DE1023615B - Elektronische Rechenmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine elektronische Rechenmaschine, insbesondere für die Durchführung von Multiplikationen.

Bekannte elektronische Rechenmaschinen arbeiten bei der Durchführung von Multiplikationen auf dem Prinzip der wiederholten Addition, wobei die Arbeitsumläufe zur Übertragung des Multiplikanden in den Produktenspeicher von besonderen Steuerzählern oder auch von Multiplikatorzählern gesteuert werden. Die aufeinanderfolgende Weiterschaltung dieser steuernden Zähler bewirkt die Wiederholung der Arbeitsumläufe so lange, bis der Multiplikand in den Produktenspeicher so oft übertragen ist, wie es dem Multiplikator entspricht. Der Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß eine dem Multiplikator entsprechende, meist große Anzahl von Umläufen erforderlich ist.

Andere Rechenmaschinen verwenden zur Verminderung der Umlaufzahl eine Stellen- oder Spaltenverschiebung für die einzelnen Stellen des Multiplikators und die entsprechenden Stellen des Produktes. Nachdem die Multiplikation des Multiplikanden mit der Ziffernstelle eines mehrstelligen Multiplikators durchgeführt ist, erfolgt durch einen zweiten Steuerzähler eine Umschaltung, die die nächsthöhere Ziffernstelle des Multiplikators zur Multiplikation bereitstellt, wobei gleichzeitig der Einlauf der Produktimpulse in dem Produktenspeicher um eine Ziffernstelle verschoben wird.

Wird diese Stellenverschiebung rein elektronisch ausgeführt, so bringt sie wohl eine hohe Rechengeschwindigkeit mit sich, sie erfordert jedoch auch einen großen Aufwand an elektronischen Bauelementen. In den Fällen, in denen keine große Rechengeschwindigkeit gefordert ist, ist man dazu übergegangen, die Stellenverschiebung elektromechanisch auszuführen, indem man elektromechanische Relais dazu verwendet. Die bisher existierenden elektronischen Rechenmaschinen letzterer Art sind jedoch noch sehr kompliziert und erfordern einen großen Aufwand an Schaltelementen.

Die Erfindung beabsichtigt demgegenüber, eine einfachere, ohne großen Aufwand herstellbare Einrichtung zu schaffen, die für die Aufnahme von Multiplikator, Multiplikand und Produkt mit Röhrenzählwerken ausgerüstet ist und nach dem Prinzip der wiederholten Addition mit Stellenverschiebung der Multiplikatorziffernstellen und entsprechender Stellenverschiebung der Produktziffernstellen bei der Bildung des Produktes arbeitet und wobei die Stellenverschiebung durch elektromechanische Relais ausgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird zur Stellenverschiebung ein Schrittschaltrelais verwendet, bei dem die Impulse über nur einen Arbeitskontakt laufen. Hierbei erfolgt die Betätigung der einzelnen Relais nur kurzzeitig durch eine steuernde Röhre, während die Funktion zum weiteren Halten von Relais selbst übernommen wird, und bei

