CH415136A - Logische Binäreinheit und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Description

  Logische Binäreinheit und Verfahren     zu    ihrem Betrieb    Die Erfindung bezieht sich auf eine mit strömen  den Medien arbeitende logische Binäreinheit zur  Ausführung von logischen Verknüpfungen zwischen  Eingangsvariablen. Die     Erfindung    betrifft ferner     ein     Verfahren zum Betrieb dieser Binäreinheit, das es  ermöglicht, durch Zu- und Abschalten von     Hilfs-          strömen    die Art der von der     Binäreinheit    auszu  führenden logischen Verknüpfung zu bestimmen.  



  Untersuchungen haben gezeigt, dass als Medien  sowohl     gasförmige    als auch flüssige Stoffe in gleicher  Weise geeignet sind. Die im folgenden gemachten  Voraussetzungen und     überlegungen    gelten     ganz    all  gemein für alle Stoffe deren Viskosität klein genug  ist, um eine rasche Strömung zu gewährleisten.  



  Es sind bereits Anordnungen bekannt, die sich  solcher strömender Medien zu Steuerzwecken bedie  nen (USA-Patente     Nrn.    2 408 603 und 2 408 705),  ferner ist bereits von J. B. Greenwood     ( The        design          and        development    of a     fluid        logic        element ,        Diss.     Mass.     Inst.        Tech.    M. E.     Dept.    B.

   S.,     May    1960)  auf die Verwendbarkeit solcher Anordnungen für       binür-logische    Operationen in Rechenanlagen hin  gewiesen worden.  



  Die Verwendung von strömenden Medien zur  Ausführung logischer Operationen ist ganz beson  ders vorteilhaft, da die dabei verwendeten Schalt  kreise ohne bewegte Teile auskommen und praktisch  keinem Verschleiss unterliegen, also eine unbegrenzte  Lebensdauer haben.  



  Die     vorbekannten    Anordnungen sind jedoch auf  die Ausführung nur einer einzigen, durch ihre Kon  struktion vorbestimmte logische Operation be  schränkt. Da aber z. B. -in Rechenanlagen grosser  Kapazität eine sehr grosse Anzahl verschiedener logi  scher Verknüpfungen     herstellbar    sein muss, würde  das Bereitstellen eines Elementes für jede Ver-         knüpfung    zu überaus voluminösen, teuren und stör  anfälligen Anlagen     führen.     



  Zur Vermeidung dieser Nachteile werden mit der  vorliegenden Erfindung zum Aufbau von     Rechen-          und        Steueranlagen    geeignete     Binäreinheiten    angege  ben, die in     einfacher    Weise auf verschieden..     Ver-          knüpfungscharakteristika    umgesteuert werden kön  nen.  



  Die     Erfindung    zielt daher auf die     Schaffung        einer          binärlogischen        Verknüpfungseinheit,    die vermöge  ihrer einfachen     Umsteuerbarkeit    vielseitig verwend  bar ist.  



  Anhand der     nachfolgenden    Beschreibung und der  beigefügten Zeichnungen sollen     einige    Ausführungs  beispiele: der     Erfindung    nun näher erläutert werden.  Zu den Zeichnungen:       Fig.    1 ist eine Darstellung der     Greenwoodschen     Anordnung.  



       Fig.    2 ist ein schematische Darstellung eines  binären     Halbaddierwerkes.     



       Fig.    3     zeigt    den Aufbau eines     EXKLUSIV-          ODER-Gliedes.     



       Fig.    4 ist eine Variante des     EXKLUSIV-ODER-          Gliedes    nach     Fig.    3.  



       Fig.    5 zeigt eine umschaltbare logische Binär  einheit mit nachgeschaltetem     Strahlverstärker.     



       Fig.    6 ist ein Schema der um eine Einheit erwei  terten Anordnung nach     Fig.    4.  



       Fig.    7 ist eine schematische Darstellung eines  binären     Volladdierwerkes.     



       Fig.    8 zeigt eine verbesserte Ausführungsform  des     Volladdierwerkes    gemäss     Fig.    7.  



       Fig.    9 zeigt     eine    Anordnung mit drei gekoppel  ten Elementen.  



  Zur Erklärung der elementaren Funktionen der  Grundelemente diene die von Greenwood angegebene  Anordnung     (Fig.    1):      <I>X</I> und<I>Y</I> sind Eingangssignale in den in einer  Ebene liegenden Leitungen 1 und 2. Am Treffpunkt  beider Leitungen sind Düsen 3 und 4 angeordnet.  <I>A, B</I> und C sind Auffangöffnungen zur Aufnahme  der Ströme des Mediums in Abhängigkeit vom Vor  handensein oder Fehlen der Eingangsgrössen X  und Y.  



  Es ist ohne weiteres einzusehen, dass,     falls    nur  X vorhanden ist, der aus der Düse 3 austretende  Strahl ungehindert     in    die Auffangöffnung A eintre  ten kann,     während    die Öffnungen B und C im Ruhe  zustand bleiben. Umgekehrt, gilt     das    Gleiche für  den Fall des     ausschliesslichen    Vorhandenseins von  <I>Y,</I> wobei nur<I>B</I>     eine    Ausgangsgrösse aufweisen  würde. Sind jedoch beide Eingangsgrössen<I>X</I> und<I>Y</I>  gleichzeitig vorhanden, so ergibt sich     ein    resultieren  der     Strahl    in der Richtung der Öffnung C.

   Schreibt  man diese Überlegung in der Ausdrucksweise der       Booleschen    Algebra an, so ergibt sich:  <I>A = X Y</I>  <I>B = X Y</I>  <I>C = X Y</I>  Leitet man nun noch die Ausgänge<I>A</I> und<I>B zu-</I>  sammen, so ergibt sich das in     Fig.    2 gezeigte Schema  eines binären     Halbaddierwerkes    für das sich die  obigen     Booleschen    Ausdrücke umformen     in     <I>C = X Y</I>  welches ein     UND-Glied    darstellt und den      übertrag      des     Halbaddierverkes    bedeutet,

   und       AvB        =XYvXY     welches     ein.        EXKLUSIV-ODER-Glied        darstellt    und  die Summe des     Halb-Addierwerkes        bedeutet.     



  Wie bereits     erwähnt,    haften     derartigen    Anord  nungen jedoch einige Mängel an, die     ihre        praktische     Brauchbarkeit in Frage stellen, z. B. sehen sie keine       Verstärkung    vor, um die in den Düsen und Leitun  gen auftretenden Verluste auszugleichen; dadurch       sind    ihre Ausgangsgrössen nur zur Steuerung kleiner       Betriebslasten    geeignet.  



  Zur Vermeidung dieses Nachteils können kon  stante     Hilfsströme    verwendet werden, deren     Stärke     die der Eingangsgrössen bei weitem     übertreffen    kann.  Dadurch wird es möglich, mehrere     in    Reihe geschal  tete logische Elemente     zu    betreiben.  



       Fig.    3 zeigt ein Beispiel eines mit zwei Eingän  gen 5 und 6, einem     Hilfskanal    7 sowie einer Auf  fangöffnung 8 versehenen     binären    Elementes     mit     nachgeschalteten     Strahlverstärker,    das einen     'feil     einer erfindungsgemässen     Binäreinheit    bilden kann.  



       t'7    ist     ein    kontinuierlich fliessender     Hilfsstrom.     <I>X</I> und<I>Y</I> sind wiederum die veränderlichen     Eingangs-          grössen.    Für den     Steuerstrom    D in     Leitung    9 gelten  die     Booleschen    Gleichungen:

    <I>D =</I>     XYÜ   <I>v</I>     XYIJ   <I>v</I>     XYII   <I>(1)</I>  und     D=XYÜvXYvXY   <I>(2)</I>    Der Strom D steuert einen sogenannten Strahl  verstärker.     Derartige        Strahlverstärker    sind bereits  bekannt (vgl. den Artikel      Fluid        Computing    Ele  ments     Open    New     Doors    in     Control     in     Control     Engineering,     May    1960, S.     26ff).);

      es kann daher  hier auf eine detaillierte Beschreibung ihrer Wir  kungsweise verzichtet werden. Es sei lediglich er  wähnt, dass ein starker, aus einer Düse austretender  Strahl durch     einen    relativ sehr schwachen, seitlich  einwirkenden Steuerstrom abgelenkt werden kann.  Diese Anordnung arbeitet monostabil, das heisst,  nach     Abschalten    des Steuerstroms nimmt der Strahl  seine ursprüngliche Richtung wieder ein.  



  Am Ausgang 10 der Steuerleitung 9 trifft der  Strom D auf einen aus einer Düse 11 austretenden  freien Strahl F der so eingestellt ist, dass er, falls  Gleichung (1)     erfüllt    ist, in den freien Raum 12       expandieren.    kann; falls jedoch Gleichung (2) erfüllt  ist (das heisst, falls kein Steuerstrom     in    der Leitung  9 vorhanden ist), lehnt sich der Strahl F an Wand  13 an und tritt in die Auffangöffnung 14 ein.

   Deren  Eingangsgrösse G ist damit die     EXKLUSIV-ODER-          Funktion    der     Eingangsgrössen   <I>X</I> und<I>Y:</I>  <I>G =</I>     XY   <I>v</I>     XY          Fig.    4 zeigt eine     Anwendung    des     EXKLUSIV-          ODER-Gliedes    nach     Fig.    3. Hier ist eine zentrale  Auffangöffnung 15 mit     einer    Senke 16 ausgestattet,  die das. Medium in den. freien Raum 17 ableitet.  Leitungen 18 und 19 dienen zur Steuerung des     freien          Strahles    H an ihren Ausgängen 20 und 21.

   Für die  Ströme 1 und K     in    den Leitungen 18 und 19 gelten  damit die     Beziehungen:     <I>1 =</I>     XY     und K =<I>X Y</I>  und für den in die Auffangöffnung 22     eintretenden     Strahl L gilt die     EXKLUSIV-ODER-Gleichung:          L=XYvYY,     wobei vorausgesetzt sein soll, dass der Strahl H bei       gleichzeitigem    Fehlen der Ströme 1 und K an der  Wand 23     anliegt.    Beim Ansetzen der     Booleschen     Ausdrücke     fällt   <I>U</I> heraus;

   tatsächlich war     U    auch  nur zu     Verstärkungszwecken        eingeführt    worden.  



  In     Fig.    5 ist eine aus drei Elementen zusammen  gesetzte Binäreinheit dargestellt. An diesem Aus  führungsbeispiel soll die durch die Erfindung ermög  lichte Mehrfachausnutzung einer     Binäreinheit    durch  einfaches Zu- und Abschalten eines oder mehrerer       Hilfsströme    erläutert werden.  



  In den     Leitungen    24 und 25     in    Element I     fliessen     die Eingangsvariablen<I>X</I> und<I>Y,</I> in     Leitung    26 der       konstante    Strom     L'.        Falls    eine     solche        Konstellation     vorhanden ist, dass der     resultierende        Steuerstrom     nicht in     die        Auffangöffnung    28 eintreten     kann,    wird  er in den freien     Raure    27     abgeleitet.         Für den Strom M,

   der in der Leitung 29 von  Element     II    fliesst, gelten die folgenden     Booleschen     Beziehungen:  <I>M =</I>     XYU   <I>v</I>     XYÜ   <I>v</I>     XYU   <I>(3)</I>  und       M=XYÜvXPvXY   <I>(4)

  </I>  In Element     1I    werden durch den     Zufluss    30     eine     dritte Variable Z und durch den     Zufluss    31 ein  zweiter     Hilfsstrom    V     zugeführt.    Bei geeigneter Kon-         stellation        tritt        der    resultierende     Strahl    N durch die       Auffangöffnung    32<B>in</B> den Kanal 33     ein.    Macht  man den gleichen Ansatz wie oben für M, so gilt:

         N=MVZvMZVvÜVZ7     oder  <I>N =</I>     MZ   <I>v</I>     MVZ   <I>(5)</I>  durch     Einsetzen    der Gleichungen (3) und (4) in (5)  erhält man:    <I>N =</I>     (XYU   <I>v</I>     XYÜ   <I>v</I>     XYU)Z   <I>v</I>     (XYÜ   <I>v</I>     XYU   <I>v</I>     XYU   <I>v</I>     XYU   <I>v</I>     XYU)VZ     was sich vereinfachen lässt zu:

    <I>N =</I>     XYZ   <I>v</I>     XY(ZU   <I>v</I>     ZUV)   <I>v</I>     VZ(Xy   <I>v</I>     XY)   <I>(6)</I>    Wie bereits erwähnt, lassen sich durch Zu- und  Abschalten der     Hilfsströme    U und V verschiedene  Verknüpfungscharakteristika einstellen; bei dem ge  wählten Beispiel ergeben sich vier verschiedene  Möglichkeiten:  <I>1.

   Fall:</I>  <I>U = V = 0</I>       Ni   <I>=</I>     XYZ          Diese    Gleichung bedeutet ein UND-Glied mit  drei Eingängen und     wird    praktisch     dargestellt    durch  zwei in Reihe geschaltete Elemente mit je zwei Ein  gängen. Es ist ohne weiteres möglich, durch Reihen  schaltung weiterer Elemente,     UND-Glieder    für eine  höhere Anzahl von Variablen zu bauen.  



  <I>2. Fall.</I>     -          U    = 0 : V = 1       N2   <I>=</I>     XYZ   <I>v</I>     Z(XY   <I>v</I>     XY   <I>v</I>     XY)          N2   <I>= X Y Z v Z X</I>     YY     Diese Gleichung hat für sich wieder zwei Lösun  gen und repräsentiert eine durch Zu-     oder    Abschal  ten von Z umsteuerbare Binäreinheit mit zwei     Ein-          gängen,    und zwar ergibt sich mit Z = l:

         N2   <I>= X Y,</I>  ein     UND-Glied    für<I>X</I> und<I>Y,</I> und mit Z     .=    0,       N2   <I>= X Y,</I>  also ein     NAND-Glied.     <I>3. Fall:</I>  <I>U = 1 : V</I>     .=   <I>0</I>       Ni=Z(XYvXY)     Diese Gleichung stellt eine ÄQUIVALENZ  Funktion dar (falls Z = 1).  



  <I>4. Fall:</I>  <I>U = V = 1</I>       N4   <I>= Z (X Y v X</I>     Y)   <I>v Z (X Y v X Y)</I>    Hierbei handelt es sich um die     Summenstelle     eines vollständigen binären     Addierwerkes,    das heisst,  ein Wert für     N4    wird nur erhalten, wenn eine unge  rade Anzahl von     Eingangsgrössen    vorhanden ist. Das.

         Glied    ist     umsteuerbar        und        invertiert,    denn mit Z = 0  ist<I>N4</I> die     EXKLUSIV-ODER-Funktion    von<I>X</I>  und Y:       N4   <I>=</I>     XY   <I>v X Y,</I>  und mit Z = 1 die     ÄQUIVALENZ-Funktion:

            N4   <I>=</I>     XY   <I>v</I>     XY     Als     drittes    Element der in     Fig.    5 dargestellten       Binäreinheit    ist ein     Strahlverstärker    vorgesehen, der  die Aufgabe hat, die     in    den Leitungen und Düsen  auftretenden Verluste     auszugleichen    und die Aus  gangsgrösse vom Vorhandensein bzw. Fehlen der       Hilfsströme        unabhängig    zu machen.  



  Kanal 33 ist an seinem in Strömungsrichtung       gelegenen,        Ende    mit einer Düse 34 versehen, die  einen aus     einer        Zuflussöffnung    35 zufliessenden und  durch eine Düse 36 austretenden freien Strahl O  steuert. Strahl O ist so eingestellt, dass er sich bei  Fehlen     des    Steuerstroms N     an    die Wand 37 anlehnt  und in den freien Raum 38 expandiert. Durch den  Steuerstrom N wird der freie Strahl O veranlasst,  sich von Wand 37 zu lösen und in die Auffang  öffnung 39 einzutreten.  



  Eine     innvertierte    Ausgangsgrösse wird erhalten,  wenn die Auffangöffnung 39 am     obern    Ende der  Wand 37     angeordnet        wirrt.    Dann     tritt        nämlich    der  Strahl O in .die     Auffangöffnung    39 ein, wenn der  Steuerstrom N nicht     vorhanden    ist.  



  Es hat sich     in    der Praxis als zweckmässig erwie  sen, zu     Stabilisierungs-    und     Anpassungszwecken     einen gewissen     Teil    des durch den     Zufluss    35 einströ  menden Mediums dem Steuerstrom in Kanal 33 zu  zufügen. Zu diesem     Zweck    ist eine     Anzapfung    40       vorgesehen,    deren     in    den Kanal 33 einmündender  Ausgang 41 durch     einen        verstellbaren    Kegel 42 mehr  oder weniger verschlossen werden     kann.     



  Nachdem an dem einfachen Beispiel der     Fig.    5  die     Funktion    einer     umschaltbaren        Binäreinheit    im           einzelnen        erläutert    worden ist, sollen im folgenden       einige    weitere Ausführungsformen der Erfindung  besprochen werden, ohne jedoch auf     Detailfragen     einzugehen.

   Wie bereits angedeutet, lässt sich eine       Vielzahl    von logischen     Binäreinheiten    mit den glei  chen     Grundelementen    aufbauen, wobei jeweils nur  die     Verbindungen    zwischen den     einzelnen    Elementen  in geeigneter Weise zu wählen sind.    Dadurch     kann    die Anzahl der verschiedenen,  z. B. für eine grössere Rechenanlage benötigten Ein  zelteile stark reduziert werden. Gleichzeitig damit  sinken natürlich auch die Werkzeug- und Prüfmittel  kosten.  



  In     Fig.    6 ist die in     Fig.    4 gezeigte Anordnung,  um ein Element (entsprechend dem Element     II    in       Fig.    5) erweitert, dargestellt.    Für die Ausgangsgrösse 1 v K ergibt sich:       IvK=Z(XYvXYvXYÜ)vZ(XYvXYU)   <I>(7)</I>    Im Laufe der Rechnung ist V vollständig heraus  gefallen, das heisst, die Ausgangsgrösse ist von V     un-          abhängig.    Bei     der    praktischen Ausführung einer  solchen     Binäreinheit    empfiehlt es sich jedoch, V     zu     Verstärkungszwecken     beizubehalten.     



  Im übrigen zeigt Gleichung (7) eine umsteuer  bare     Binäreinheit.    Mit U = 1 und für Z = 1  <I>1 v K =</I>     XY   <I>v</I>     XY     ist es ein EXKLUSIVODER     Glied    und für Z = 0  <I>I v K =</I>     XY   <I>v</I>     X7     ein     ÄQUIVALENZ-Glied.    Mit U = 0 ergeben sich  ein     UND-Glied        für    Z = 0  <I>I v K =</I>     XY          beziehungsweise    ein     NICHT-UND-Glied        für    Z = 1       IvK=XY     Eine     interessante    

      Funktion    ergibt sich,     wenn    man  U = Z macht:  <I>I v K =</I>     Z(XY   <I>v</I>     XE)    v     ZXY     Es handelt sich hierbei um eine     Binäreinheit,    die  mit     Hilfe    von Z von der     EXKLUSIV-ODER-Funk-          tion    auf die UND-Funktion umgeschaltet werden  kann.  



  Natürlich kann man auch bewusst auf die Mög  lichkeit des     Umsteuerns    verzichten und sich auf ein  bestimmtes     Verknüpfungscharakteristikum    bei einer       Binäreinheit    festlegen.  



       Fig.    7 zeigt ein aus zwei, durch     ODER-Glieder     gekoppelten     Greenwoodschen        Halbaddierwerken    auf  gebautes binäres     Volladdierwerk.    Element I ist ein       Drei-Eingang-Element,    wobei jedoch V = 0 sein  soll. Mit 43 ist eine Senke bezeichnet,     in,    die der  Strahl P eingeleitet wird.  



  <I>P = X Y</I> ist die UND-Funktion des Elementes  I. In ODER     Glied    44     (Element        II)        gilt    die     EXKLU-          SIV-ODER-Funktion     <I>Q =</I>     XY   <I>v</I>     XY     Element     III    ist wiederum     ein        Drei-Eingang-          Element    (mit V = 0).

       Seine    Senke 45     liefert    die       UND-Funktion     <I>R =</I>     QZ   <I>=</I>     Z(XY   <I>v</I>     XY)       Leitet man Senken 43 und 45     in    einem (nicht  gezeigten) ODER-Glied zusammen, ergibt sich der       übertrag    des     Voll'addierwerkes    zu:

    <I>P v R =</I>     XY   <I>v</I>     Z(XY   <I>v</I>     XY)     Die an den seitlichen Ausgängen von Element     III          auftretenden    Ströme<I>S</I> und<I>T</I> werden in einem  ODER Glied 46 zusammengeführt und     liefern    mit  <I>S V T = Z (X<B>Y</B> v X Y) V Z (X Y V<B>X</B></I>     Y)     die     Summenstelle    des     Volladdierwerkes.     



  In der Praxis hat sich jedoch ergeben, dass an  den ODER-Gliedern 44 und 46 beträchtliche Ver  luste auftreten, die die zuverlässige Arbeitsfähigkeit  der Anordnung in Frage stellen können. In     Fig.    8  ist eine     verbesserte    Ausführungsform des     Volladdier-          werkes    nach     Fig.    7 dargestellt, die genau die gleichen  logischen Verknüpfungen     herzustellen    gestattet wie  jene.  



  Zwei     Drei-Eingang-Elemente    ersetzen das     ODER-          Glied    44 und das     zweite        Halbaddierwerk.    Man  könnte auch sagen, dass mit 47 bezeichnete Element  sei ein verstärkendes, ODER-Glied. Element 48 lie  fert, ohne eines weiteren ODER-Gliedes     zu    bedür  fen, die Summenstelle des     Addierwerkes.     



  Element 48 kann auch ohne Verstärkung be  trieben werden (V = 0), nur ist dann zu beachten,  dass die Ausgangsgrösse     invertiert    ist. Das ist jedoch  weiter     kein    Nachteil, da eine Kompensation im  nächsten Element ohne weiteres möglich ist.  



  Ein Beispiel für drei gekoppelte Elemente ist in       Fig.    9 gezeigt. Die Eingangsgrössen X und Y wer  den gleichzeitig zwei gleichen Elementen zugeführt.  



  Diese Elemente werden ausserdem mit den Hilfs  strömen<I>U</I> und<I>V</I> gespeist. Die zentralen Ausgangs  grössen<I>A</I> und<I>B</I> werden den seitlichen Eingängen  49 und 50 eines weiteren     Drei-Eingang-Elementes          zugeführt.    Ein     Hilfsstrom    W wird dem zentralen  Eingang dieses Elementes zugeführt.

   Mit diesen     Vor-          aussetzungen    ergeben sich die folgenden     Gleichungen     für die     Ausgangsgrössen:     <I>A =</I>     XY   <I>v</I>     UXY     <I>B =</I>     XY   <I>v V</I>     XY     <I>C = AB v</I>     WÄB              XY   <I>v</I>     UVXY   <I>v</I>     W(XY   <I>v</I>     XY   <I>v</I>  <I>Ü V X Y) (8)</I>  Gleichung (8) lässt erkennen, dass sich durch  Zu- oder     Abschalten    der     Hilfsströme   <I>U,

   V</I> und<I>W</I>  wiederum vier verschiedene logische     Verknüpfungen     herstellen lassen.  



  <I>1. Fall:</I>  <I>U = V = W</I> = 0 und auch  U = W = 0; V = 1, oder  <I>V = W = 0; U = 1</I>  <I>C = X Y,</I> ein UND-Glied.  <I>2. Fall:</I>  <I>U = V = 0; W = 1</I>  <I>C =</I>     XY   <I>v</I>     W(XY   <I>v</I>     XY   <I>v</I>     XY)     <I>=</I>     XY   <I>v</I>     W(X   <I>v Y)</I>  Hier liegt entweder ein UND-Glied vor, oder  man     erhält    einen. konstanten Ausgangsstrom, je  nachdem ob W gleich Null oder Eins ist.  



  <I>3. Fall:</I>  <I>U = W =</I> 1; V = 0 oder  <I>V = W = 1; U = 0</I>  <I>C =</I>     XY   <I>v</I>     W(XY   <I>v</I>     XY)     Bei dieser Verknüpfung handelt es sich um den   übertrag  des binären     Volladdierwerkes,    Die Aus  gangsgrösse C ist nur vorhanden, wenn wenigstens  zwei Eingangsgrössen eingespeist werden.  



  <I>4. Fall:</I>  <I>U = V = 1</I>       C=XYvXYvW(XYvXY)     Diese Gleichung lässt sich auch in der     übersicht-          licheren    Form C<I>= P v W P</I> schreiben. Man erkennt  sofort, dass ein     ÄQUIVALENZ-Glied    vorliegt, falls  <I>W =</I> 0 ist. Mit<I>W =</I> 1 erhält man einen konstanten  Strom.  



       Untersucht    man nun noch die in einem     (nicht     dargestellten)     ODER-Glied    zusammengeführten seit  lichen Ausgänge E und D, so ergibt sich die Glei  chung  <I>D v E = AB v AB</I>       =   <B>x</B>     (U        P        v        Ü        V)     Diese Gleichung repräsentiert eine durch X und  Y     inhibierte        EXKLUSIV-ODER-Verknüpfung    für  U und V, das heisst, ein Ausgangsstrom ist nur vor  handen, falls<I>X</I> und<I>Y</I> gleichzeitig fehlen und<I>U</I>  ungleich V ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Mit strömenden Medien arbeitende Binäreinheit zur Ausführung von logischen Verknüpfungen zwi- sehen Eingangsvariablen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren Grundelementen, die logische Operationen ausführen können, zusammengeschaltet ist und mindestens zwei Eingänge für die zu ver knüpfenden Eingangsvariablen (X, Y) und min destens einen Eingang für einen Hilfsstrom (z. B. <I>U, V)</I> aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Binäreinheit nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich der in den Düsen und Leitungen auftretenden Verluste Strahl verstärker verwendet sind.

   z. Binäreinheit nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlverstärker einen vom Zufluss des Strahlmediums ausgehenden, einstellbaren und in den Steuerstrom einmündenden Stabilisie- rungsstrom aufweisen. 3.

   Binäreinheit nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elemente mit je zwei seit lichen Eingängen und einem zentralen Eingang der art in Reihe geschaltet sind (Fig. 5), dass der Aus gang (28) des ersten, Elementes (1) mit einem seit-. liehen Eingang (29) des nachgeschalteten.

   Elementes (II) verbunden ist, das Ganze derart, dass, wenn die seitlichen Eingänge (24, 25) des ersten Elementes mit einer ersten (X) bzw. einer zweiten (Y) Ein gangsvariablen und sein, zentraler Eingang (26) mit einem ersten Hilfsstrom (U) gespeist werden, und der zweite) seitliche Eingang (30) des nachgeschal teten Elementes (1I) mit einer dritten Eingangs- variablen (Z) und sein zentraler Eingang (31) mit einem zweiten Hilfsstrom (V) verbunden wird,

   sich am zentralen Ausgang (32) des nachgeschalteten Elementes (II) durch Zu- und Abschalten der Hilfs- ströme (U, V) sechs verschiedene logische Verknüp fungen in bezug auf die Eingangsvariablen <I>(X, Y, Z)</I> herstellen lassen. 4.

   Binäreinheit nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei Vorhandensein des dem ersten Drei-Eingang-Element (1) zugeführten Hilfs- stromes (U), bei gleichzeitigem Fehlen des zweiten Hilfsstromes (V), eine UND-Verknüpfung, und beim Fehlen des genannten Hilfsstromes (U) eine ÄQUI- VALENZ-Verknüpfung herstellen lässt. 5.

   Binäreinheit nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei Vorhandensein des zwei ten Hilfsstromes. (V) vier verschiedene logische Ver knüpfungen ausführt, und zwar, falls der erste Hilfs strom (U) gleich Null ist, eine durch die dritte Ein gangsvariable (Z) umsteuerbare UND- bzw.

   NAND- Verknüpfung, und falls der erste Hilfsstrom gleich Eins ist, eine durch die dritte Eingangsvariable (Z) umsteuerbare EXKLUSIVODER- bzw. ÄQUIVA- LENZ-Verknüpfung für die ersten beiden Eingangs variablen (X, Y).

