Pluspunkte von TR2 einer nach dem anderen gelöscht usw., bis der ganze Multiplikator verarbeitet worden ist.

Division

Wie bereits erläutert, befindet sich zu Beginn der Division der Dividend im Resültätregister AR und der Divisor im Hilf sregister MR. Die Magnetköpfe 17 und; 36 »befinden sich in ihrer äußersten linken Stellung. Wird, z.B. über eine an sich befcannteDivisionstäste,· die Division äugelöst, so beginnt eine Periode 40 (Fig. 8), die sich wie folgt abspielt.

, Es Sei aber vorerst darauf hingewiesen, daß die Umschalter 34a, 27 Und 32 sidh in Subtraktionsstellung S befinden und unter der Steuerung der Recheneinrichtung verbleiben. Fernerhin wird der Magnetkopf 36 derart durch die Flip-Flops 34a und 2'2 gesteuert, daß in denSubtrahierzykeln der Magnetkopf 36 Minuspunkte in TR abtastet und Pluspunkte niederschreibt, während er in den Äddierzykem Pluspunkte abtastet und Minuspunkte niederschreibt. Unter der Steuerung des Flip-Flops 22 erfolgt dies riür im Zählregister TT? und nicht im Hilfsregister HR, dessen Pluspunkte immer dieselbe Wirkung hervorrufen. Zuletzt befindet ,sich das Flip-Flop 55 im Zustand I.

Hinsichtlich der Divisionsperiode werden im folgenden nur die Vorgänge beschrieben, die sich gegenüber der oben erörterten Arbeitsweise unterscheiden,

ίο Zählzykel40'. Das SignalPO schaltet das Flip-Flop 44 auf II um, so wie in der Multiplikation, so daß ein. Pluspunkt in den ersten unbelegten Speicherplatz von TRl niedergeschrieben wird. Das Flip-Flop 44 wird daraufhin wieder auf I zurückgeschaltet.

Kopierzykel 40". Der Divisior wind vom Hilfsregister HR in das Eingaberegister IR so wie bei der Multiplikation kopiert.

Anzahl von zehn Zykeln 40'". Während dieser Zykel wird der Divisor vom Resultatregister AR subtrahiert.

2ö Während dieser Zykel ereignet sich keine Änderung im Speicher 35, weil sich die Flip-Flops 44 und 49 auf I befinden.

Wird während dieser Anzahl von Subtrahierzykel /das Resultatregister AR nicht überzogen, so wiederholt sich derselbe Vorgang nach dem Eintreten eines neuen PO-Signals.

ÜbenzugSperiode. Wird dagegen das Resultatregister AR überzogen, so kann der Magnetkopf 17 während des betreffenden Zykels den im Flip-Flop 23-gespeicherten Impuls in keine der yü?-Stellen niederschreiben, und der Magnetkopf 18 schreibt lauter Pluspunkte in den letzten Stellen nieder. Am Ende des Zykels befindet sich das Flip-Flop 23 noch im Zustand II, und durch das P£-Signal wird das Flip-Flop 55 auf den Zustand II umgeschaltet. Gleichzeitig schaltet dasselbe P£-Signal, dessen Erzeugung vom Niederdrücken der erwähnten Divisionstaste abhängig gemacht wenden kann, das Flip-Flop 23 wieder auf den Zustand I ziurück, womit (der Impuls gelöscht wird, den der Magnetkopf 17 nicht niederschreiben konnte. In dieser Weise wird während der Division die Übertragung der fliehenden Eins verhindert.

Die Periode spielt sich im übrigen ab bis zum Auftreten eines neuen PO-Signals.

Additions- und Schaltungsperiode. Durch das PO-Signal wind über das Summentor 56 das Flip-Flop 34 α zusammen mit den Umschaltern 27 und 32 auf Addition gestellt. Während dieser Periode wird der Divisor zurückaddiert und ein Punkt vom Zählregister Ti? gelöscht.

Weiterhin wird am Ende des Kopierzykels dieser Periode über das Summ en tor 57 und durch das Signal P2 der Schalter 53 betätigt, wodurch der Magnetkopf 36 um einen Stellenschritt nach rechts geschaltet wird.