Elektronische Rechenmaschine

Anmelder:
VEB Buchungsmaschinenwerk

Karl-Marx-Stadt,
Karl-Marx-Stadt, Altchemnitzer Str. 41

Dipl.-Phys. Joachim Schulze, Limbach-Oberfrohna,
ist als Erfinder genannt worden

Ausführung der Stellenverschiebung wird durch Weiterschalten des Schrittschaltrelais ein Impuls erzeugt, der eine neue Teilmultiplikation einschaltet, und dieser Impuls wird so lange durch ein elektronisches Verzögerungsglied verzögert, bis die Relaisschaltung zu Ende geführt ist.
Die sehr häufig auftretenden Schaltfunktionen der Addition einzelner Impulse bei Multiplikationen bzw. die Subtraktion der einzelnen Impulse bei einer Division werden mittels trägheitslos arbeitender elektronischer Zähler vorgenommen, während die jeweilige Vorrückung des Multiplikanden (entsprechend der Multiplikation mit Zehn) mittels Relais durchgeführt wird. Die Anzahl der Multiplikationen mit Zehn richtet sich nach der Anzahl der Stellen des Multiplikators. Bei einem vierstelligen Multiplikator müßte demnach der Multiplikand dreimal mit Zehn multipliziert werden. In diesem Falle würden also vier Relais Schaltfunktionen ausführen. Der Erfindungsgegenstand wird nunmehr an Hand eines Schaltschemas an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Multiplikation wird nach dem Verfahren der fortgesetzten Addition durchgeführt, bei der eine Abfühlung des Multiplikanden- und des Multiplikatorspeichers notwendig ist. Diese Abfühlung wird von einer Steuereinrichtung gesteuert. Eine eingehende Beschreibung ist nicht erforderlich, da derartige Steuereinrichtungen bekannt sind.

Das vorliegende Beispiel soll mit einem dreistelligen Multiplikanden und mit einem vierstelligen Multiplikator erläutert werden, und es sei angenommen, im Multiplikandenspeicher Zähler ZO, Zl und Z2, die über eine Leitung 1OS an die Steuervorrichtung angeschlossen sind, ist der Wert »354« in an sich bekannter Weise eingegeben worden. Das heißt, im Zähler ZO befindet sich der Wert »4«, im Zähler Zl der Wert »5« und im Zähler Z2 der Wert »3«. Der Multiplikatorspeicher weist vier

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Zähler Z25, Z26, Z27 und Z28 auf, in welche der Wert Stellung einen Impuls auf die ihnen nachgeordneten "2658(f, und zwar im Zähler Z25 der Wert »8«, im Flip-Flops FFlO, FFIl, FF12 ab, wodurch diese umge-ZählerZ26 der Wert »5«, im Zähler Z27 der Wert »6« schaltet werden und sie wiederum die ihnen nachgeord- und im Zähler Z28 der Wert »2« eingegeben worden ist. neten Gates GlO bis G12 öffnen. Das heißt, der fünfte Jedem dieser Zähler ist ein nicht gezeigtes Relais, näm- 5 Impuls des dritten Zehnerzyklus schaltet den Zähler ZO lieh dem Zähler Z25 ein Relais A, dem Zähler Z'26 ein auf »9«, den Zähler Zl auf »10* bzw. auf »0« und den Relais B, dem Zähler Z 27 ein Relais C und dem Zähler Zähler Z2 auf »8«. Durch den auf »0« schaltenden Zähler Z28 ein Relais D, zugeordnet. Diese Relais werden durch Zl wird der Flip-Flop 11 umgeschaltet und das Gate GIl Steuerimpulse RV nacheinander erregt und steuern geöffnet, wodurch nunmehr der fünfte Impuls des dritten angeschlossene Kontaktschalter a8, a9; b8, δ9 usw., io aus System B entnommenen Zehnerzyklus über Gate wodurch jeweils nacheinander einer der Zähler Z25 bis G3 und GIl über den geschlossenen Kontakt al in den Z28 über das Gate Gl und Flip-Flop FFl an die Steuer- auf »0« stehenden Produktenzähler ZIl einläuft und ihn einrichtung angeschlossen wird. auf A« stellt. Der sechste aus dem Systeme! entnommene

Weiterhin ist ein siebenstelliger Produktenspeicher Impuls dieses Zehnerzyklus stellt den Zähler ZO auf j> 10« mit Zählern ZlO bis Z16 vorgesehen, der als ein söge- 15 bzw. auf "0«, so daß der Flip-Flop 10 umgeschaltet und nannter akkumulativer Speicher zu bezeichnen ist. Diese Gate GlO geöffnet wird, wodurch der sechste Impuls Zähler werden ebenfalls mit von Relais A₁B₁C₁D ge- dieses Zehnerzyklus aus System 3 über Gates G 3, GlO steuerten Kontaktschaltern aO, al, a2; b0, öl, 62 usw. und GIl über die geschlossenen Kontakte «0 und al in über Gates GlO bis G12 bei Erregung eines betreffenden die Zähler ZlO und ZIl einläuft und den auf »0« stehen-Relais an die Steuereinrichtung angeschlossen. So wird 20 den ZählerZlO auf »ία und den auf »1« stehenden z.B. bei Erregung des Relais A der Zähler ZlO über Zähler ZIl auf «2<r stellt. Der siebente aus dem System A Kontakt «0 an Gate GlO, Zähler ZIl über Kontakt al, entnommene Impuls des dritten Zehnerzyklus stellt den an Gate GIl und Zähler Z12 über Kontakt a2 an Gate Zähler Z2 ebenfalls auf A0« bzw. auf *>0«, wodurch nun-G12 angeschlossen. Bei Erregung des Relais B werden mehr auch der Flip-Flop 12 umgeschaltet und Gate G12 ebenfalls außer den Kontakten δ8 und &9 auch die 25 geöffnet wird. Dadurch kann der siebente aus System B Kontakte ö0, bl und &2 geschlossen, wodurch der entnommene Impuls auch über Gate G12 über den ge-ZählerZll an Gate GIl, der Zähler Z'12 an Gate G12 schlossenen Kontakt α2 in den auf »0« stehenden und der Zähler Z13 ebenfalls an Gate G12 angeschlossen Zähler Z12 einlaufen und ihn auf A« stellen. Gleichwird. Bei Erregung der Relais C oder D erfolgt eine zeitig wird der Zähler ZlO auf >2« und der Zähler ZIl Schaltung entsprechend der angeordneten Kontakte c 30 auf v3« gestellt. Der achte und neunte Impuls dieses oder d. Selbstverständlich wird jeweils nur eines der Zehnerzyklus aus System B stellen den Zähler ZlO auf Relais erregt. ,»4«, den Zähler ZIl auf ?5« und den Zähler Z12 auf s3*.

Bei Beginn der Rechnung 2658 · 354 wird durch einen Der zehnte Impuls aus System A stellt sowohl die Startimpuls das Relais A erregt, wodurch die Kontakte Zähler ZO wieder auf "4a-, Zl auf .»5«, Z2 auf »3« wie aO, al, «2, «8 und a9 geschlossen werden. Gleichzeitig 35 auch den Zähler Z8 auf "10* bzw. auf »0«, wodurch der wird durch das Anziehen des Relais A auf VFl ein Zähler Z9 von »2« auf -»3<r gestellt und der Flip-Flop 3 Impuls gegeben, der von VFl um einige Millisekunden umgestellt wird, so daß Gate G3 geschlossen und Gate G4 verzögert wird und einen Flip-Flop 0 umschaltet, so daß geöffnet wird, wodurch der zehnte Impuls des dritten Gate GO geöffnet wird. Ein Impulsgenerator M gibt Zehnerzyklus aus System B über das geöffnete Gate G4 fortlaufend wechselseitig Impulse aus einem System A 40 läuft und die Flip-Flops 10 bis 12 umstellt, so daß die und System B ab. Die aus System A . austretenden Gates 10 bis 12 geschlossen werden. Vom einunddreißig-Impulse gelangen über das geöffnete Gate GO auf einen sten aus dem System A austretenden Impuls wiederholt auf "0« stehenden Zähler Z8. Nach zehn Impulsen gibt sich dieser Schaltvorgang bis zum hundertsten Impuls, der Zähler Z8 einen Impuls an den auf '>0<r stehenden Dieser hundertste Impuls läuft auf Zähler Z8 und ver-ZählerZ9 ab und schaltet diesen auf A«. Gleichzeitig 45 läßt diesen als zehnter Impuls und schaltet dadurch den gelangt der aus Zähler ZS austretende Impuls über ein ZählerZ9 auf »10« bzw. auf ->0ä, wodurch der Flip-Flop 5 geöffnetes Gate Gl, den geschlossenen Kontakt «8 auf und Flip-Flop 3 umgeschaltet werden. Der nach diesem den auf »8« stehenden Zähler Z25 und schaltet diesen hundersten Impuls aus dem System B austretende Impuls auf «9«r. Bei dem nun folgenden zweiten Zehnerzyklus läuft über Gate G4 und schaltet sowohl die Flip-Flops 10 wird der wieder auf >Ό« stehende Zähler Z8 nochmals 50 bis 12 um als auch den Flip-Flop 5. Dadurch tritt aus durchgeschaltet, und der zehnte Impuls dieses Zyklus Flip-Flop 5 ein Impuls aus, wodurch der Flip-Flop 1 schaltet den auf A« stehenden Zähler Z9 auf »2« und umgeschaltet und dadurch das Gate Gl wieder geöffnet den Zähler Z25 auf A0« bzw. auf »0<r, wodurch ein und G2 geschlossen wird. Weiterhin schaltet der aus Impuls über den geschlossenen Kontakt a9 den Flip- Flip-Flop 5 austretende Impuls den Flip-Flop 0 um, so Flop 1 umschaltet und dadurch das Gate Gl geschlossen 55 daß Gate GO geschlossen wird, und ein aus der anderen und ein Gate G 2 geöffnet wird. Seite des Flip-Flop 0 austretender Steuerimpuls setzt die