   6. Binäreinheit nach Patentanspruch 1, gekenn- zeichnet durch eine Reihenschaltung (Fig. 6), be stehend aus einem ersten Drei-Eingang-Element mit zwei seitlichen Eingängen (X, Y) und einem zentra- Ien Eingang (U) sowie einem zentralen Ausgang, an den einer (M) der beiden seitlichen Eingänge (M, Z)

   eines zweiten Drei-Eingang-Elementes ange schlossen ist, das ausserdem noch einen zentralen Eingang (V) sowie zwei seitliche Ausgänge (l, K) aufweist, die in einem ODER-Glied (1 v K) vereinigt sind, das Ganze derart, dass, wenn die seitlichen Eingänge des ersten Elementes mit einer erstere (X) und einer zweiten (Y) Eingangsvariablen und sein zentraler Eingang mit einem ersten Hilfsstrom (U) gespeist werden, und der andere der seitlichen Ein gänge des zweiten Elementes mit einer dritten Ein gangsvariablen (Z) gespeist wird,

   durch Zu- und Abschalten des ersten Hilfsstromes (U) am Ausgang des ODER-Gliedes (I v K) in Abhängigkeit vom Momentanwert der dritten. Eingangsvariablen (Z) je- weils zwei verschiedene logische Verknüpfungen in bezug auf die ersten beiden Eingangsvariablen (X und Y) herstellbar sind.

   7. Binäreinheit nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein der dritten Eingangsvariablen (Z) durch den ersten Hilfsstrom (U) eine EXKLUSIVODER- und eine NAND-Ver- knüpfung herstellbar sind. B. Binäreinheit nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Fehlen der dritten Eingangs variablen (Z) durch den ersten Hilfsstrom (U) eine UND- und eine ÄQUIVALENZ-Verknüpfung her stellbar sind.

   9. Binäreinheit nach Patentanspruch 1, gekenn zeichnet durch drei Drei-Eingang-Elemente, die so in Reihe geschaltet sind (Fig. 8), dass die seitlichen Ausgänge des ersten Elementes an die seitlichen Ein gänge des zweiten Elementes (47) und der zentrale Ausgang des zweiten Elementes (47) an einen seit lichen Eingang des dritten Elementes (48) ange schlossen sind, wobei, wenn die seitlichen Eingänge des ersten Elementes mit einer ersten (X) und einer zweiten (Y)

   Eingangsvariablen und der zweite seit liche Eingang des dritten Elementes (48) mit einer dritten Eingangsvariablen (Z) verbunden sind, und wenn ferner die zentralen Eingänge mit je einem Hilfsstrom <I>(U, W</I> bzw.

   V) verbunden sind, das Ganze derart arbeitet, dass bei Fehlen des ersten Hilfsstromes (U) und Vorhandensein des zweiten (W) und dritten (V) Hilfsstromes die logische Ver- knüpfung die eines binären Volladdierwerkes ist, in dem der zentrale Ausgang des ersten Elementes (P) und der dem Eingang der dritten Eingangsvariablen (Z) diametral gegenüberliegende seitliche Ausgang (R) des dritten Elementes (48) in einem ODER- Glied zusammenfasst,

   den ÜBERTRAG und der zentrale Ausgang des dritten Elementes (S v<B>73</B> die SUMME des Addierwerkes bilden. 10. Binäreinheit nach Patentanspruch I, wobei zwei Drei-Eingang-Elemente parallel mit den seit lichen Eingängen (49, 50) eines dritten Drei-Eingang- Elementes in Reihe geschaltet sind (Fig. 9), wobei, wenn die beiden Eingangsvariablen<I>(X,</I> Y) gleich zeitig den seitlichen Eingängen. der beiden parallel geschalteten Drei-Eingang-Elemente zugeführt wer den, und wenn deren Zentraleingänge mit einem ersten (U) bzw.

   einem zweiten (V) Hilfsstrom und der zentrale Eingang des dritten Elementes von einem dritten Hilfsstrom (W) gespeist wird, das Ganze derart arbeitet, dass sich durch Zu- und Ab schalten der Hilfsströme die logischen Verknüpfun gen, UND, ÄQUIVALENZ sowie üBERTRAG eines Volladdierwerkes darstellen lassen. PATENTANSPRUCH Il Verfahren zum Betrieb einer logischen Binär einheit nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Art der von der Binäreinheit auszu führenden logischen Verknüpfung der Eingangs variablen durch Zu- und Abschalten mindestens eines Hilfsstromes eingestellt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 11. Verfahren nach Patentanspruch I1, dadurch gekennzeichnet, dass als strömende Medien Flüssig keiten verwendet werden. 12. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass als strömende Medien Gase verwendet werden. 13. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisung der Hilfsströme jeweils an einem zentralen Eingang der Grund einheiten vorgenommen wird.