Es ist ersichtlich, daß zur Schaltung des Magnetkopfes rund zehn Zykel zur Verfügung stehen, so daß die Schaltung ohne Schwierigkeiten vorgenommen weiden kann.

Gleichzeitig wird auch der Divisor zurückaddiert.

Während eines der Zykel dieser Periode wird das Resultatregister, diesmal in ider entgegengesetzten Richtung, wieder überzogen. Das einerseits vom Ausgang II des Flip-Flops 23 und andererseits vom Pfe-Signal erregte Summentor 54 schaltet das Flip-Flop 55 auf den Zustand I zurück, während das P/e-Signal selbst das Flip-Flop 23 auf I zurückschaltet und somit wiede'rum die Übertragung der fliehenden Eins verhindert. .

.Am Ende dieser Periode stellt das PO-Signal -das

■70 Flip-Flop 34 a und damit die Umschalter 27 und 32

auf Subtraktion zurück, und der Vorgang wiederholt sich für die in TR2 niederzuschreibenden Pluspunkte.

Zusammenfassend wertJen für jede Ziffer η des Quotienten η + 2 Perioden gebraucht, wie dies bereits bei den mechanischen Rechenmaschinen der Fall ist.

Auf gewisse Details, die zur zufriedenstellenden Arbeit der Einrichtung notwendig sind, wird hier nicht näher eingegangen, weil sie für den Fachmann auf der Hand liegen. Als hierher gehörendes Beispiel sei nur erwähnt, daß in manchen Fällen zeitliche Staffelungen durch Einführung geeigneter Verzögerungen erforderlich sind. Dies kann in bekannter Weise durch Einführung passender Zeitkonstanten mittels z. B. Widerstands - Kondensator - Kombinationen erreicht werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Rechenvorrichtung, bei der die Summanden in zwei dynamischen Registern dezimal speicherbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem ersten Schreit)- und Lesekopf (17) des Resultatregisters (AR) ein zweiter Schreifokopf (18) in Laufrichtung im Abstand einer Ziffernstelle angeordnet ist, welcher die vorhergehenden Eintragungen in einer Ziffernstelle löscht, wenn eine weitere zusätzliche Werteintragung in dieser Ziffernstelle durch den ersten Kopf unmöglich ist.

2. Rechenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf (18) derart gesteuert wird, daß die Löschung im selben Registerzyklus erfolgt, in dem der Schreib- und Lesekopf (17) die Unmöglichkeit der zusätzlichen Werteintragung feststellt.

3. Rechenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Register (AR bzw. IR) in Laufrichtung, stellenweise hintereinander abwechselnd verschachtelt sind, so daß die -einzelnen Stellenwerte dezimalstellenweise a'bgetastet wenden.

4. Rechen vor richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die Lage der einzelnen Ziffernstellen der zwei Register (AR bzw. IR) bezeichnende Taktspur, durch deren Signale (r, d) S ehalt vorgänge ausgelöst werden.

5. Rechenivorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unmöglichkeit der Eintragung eines Ziffernwertes in das Resultatregister (AR) der Ziffernwert beim nächstfolgenden Registerzyklus in das Register eingetragen wird.

6. Rechenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes drittes Register (HR) für den Multiplikanden bei Multiplikationsrechnungen nach der Methode der mehrfachen Addition, aus dem der Multiplikand wiederholt in das Eingaiberegister (IR) übertragen wird.

7. Rechenvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes viertes Register (Ti?) für den Multiplikator, das mit dem dritten Register (HR) stellenweise hintereinander abwechselnd verschachtelt ist.

8. Rechenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintragungen im vierten Register (TR) in Richtung auf die niedrigsten Stellen abgelesen werden.

9. Rechenvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreib- und Lesekopf (36) des dritten und vierten Registers (HR bzw." TR) stellenweise verstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 609 143, Spalte 4 bis 6, 2 540 654, Spalte 1 bis 4;

»High Speed Computing Devices«, McGran Hill Book Comp., New York, 1950, insbesondere S. 294/ 295, 289, 305 bis 308;

»The Annals of the Computation Lab. of Harvard University«, Vol. XXV, Cambrigde, 1952, insbesondere S. 9.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen