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Eingabeeinrichtung mit einer Zehnertastatur, vorzugsweise für elektronische digitale Serienrechenmaschinen
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Tastaturen,Lochbänder u. dgl. eingegeben. Diese Werte entsprechen meistens den Zahlen des Dezimalsystems. In binären, elektronischen Rechenaggregaten treten aber nur zwei Ziffernzustände auf, nämlich 0 und L des
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währleisten.
In den elektronischen Rechenmaschinen bearbeitet man alle Zahlen, die aus den Ziffern 0 und L zusammengesetzt sind, in der Form
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Die Zahl 21 ist dann dargestellt als
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Es ist daher eine Umwandlung vondezimalzahlen in Dualzahlen notwendig, die relativ viele Schaltmittel erfordert und einen wesentlichenTeil der Rechenzeit verbraucht, so dass die Rechengeschwindigkeit des gesamten Rechners herabgesetzt wird. Liegen kurze Rechenprogramme und viele Ein- und Ausgaben vor, dann ist es zweckmässig, nur die Ziffern von 0 bis 9 der Dezimalzahlen dual zu verschlüsseln. Die Dezimalziffernfolge bleibt auch intern im Rechner erhalten, nur dass die Dezimalziffern in duale Tetraden verschlüsselt sind.
In einem vollständigen Serienrechner werden nun sowohl die Dezimalziffern der Zahl als auch die Dualziffem jeder Tetrade zeitlich nacheinander verarbeitet.
Ein bekanntes Serienrechenwerk arbeitet so, dass die Dualstellen der Operanden (Addend, Subtrahend, Multiplikator, Divisor, Dividend usw.) zunächst imRegister, z. B. einem Umlaufspeicher, zwischengespeichert werden, aus dem sie dann zur zeitlich nacheinander erfolgenden Verarbeitung in Serie ins Rechenwerk einlaufen. Es ist also immer erforderlich, die dezimal zugeführten 0 perandenz iffern dual im Register einzutragen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird nur die duale Verschlüsselung der Dezimalziffern in Tetraden behandelt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Eingabeschaltung zur Eingabe von Ziffern in elektronische digitale Serienrechner mit Hilfe einer einfachen Zehnertastatur zu schaffen, sowie die dazu notwendigen Steuerschaltungen zu verwirklichen.
Die erfindungsgemässe Lösung besteht darin, dass eine Umschlüsselung von den dezimalen Eingabestellen in die duale Verschlüsselung durch"Oder"-Ver'knüpfungen vorgenommen wird, und die umgeschlüsselt Ziffer zunächst in einem Nebenspeicher aufgenommen wird, welcher nicht mehr als eine Dezimalziffer zu fassen braucht, und dass, nachdem die Ziffer in diesem Nebenspeicher steht, ein verlängerer Umlauf des Hauptspeichers unter Einbeziehung des Nebenspeichers erfolgt, indem als erste Zif-
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fer der Inhalt des Nebenspeichers in den Hauptspeicher läuft und am Schluss dieser Umlaufperiode den erstenZiffernplatz desHauptspeichers einnimmt und alle bisher im Hauptspeicher stehenden Ziffern damit gleichzeitig einen Platz weiterrücken,
wodurch die Eingabe an jeder Stelle beliebig abgebrochen werden kann und die Ziffern immer stellenrichtig im Hauptspeicher stehen.
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Ziffer der Zahl erscheinen, mit eingegeben werden.
An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung erklärt. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 Normalumlauf im Hauptregister, Fig. 2 verlängerter Umlauf im Hauptregister, Fig. 3 sin Röhrenschiebe- register, Fig. 4 und 4a Eingabeverknüpfungsschaltungen, Fig. 5 ein vierstelliges Schieberegister (Neben- speicher) mit Eingabesteuerung. Fig. 6 eine gesamte Eingabeschaltung, Fig. 7 a einen vierstelligen Nebenspeicher mit vorgeschalteten Schmitt-Ttiggern. Fig. 7b ein weiteres Ausführungsbeispiel des Nebenspeichers, Fig. 7c Schaltspannungen an einem Diodenknoten als Impulsgatter.
Die Umschlüsselung der Ziffer erfolgt hier in die verschiedensten Tetradenverschlüsselungen, z. B.
Dreiexzessverschlüsselung, Aikenverschlüsselung oder direkte Verschlüsselung. Hiedurch verändert sich die Verschlüssel11D. gseinrichtung dann sinngemäss, wie auch in folgendem angedeutet wird. Die Erfindung bleibt nicht nur für Tetraden verwendbar, sondern auch für Verschlüsselung mit mehr als vier Dualstellen pro Dezimalziffer. Hiebei werden die Register natürlich sinngemäss mehrstellig. Bei der Tetradenverschlüsselung ist das Schieberegister, in welches die Dezimalziffern einlaufen, vierspurig. Das Register ist n-stellig, das bedeutet, dass n bits in ihm aufgenommen werden können.
Nachdem eine Ziffer eingetastet und verschlüsselt ist und im erwähnten Schieberegister steht, erfolgt ein verlängerter Umlauf des n-stelligen Schieberegisters, in der weiteren Beschreibung Hauptspeicher genannt, um eine Dezimalziffer (Tetrade). Ein Schieberegister, welches als Nebenspeicher dient, wird in den Umlauf mit einbezogen. Dabei verschieben sich die bisher im Hauptspeicher stehenden Informationen um eine Dezimalstelle weiter. Die neu eingegebene Ziffer, die am Anfang des Nebenspeichers steht, nimmt nach erfolgtem verlängertem Umlauf den ersten Ziffemplatz im Hauptspeicher ein.
Fig. 2 zeigt schematisch den normalen Umlauf im Hauptspeicher. Die Informationen werden an der Hörstelle 21 abgehört und an der Sprechstelle 18 wieder in den Umlauf gebracht. An der Hörstelle 21 können nacheinander die Dezimalziffern abgenommen werden. Es sind im Beispiel zwölf Dezimalziffern
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2fernzeit läuft die Dezimalziffer Nr. 1 aus. die sich zeitlich in die zugehörigen Dualziffernplätze staffelt.
In der zweiten Ziffemzeit läuft die Dezimalziffer Nr. 2 aus und schliesslich in der zwölften Ziffernzeit die Dezimalziffer Nr. 12. Am Ende der zwölften Dezimalziffernzeit beginnt ein neuer Umlauf.
Fig. l zeigt schematisch den verlängerten Umlauf, der genau mit dem Ende der zwölften Dezimal- ziffemzeit beginnt. Zu diesem Zeitpunkt steht die über die Tastatur 20 und den Umschlüssler 19 einge-
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13 (Fig. 1), d. h. immalziffer fasst. Diese Verzögerungsschaltung enthält gleich dem Hauptspeicher 14 eine Sprechstelle 17 und eine Hörstelle 22 zur Auf- und Entnahme der Ziffern. In der ersten Ziffernzeit des verlängerten Umlaufs läuft die verschlüsselte Dezimalziffer Nr. 13 auf Ziffernplatz 12 des Hauptspeichers, in der zweiten Ziffernzeit auf Platz Nr. 11 und schliesslich in der zwölften Ziffernzeit auf Platz Nr. 1.
Bei Beginn der neuen unverlängerten Umlaufperiode nimmt die Dezimalzahl aus Nr. 13 den Platz 1 ein. Die zu Beginn des verlängerten Umlaufs auf Hauptspeicherplatz Nr. 1 stehende Ziffer besetzt in der ersten Ziffernzeit den Platz Nr. 13, in der zweiten den Platz Nr. 12 und schliesslich in der letzten den Platz Nr. 2. Sie ist also genauso wie die folgenden Dezimalziffern um eine Stelle nach links verschoben worden.
Die zu Beginn auf Platz Nr. 12 stehende Ziffer 1 (Fig.1 und 2) steht am Ende des verlängerten Umlaufs auf Platz Nr. 13 im Nebenspeicher 15. Da aber der nachfolgende normale Umlauf den Nebenspeicher 15 nicht mehr mit einschliesst, geht die Ziffer Nr. 12 verloren. Es werden nicht mehr als zwölf Dezimalziffern in diesem Beispiel eingegeben, und die zwölfte Ziffer wird in der Regel zum Anfang eines Umlaufs eine Null sein. Kommen längere Zahlen vor, muss der Hauptspeicher entsprechend länger gewählt werden. Am Schluss dieser Eingabeperiode steht die zuletzt eingegebene Ziffer richtig auf Platz Nr. 1 und bei z. B. fünf eingegebenen Ziffern steht die zuerst eingegebene, d. h. die mit der höchsten Stellenwertigkeit, auf dem fünften Platz. Der Hauptspeicher 14 und der Nebenspeicher 15 können z.
B.
Bahnstücke eines bekanntenMagnettrommelspeichers oder Magnetscheibenspeichers sein, mit einem vom Sprechkopf entsprechend der gewählten Impulsdichte räumlich entfernten Lesekopf und einem dahinter liegenden Löschkopf.
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DieIm Beispiel nach Fig. 4a wird die"Oder"-Schaltung erreicht, indem die Tasten mehrere Kontakte schliessen und die Kontakte direkt geodert werden. Kontakte an einer bestimmten Zifferntaste sind in der Figur durch die gleiche Bezeichnung markiert. Die Tasten 1+, 2+, 4+ und 8+ erhalten einen Kontakt, die Tasten 3+, 5+, 6+ und 9+ zwei Kontakte und die Taste 7+ drei Kontakte. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass man bei der erwähnten Sicherung der elektrischen Kontakte durch integrierende elektrische Halteelemente nur vier solcher Elemente benötigt, gegenüber neun bei der andern Ausführung.
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ginn einer Umlaufperiode gewählt, die durch den Synchronisierimpuls sl gekennzeichnet ist.
