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Serienrechenwerk
Die Erfindung betrifft ein Serienrechenwerk für Addition und/oder Subtraktion zweier als Tetraden verschlüsselter Dezimalzahlen mit Korrektureinrichtung.
Bei Serienrechenmaschinen, die in Tetraden verschlüsselte Dezimalzahlen enthalten, macht sich fast nach jeder Addition eine Korrektur nötig. Wird nämlich eine Summe zweier nach der direkten Verschlüsselung verschlüsselter Dezimalzahlen gebildet, die grösser als neun ist, so werden im Binäraddiator erst die bis 15reichenden Tetradenkombinationen gebildet, die als Pseudodezimalen bezeichnet werden. Der Entscheid, wenn zu korrigieren ist, kann also erst getroffen werden, wenn die Dualstellen der Summentetrade aus dem Addiator ausgelaufen sind.
Es ist nun bereits eine Korrekturmöglichkeit bekanntgeworden, die so arbeitet, dass in einem Binäraddiator die noch zu korrigierende Summentetrade gebildet wird, diese in eine Verzögerungsleitung lauft, von der am Ende des Tetradenlaufs die Dualstellen in paralleler Form einem Hilfszählwerk zugeführt wer- den, welches einen weiteren Addiator beeinflusst, durch den die Tetrade zu Korrektur läuft. Ein Nachteil dieser Schaltung ist, dass ein entsprechend der Korrekturerfordernisse steuerbares Hilfszählwerk vorhanden ist, das durch logische Verknüpfungskreise gesteuert werden muss. Ein viel grösserer Nachteil neben dieser technischen Aufwendigkeit ist jedoch, dass mit ihr nur eine Korrektur bei Addition und nicht bei Subtraktion durchgeführt wird.
Ein weiteres Rechenwerk mit Korrektureinrichtung ist auch für Addition und Subtraktion bekanntgeworden, welches gebildet wird durch einen wahlweise auf Addition oder Subtraktion umschaltbaren bi- naren Hauptaddiator-Subtraktor, indem die gegebenenfalls noch zu korrigierende Summe der beiden Ausgangstetraden gebildet wird, durch einen zweiten Addiator-Subtraktor zur Addition bzw. Subtraktion des Koriekturwertes, durch zwei Schieberegister für die korrigierte bzw. unkorrigierte Summentetrade und durch eine Auswahleinrichtung, die nach erfolgtem Korrekturentscheid entweder das Schieberegister mit der korrigierten oder das mit der unkorrigierten Summe auswählt.
Dieses Rechenwerk besitzt den Nachteil, dass es für sehr kleine elektronische Rechenmaschinen durch das Vorhandensein von zwei Schiebere- gistern technisch zu aufwendig ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Rechenwerk mit wesentlich geringerem technischen Aufwand durch eine einfache Korrekturschaltung zu schaffen.
Die erfindungsgemässe Lösung bestehtdarin, dass zwischen einem Hauptaddiator-Subtraktor und einem zweiten Addiator-Subtraktor eine Verzögerungslinie geschaltet ist zur Erhaltung des zu korrigierenden Summenwertes bis zum erfolgten Korrekturentscheid, wonach dann entweder die direkt aus der Verzögerungslinie auslaufenden oder aber die den Korrekturaddiator passiert habenden Summenstellen als die richtigen ausgewählt werden.
Das erfindungsgemässe Prinzip ist bei allen Dezimalcodes tetradischer oder nicht tetradischer Form anwendbar. Je nach Art der Verschlüsselung ändern sich lediglich : 1. Die Art des Korrekturentscheides ; bei Aiken- und Dreiexzessverschlüsselung z. B. kann die Korrekturerfordernis am Übertrag in die nächste Tetrade erkannt werden. 2. Der Korrekturwert ; : I : 6 bei direkter Verschlüsselung, j : bei Dreiexzessver- schlüsselung, : I : 6 oder 0 bei Aikenverschlüsselung. 3. Die Länge des Verzögerungsregisters speziell für Codes mit mehr als 4 bits.
Bezüglich des Korrekturentscheids und Korrekturwertes können bei andern Verschlüsselungen als der direkten Zwischenumschaltungen entsprechend bestimmter Gruppen von Fällen erforderlich sein, so dass
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dann der Vorteil, wie er hier im Beispiel angeführt ist mit der einfachen gleichzeitigen Umschaltung von den Addiatoren-Subtraktoren für die Hauptaddition und Korrektur nicht mehr gilt. Auch könnten bei speziellen Verschlüsselungen verschiedene Korrekturwerte erforderlich werden, auf die dann umgesteuert werden muss.
Weitere erfinderische Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung der Ausführungsbeispiele, an Hand deren das erfindungsgemässe Korrekturwerk erklärt wird.
In der Zeichnung bedeuten : Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ziffernweges mit der Korrek : ureinrichtung, Fig. 2 die detaillierte Ausführung eines Korrekturwerkes für die direkte Verschlüsselung bei Addition, Fig. 3
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zu subtrahieren. In der Fig. 1ist dargestellt. wie von zwei Umlaufspeicherbahnenl und 2 die beiden Summanden in den Addiator-Subtraktor 3 laufen, nach Addiatoreingang 4 der Augend und nach Addiatoreingang 5 der Addend. Bei Subtraktion läuft nach Eingang 4der Minuend und nach Eingang 5 der Subtrahend.
Der Addiatorauslauf bei Ausgang 6 ist in das Schieberegister bzw. die Verzögerungsleitung 7 geführt. Vom Schieberegister 7 wird der Auslauf einmal direkt und zum andern Mal über den Korrekturaddiator 8 an die Auswahlschaltung 13 geführt. Der Korrekturentscheid 12 wird durch den Inhalt des Schieberegisters 7 beeinfluss und bewirkt seinerseits in der Auswahlschaltung 13 die Auswahl der entsprechenden Leitung.
Die Addiatoren-Subtraktoren 3 und 8 sind rein dual aufgebaut, d. h. sie besitzen zwei Eingänge und einen Ausgang. Das Schieberegister 7 kann aus bistabilen Kippschaltungen aufgebaut werden, die durch Taktimpulse weitergeschaltet werden. Die Auswahl 13 besteht aus zwei ausgangsseitig disjunktiv zusam-
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deren Negation den andern. In das Register 1 läuft die Endsumme um soviel Dualstellen verkürzt ein, wie sie durch die Verzögerungslinie 7 verzögert wird, damit sich beim Umlauf der Speicherinhalt gegenüber einer definierten Anfangslage nicht verschiebt.
Fig. 2 zeigt die Ausführung eines solchen Korrekturwerkes, wobei als Verzögerungslinie ein Schieberegister bestehend aus zwei bistabilen Kippschaltungen 28 und 32 gewählt ist und Zwischenimpulse h, die zeitlich zwischen den jeweils die Dualstellenzeiten einleitenden mit s bezeichneten Impulsen liegen, zu Steuerfunktionen herangezogen werden. Diese Zwischenimpulse h kann man in einer etwas abgeänderten Ausführung leicht vermeiden, braucht aber dann mindestens drei bistabile Kippschaltungen in der Verzögerungslinie als Zwischenspeicher.
In den Figuren bedeuten der weiss gelassene Kreis die Konjunktionsverlrnüpfung und der schwarz ausgezogene Kreis die Disjunktionsverknüpfung von Schaltaussagen. Der Punkt kennzeichnet jeweils den Ausgang der einzelnen Stufen. Die Negationselemente sind mit N gekennzeichnet, die Impulsgatter durch ein G. Die Impulsgatter G haben neben dem Schalteingang noch einen Impulseingang für die Synchronisierimpulse "s" oder die Zwischenimpulse "h". Ein Impuls in Verbindung mit einer der L entsprechenden Grösse am Schalteingang liefert am Impulsausgang eines Impulsgatters G einen Impuls zum Umschalten einer bistabilen Kippstufe.
Bei den bistabilen Kippstufe sind die Impulseingänge durch Pfeile gekennzeichnet, die Schaltausgänge für Schaltgrössen längerer Dauer sind nicht gekennzeichnet.
Fig. 2 zeigt ebenfalls wieder die zwei Speicherbahnen 1 und 2. Bahn 1 ist um zwei Dualstellen verkürzt. Die Speicherausgänge führen die die Ziffern darstellenden Schaltgrössen andieAddiatoreingänge 4 und 5. Die negierten Schaltgrössen 4 und 5 der Speicherausgänge sind ebenfalls dem Hauptaddiator zugeführt. Die negierten Schaltgrössen werden durch die Negationselemente 56 und 57 hergestellt. Der erste Dualaddiator, der Hauptaddiator 3 fur die Serienaddition der Dualziffern nebst der dazugehörigen Übertragsverzögerung wird in bekannter Weise gebildet durch-
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diesen Schaltvorgängen wird das allgemein als Ausblendverfahren bezeichnete System angewendet, indem die Laufzeit der Schaltgrössenzum Impulszeitpunkt stets noch den vorangehenden Zustand wirksam bleiben lässt. 3.
Konjunktion l H und das Impulsgatter 22 für die Ausschaltung der Übertragskippschaltlmg 23 und 4. Kippschaltung 23 zur Verzögerung des Übertrags.
Die durch die Synchronisierimpulsfolge s, die jede Dualziffernzeit einleitet, geschaltete, ihren Inhalt um je eine Stelle weiterschiebende Schiebelinie wird in bekannter Weise gebildet durch : 1. Negator 55 für die Bildung der negierten Dualsumme 25, 2. Impulsgatter 26,27, 30 und 31, und 3. bistabile Schaltungen 28 und 32.
Fur den Korrekturaddiator 8 kann eine vereinfachte Addiatorform angewendet werden. Die duale
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Summe wird in gleicher Form wie beim Hauptaddiator 3 durch die Konjunktionen 35,36, 37,38 und die Disjunktion 43 gebildet. Dem Korrekturaddiator 8 wird einmal der Auslauf 33,33 aus der Verzögerungsleitung und zum ändern Mal der Korrekturwert 34, 34 zugeführt.
Der Korrekturwert 34 bzw. dessen Negation 34 ist ein Schaltmäander der halben Ziffernfrequenz, da die den dezimalen Ziffern sechs entsprechende Tetradenfolge der Folge OLLO, OLLO... entspricht. Die Umschaltstellen des Mäanders 34 sind also so zu legen, dass er während der mittleren beiden Dualziffernzeiten jeder Tetrade den Wert L einnimmt. Auch die Übertragsschaltung ist, mit der Konjunktion 39 und dem Impulsgatter 40, an dessen Impulseingang die Synchronisierimpulse s geführt sind, gleich der des Hauptaddiators 3. Die Ausschaltung der Kippschaltung 41 zur Verzögerung des Übertrags vereinfacht sich jedoch wesentlich, indem eine in der Mitte jeder ersten Dualziffernzeit der Tetrade erscheinende Impuls-
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Dualziffernstellen der Tetraden eingeschaltet werden, da nur hier die sechs der dualen L entsprechende Schaltgrössen enthält.
Diese Kippschaltung muss aber dann immer genau bis zum Ende der Tetradenzeit eingeschaltet bleiben, denn ein in der zweiten Dualziffernstelle eingeschalteter Übertrag liefert auch in der dritten Stelle sicher einen Übertrag in die vierte Stelle, da der Übertrag der zweiten Stelle zusammen mit der L der sechs einen neuen Übertrag liefert. Hingegen kann der Korrekturaddiator 8 hier nicht zur Übertragsyerzögerung in die nächste Tetrade benutzt werden. Die L des dezimalen Übertraget ist im Hauptaddiator zu verzögern bzw. dem Hauptaddiator zuzuführen. Ein dezimaler Übertrag erscheint immer dann, wenn auch zu korrigieren ist, wobei eine bistabile Kippschaltung 49 eingeschaltet ist.
Die Zuführung des dezimalen Übertrages in den Hauptaddiator ist in der Zeichnung so gezeigt, dass die von der Kippschaltung 49 gelieferte Schaltgrösse 50 am Schalteingang eines Impulsgatters 55 liegt, dessen Impuls-
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auszuwählen ist, erfolgt mit der in der Mitte jeder vierten Dualziffernzeit der Tetraden einen Impuls liefernden Folge h4 v h v.... Das Ausschalten erfolgt eine Dualziffernzeit früher durch die Impulsfolge
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sein, wenn dieser, was unbeschadet geschehen kann, mit seiner L von h2 bis h4 reicht. Beim Korrekturenscheid berücksichtigt der Ausdruck 25. (35 v 29) das Auftreten einer Pseudodezimale und 56denFall, wenn keine Pseudodezimale aber ein Übertrag in die nächste Tetrade auftritt.
Im letzten Fall wird stets der Übertrag erst in der vierten Ziffernzeit eingeschaltet. Mit dem Synchronisierimpuls s wird die erste Du- alstelle der Tetraden aus dem Speicherwerk entnommen und steht an den Eingängen des Rechenwerkes. Mit
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im Hauptspeicher eingetragen worden. Während des Auslaufs dieser ersten Ziffer ins Speicherw. erk mit s, war Kippschaltung 49 durch die Impulsfolge h. vh v... ausgeschaltet. Die erste Ziffer ist jedoch korrigiert und unkorrigiert gleich, so dass es beliebig ist, welche von beiden Leitungen 33 oder 44 ausgewählt wird.
Zur Zeit des Korrekturentscheids steht die zweite Dualziffer der Summentetrade bei 33, die dritte bei 29 und die vierte bei 25. Das sind die drei Dualziffern, die für die Indikation der Pseudodezimalen massgebend sind.
Fig. 3 zeigt den Teil des Korrekturwerkes, der sich bei seiner Auslegung für Addition und Subtraktion ändert. Beim Hauptaddiator 3 sind die Konjunktionen 18,19 für die Übertragseinschaltung um die dritte Eingangsgrösse 57 erweitert.
Die Schaltgrösse 57 ist immer dann eine L, wenn zu addieren ist. Bei der Subtraktion ist eine andere Übertragungsein- und -ausschaltung erforderlich, die durch die Konjunktionen 58 und 59 erzeugt wird, an die die Steuergrösse 60, die nur bei Subtraktion einen L. entsprechenden Wert annimmt, anliegt. Die Einund Ausschaltmöglichkeit für Addition und Subtraktion ist durch die Disjunktionen 61 und 62 auseinandergehalten. Beim Korrekturaddiator 8ist die Konjunktion 39 für die Übertragseinschaltung um die dritte Eingangsgrösse 57 erweitert. Bei der Subtraktion ist eine andere Übertragseinschaltung erforderlich, die durch die Konjunktionen 63 erzeugt wird, an der die Steuergrösse 60 anliegt. Die beiden Einschaltmöglichkeiten sind über die Disjunktion 64 auseinandergehalten.
Beide Addiatoren, Hauptaddiator und Korrekturaddiator, werden in gleicher Weise und über dieselbe Leitung zur Ausführung der Operationen Addition oder Subtraktion umgeschaltet.
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Die bistabilen Kippstufen sind technisch in der einen Ausführung wie die bekannten Röhren-Flip-FlopStufen und in einer andern Ausführung wie ebenfalls bekannte Kippschaltungen mit je zwei Transistoren aufgebaut. Die Negatoren sind phasenumkehrende Stufen. Die Konjunktions- und Disjunktionsschaltungen sind in diesem Beispiel als Diodenknoten ausgeführt. Als Impulsgatter sind die bekannten Triodengatter mit Poppeleinspeisung am Gitter oder einer Einspeisung über einen Kathodenwiderstand bzw. Gatter mit Doppelsteuerröhren oder auchDiodenkoinzidenzschaltungen verwendet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Serienrechenwerk für Addition und/oder Subtraktion zweier als Tetraden verschlüsselter Dezimalzahlen mit Korrektureinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Hauptaddiator-Subtraktor und einem zweiten Addiator-Subtraktor eine Verzögerungslinie (7) geschaltet ist zur Erhaltung des zu korrigierenden Summenwertes bis zum erfolgten Korrekturentscheid, wonach dann entweder die direkt aus der Verzögerungslinie (7) auslaufenden oder aber die den Korrekturaddiator (8) passiert habenden Summenstellen als die richtigen ausgewählt werden.