Der nunmehr aus dem System A austretende einund- Programmsteuerung über RV weiterhin in Tätigkeit, zwanzigste Impuls läuft sowohl durch das Gate GO auf und nach entsprechender Verstärkung dieses Impulses den Zähler Z 8 als auch über Gate G 2 auf die Multi- wird das Relais B erregt, wodurch die Schalterkontakte b plikandenzähler und schaltet den Zähler ZO von >Λ« auf 60 geschlossen werden, und Relais A fällt ab, wodurch die »5«, den Zähler Zl von »5*· auf «6 «und den Zähler Z 2 von Schalterkontakte α wieder geöffnet werden. .»3« auf .!>4«. Weiterhin schaltet der erste über Gate G2 Die Zähler nehmen vor Beginn des zweiten lOOer-Zyklus

laufende Impuls den Flip-Flop 3 um, wodurch ein Gate G3 folgende Stellung ein:

geöffnet und ein Gate G4 geschlossen wird. Die aus dem Die Multiplikandenspeicher stehen wieder, Z 0 auf »4«,

System B austretenden Impulse laufen nunmehrüber 65 Zl auf .»5« und Z2 auf .v3<r, der Multiplikatorspeicher Gate G3 auf Gates GlO, GIl und G12 und werden dort steht, Z25, da er abgefühlt worden ist, auf »0«, Z26 auf aber noch nicht durchgelassen. Erst wenn die über Gate »5«, Z21 auf .v6<r und Z28 auf »2«, dagegen ist in dem G2 aus dem System A entnommenen Impulse die Zähler Produktenspeicher infolge der fortgesetzten achtfachen ZO, Zl und Z2 auf «10« bzw. auf »0« schalten, geben Addition des Miltuplikandenspeichers der Wert »2832« diese Zähler zeitlich unterschiedlich entsprechend ihrer 70 enthalten, indem der Zähler ZlO auf .»2<r, der Zähler ZIl

auf »3«, der Zähler Z12 auf »8« und der Zähler Z13 auf »2« gestellt worden ist. Die Zähler Z14 bis Z16 stehen weiterhin auf »0«. Da diese Produktenzähler sogenannte akkumulative Speicher sind, geben sie bei einer Schaltung auf »10« bzw. auf »0« einen Impuls an den nächstfolgenden Zähler ab und schalten diesen um eine Stelle weiter.