Dieser erscheint im gewählten Beispiel (zwölf Dualziffem) nur mit jedem achtundvierzigsten s Impuls. sl ist an die Impulseingänge der Gatter 52 - 55 geführt.
Fig. 6 zeigt die gesamte Schaltung mit der zugehörigen Steuereinrichtung. Zur elektrischen Sicherung der Kontakte sind imBeispiel Schmitt-Trigger 56,57, 58 und 59 eingesetzt. Die Schaltausgänge 40, 41, 42 und 43 der Schmitt-Trigger, die immer dann eine der L entsprechende Schaltgrösse liefern, wenn einer der Kontakte an den Eingängen 56,57, 58 und 59 geschlossen ist, sind an die Gatter 52-55 geführt. Der Impuls sl wird den vier Gattern 52, 53, 54 und 55 über das gesteuerte Impulsgatter 62 zugeführt. Dazwischen ist z. B. die Impulsumkehrstufe 61 geschaltet.
Sobald einer der Schmitt-Trigger einschaltet oder mehrere einschalten, wird durch die Spannungsflanke über die durch den Punkt gekennzeichneten Impulsausgänge 64,65, 66 und 67 der Kippkreis 63 auf L geschaltet, so dass der Ausgang 61 den Wert L annimmt.
Dernächste s1-Impuls schaltet über das Gatter 62 den Kippkreis 63 wieder aus, indem die Schaltgrösse 68 am Gatter 62 anliegt. Ist also der Kippkreis 63 noch ausgeschaltet, dann liefert Gatter 62 keinen Impuls.
Bei Wegfall der Schmitt-Trigger oder deren Ersatz durch andere Bauelemente kann die Einschaltung des Kippkreises 63 In entsprechender Weise durch die Flanke erfolgen. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass die Einschaltung nur einmal zu Beginn der Kontaktschliessung erfolgt. Gleichzeitig mit der Ausschaltung des Kippkreises 63 wird durch ein Impulsgatter 62 ein zweiter Kippkreis 69 eingeschaltet, dessen Schaltausgang 70 für genau eine Periode auf L stehenbleibt, indem ihn s1 bekanntlich einschaltet und der nächste sl-Impuls ihn über Impulsgatter 71 wieder ausschaltet. Am letzteren liegen die Schaltgrössen 70 und der Impuls sl.
Die technische Ausführung der Impulsgatter, Kippkreise u. dgl. ist beliebig. Es können Röhren, Transistoren oder andere Schaltelemente eingebaut werden. Der Kippkreis 69 wird nur zur Steuerung des verlängeren Umlaufs benutzt, indem immer dann, wenn die Schaltgrösse 70 = L ist, ein verlängerter Umlauf des Hauptspeichers 14 über den Nebenspeicher 15, welcher in unserem Beispiel dem KippkreisSchieberegister 26, 30, 46 und 50 entspricht, erfolgt. Sonst läuft der Inhalt des Hauptspeichers 14 unterlängert um. Die Negation 23 wird dabei durch den Negator 60 erzeugt, der in bekannter Weise, insbe- sondere durch eine Schalttriode, realisierbar ist. Die Steuerung erfolgt durch die Konjunktionen 72, 73 und 74. Die Konjunktion 74 oder die Konjunktion 73 fällt eventuell weg. Nimmt man z.
B. an, dass nur Nullen aus dem Nebenspeicher auslaufen, mit Ausnahme der Ziffernzeit, in der überführt wird, kann der Knoten 73 durch eine Direktverbindung ersetzt werden. Die Zifferntaste 0+ verursacht bei ihrer Schlie- ssung, die in Fig. 6 durch die zusätzliche Einschaltung des Kippkreises 63 über Schmitt-Trigger 84 angedeutet ist, nur einen verlängerten Umlauf. Sie verschiebt also den Inhalt des Hauptspeichers 14 um eine Ziffer, ohne eine gültige Ziffer einzutragen.
Fig. 7a zeigt eine andere Möglichkeit der Überführung in den vierstelligen Nebenspeicher. Die vor- geschaltetenSchmitt-Trigger ST dienen als Halteelemente, die nur je zwei Impulsausgänge, aber keinen Schaltausgang besitzen. Es müssen dann noch Kippkreise zwischengeschaltet werden. Die Gatter 52 - 55 fallen weg, indem die vier Kippkreise 78, 79, 80 und 81 zusammen durch den Impuls sl umgeschaltet werden, und der zugehörige Impulsausgang die Impulse an 74, 75, 76 und 77 zur Umschaltung der Kipp-
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die Seite, an der der jeweilige Impulsausgang liegt, von L auf 0 umgeschaltet wird. Die andern Impulsausgänge der Kippkreise 78,79, 80 und 81 sind zusammengeführt und schatten den Kippkreis 63 ein.
Gleichzeitig mit der Ausschaltung des Kippkreises 63 werden auch die Kippkreise 78-81 ausgeschaltet.
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