Nach dem Umschalten der Relais muß der Beginn der neuen Programmsteuerung etwas verzögert werden, um die geschalteten Relais zur Ruhe kommen zu lassen (Kontaktprellungen), damit sie mittels eines festen Auflagedruckes ein sicheres Durchlassen der elektronischen Impulse gewährleisten. Die Relaiswicklungen A, B₁C und D brauchen hier nicht erläutert zu werden. Ebenfalls ist die Weiterschaltung der Relais weggelassen worden, da sie nach einem der bekannten Verfahren erfolgen kann. Um diese Verzögerung zu Beginn des neuen lOOer-Zyklus zu erhalten, ist ein Verzögerungsglied VFl vorgesehen, welches als ein Flip-Flop dargestellt worden ist, der nach einer gewissen Zeit nach der Erregung wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Außer diesem Verzögerungsglied VFl muß eine Sicherheit vorhanden sein, daß durch die Betätigung der Relaiskontakte noch keine elektronische Schaltung in den einzelnen Zählern auftritt. Aus diesem Grunde werden alle Leitungen, die über Relaiskontakte führen, auf einem bestimmten, vorher festgelegten Gleichspannungspotential gehalten, so daß beim Schließen oder Öffnen der Kontakte kein Spannungssprung auftritt. Diese Schaltung wird beispielsweise in der Zeichnung an der Leitung von Gate GlO nach Zähler ZlO gezeigt. Diese Leitung wird über Kondensatoren Cl und ClO geführt, die eine gleichmäßige Abblockung gewährleisten. Weiterhin wird diese Leitung dann über einen Widerstand R1 und R10 auf das vorher bestimmte Potential gelegt. Der besseren Übersicht wegen ist diese Schaltung nur an der einen Leitung gezeigt worden.

Der in VFl verzögerte Impuls schaltet bei Beginn des neuen lOOer-Zyklus den Flip-Flop 0 um, so daß das Gate GO geöffnet wird. Dadurch können wieder Impulse aus System A über das Gate GO austreten, und die Schaltung arbeitet, wie schon beschrieben. Jedoch läuft der zehnte durch die Zähler Z8 laufende Impuls über den Kontakt δ8 in den auf »5« stehenden Zähler Z26 und schaltet diesen auf »6«. Der zwanzigste Impuls schaltet diesen Zähler dann auf »7«, der dreißigste Impuls auf v8«, der vierzigste Impuls auf »9«, und der fünfzigste Impuls schaltet den Zähler Z26 auf "10« bzw. auf .vO«r, wodurch dieser Zähler einen Impuls über Kontakt δ 9 an Flip-Flop 1 abgibt und diesen umschaltet und Gate G 2 öffnet, wodurch nunmehr, wie schon beschrieben, die restlichen fünf Zehnerzyklen aus System A über Gate G2 laufen. Die nach Umschaltung der Flip-Flops 10 bis 12 und Öffnung der Gates GlO bis G12 aus System B entnommenen Impulse laufen über Gate GlO und Kontakt δ0 in den Zähler ZU und/oder über Gate GIl und Kontakt δ 1 in den Zähler Z12 und/oder über Gate G12 und Kontakt δ 2 in den Zähler Z13, so daß nach den hundert Impulsen dieses zweiten lOOer-Zyklus infolge der fünffachen fortlaufenden Addition des Multiplikanden im Produktenspeicher ein Wert von »20532«· enthalten ist.

Bei Beginn des dritten lOOer-Zyklus wird das Relais C erregt und das Relais B fallengelassen. Dadurch öffnen sich die Kontakte b, und die Kontakte c schließen sich.

Nach Öffnung des Gates GO läuft jetzt der jeweils zehnte aus Zähler Z8 austretende Impuls über Kontakt c8 in den Zähler Z27 ein. Der vierzigste aus System A austretende Impuls ist der vierte aus Zähler Z 8 austretende und schaltet den Zähler Z27 auf »10« bzw. »0«, wodurch dieser Zähler einen Impuls über Kontakt c9 abgibt und dadurch, wie schon beschrieben, den Flip-Flop 1 umschaltet. Die Steuerung arbeitet nunmehr, wie schon beschrieben, und es laufen vom fünften bis zehnten Zehnerzyklus entsprechend der Stellung »354« der Zähler ZO bis Z2 Impulse über Gate GlO und Kontakt c0 in den Zähler Z12, über Gate GIl und Kontakt el in den Zähler Z13 und über Gate G12 und Kontakt c2 in den ZählerZ'14 ein, so daß nach den hundert Impulsen dieses dritten lOOer-Zyklus im Produktenspeicher ein Wert von »232932« enthalten ist.

Zur Abfühlung der vierten Stelle des Multiplikators, nämlich des Zählers Z28, muß noch ein vierter 100er-Zyklus gestartet werden. Das Relais D wird erregt, wodurch das Relais C abfällt. Dadurch werden wiederum die Kontakte c geöffnet und die Kontakte d geschlossen, so daß über den Kontakt d8 der Zähler Z28 abgefühlt werden kann, wie oft der Multiplikand fortlaufend zu addieren ist. Diese, wie schon beschrieben, gesteuerten Impulse kufen über Gate GlO und Kontakt d0 in Zähler Z13, über Gate GIl und Kontakt dl in Zähler Z14 und über GateG12 und Kontakte2 in den ZählerZ15 ein und stellen somit das Endergebnis »940932« dieser Multiplikation dar.

Nunmehr kann sowohl in die auf »0« gestellten Zähler Z 25 bis Z 28 ein neuer Multiplikator wie auch in den Zählern ZO bis Z2 ein anderer Multiplikand eingestellt werden. Ebenfalls ist durch eine geeignete Umstellung der Produktenspeicher ZlO bis Z16 zu löschen, und bei Beginn eines neuen Multiplikationszyklus wird das Relais A erregt, wodurch das Relais D abfällt, und der Zyklus läuft in der schon beschriebenen Weise durch.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektronische Rechenmaschine, insbesondere zur Durchführung von Multiplikation, bei der die Stellenverschiebung durch elektromechanische Relais erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schrittschaltrelais verwendet wird, bei dem die Impulse über nur einen Arbeitskontakt kufen, und die Betätigung der einzelnen Relais nur kurzzeitig durch eine steuernde Röhre erfolgt, während die Funktion zum weiteren Halten von den Relais selbst übernommen wird, daß bei Ausführung der Stellenverschiebung durch Weiterschalten des Schrittschaltrelais ein Impuls erzeugt wird, der eine neue Teilmultiplikation einschaltet, und dieser Impuls so lange durch ein Verzögerungsglied verzögert wird, bis die Relaisschaltung zu Ende geführt ist.

2. Elektronische Rechenmaschinen für Multiplikationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchlauf eines jeden elektronischen Zyklus (10 · 10) das Schrittschaltrelais durch ein schnell arbeitendes Relais, insbesondere polarisiertes Relais oder Thyratron, betätigt wird.

3. Elektronische Rechenmaschinen, insbesondere für Multiplikationen, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais (A, B, C, D) eine Vielzahl von Kontakten (α, b, c, d) tragen und die Kontakte eines oder mehrerer Relais in Parallel- oder Reihenschaltung sowohl dem Multiplikatorspeicher als auch dem Multiplikandenspeicher oder dem Produktenspeicher zugeordnet sind.

4. Elektronische Rechenmaschinen für Multiplikationen nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die über Relaiskontakte laufenden elektronischen Schaltleitungen zur Vermeidung von elektronischen Fehlschaltungen auf ein festgelegtes Potential gelegt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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