-
Stellenverschiebungseinrichtung für einen elektronischen Speicher
Die Erfindung betrifft eine Stellenverschiebungseinrichtung für einen elektronischen,
aus dezimalen, vorzugsweise aus vier bistabilen Röhrenkippschaltungen bestehenden
Zählern aufgebauten Speicher, insbesondere für mit mechanischen Ein- und Ausgabeeinrichtungen
versehene elektronische Rechenmaschinen.
-
Elektronische' Recheneinrichtungen enthalten elektronische Speicher
zur Aufnahme der an der Rechnung beteiligten Zahlen. Es ist bekannt, diese Speicher
aus Dezimalzählern aufzubauen. Solche Zähler bestehen aus vier bistabilen Kippschaltungen
(Flip-Flops), die die Werte Eins, Zwei, Vier, Acht darstellen. Bei Empfang einer
bestimmten, einem Ziffernwert einer Dezimalzahl entsprechenden Zahl von Impulsen
nehmen bestimmte Kippschaltungen die »Ein«-Stellung ein, bei sieben z. B. die die
Eins, Zwei und Vier darstellenden Kippschaltungen, und stellen somit die zu speichernde
Ziffer dar. Wenn solche Zähler von »Neun« auf »Null« schalten, geben sie einen sogenannten
Übertragsimpuls an die nächsthöhere Stelle ab. Zur Durchführung der Multiplikation
und Division ist es nun in bekannter Weise notwendig, die gespeicherten Werte stellenweise
verschieben zu können. Um also z. B. einen Wert mit einer Potenz des verwendeten
Zahlensystems zu multiplizieren, genügt es; den Inhalt einer Speichers um so viel
Stellen nach höheren Stellenwerten zu verschieben; wie es der Exponent angibt. So
wird z. B. die Multiplikation von 273 - 100 so ausgeführt, daß die Ziffern 273 so
im Speicher verschoben werden, daß-der Wert 27300 entsteht, was einer Verschiebung
um zwei Stellen im Speicher entspricht. Die Verschiebung wird nun in bekannter Weise
so durchgeführt, daß jede Kippschaltung eines Zählers mit einer-Torschaltung (Gate)
so verbunden wird, daß die Torschaltung geöffnet ist, wenn die Kippschaltung den
Wert »Eins« anzeigt. Die Torschaltung ist mit der entsprechenden Kippschaltung des
Zählers der nächsthöheren Stelle verbunden. Durch einen Verschiebungsimpuls trifft
nun, wenn die Torschaltung geöffnet ist, also der Wert »Eins« übertragen werden
muß, ein Impuls auf die entsprechende Kippschaltung der nächsthöheren Stelle und
schaltet sie auf »Eins«, falls sie auf »Null« gestanden hat. Dabei ist es nötig,
die an den Torschaltungen anliegenden Steuerspannungen durch Verzögerungseinrichtungen
so lange aufrechtzuerhalten, bis der Verschiebungsimpuls sicher die Torschaltung
passiert hat. Will man bei solchen Schaltungen wahlweise nach rechts und nach links
verschieben, so sind pro Zähldekade acht Torschaltungen erforderlich. Es sind auch
Speicher mit Stellenverschiebungseinrichtung bekannt, bei denen zusätzliche Hilfs-
oder Zwischenspeicher verwendet werden, in die der Speicherinhalt vorübergehend
übertragen wird. Hierbei muß also der Speicher doppelt ausgelegt werden, was eine
große Steigerung des Aufwandes bedeutet. Alle diese Einrichtungen haben den Vorteil,
daß die Verschiebung sehr rasch vor sich geht, so wird die Verschiebung um eine
Stelle mit einem bzw. zwei Impulsen erreicht. Nachteilig ist, daß sie einen hohen
Aufwand an Schaltmitteln erfordern und bei der Verwendung von -Verzögerungseinrichtungen
nur bei sorgfältiger Dimensionierung einwandfrei arbeiten.
-
Es sind ferner sogenannte Schiebelinien oder -ketten bekannt, die
ähnlich wie die bereits beschriebenen Einrichtungen arbeiten. Diese Schiebelinien
werden mit Hilfe bistabiler Kippschaltungen, mit Ferritkernen oder Gasentladungsröhren
aufgebaut. Jeder bistabile Schaltkreis enthält eine binäre Information, die durch
Verschiebeimpulse von Stelle zu Stelle weitergeschaltet wird. Es werden auch Register
in Form von Speicherspuren einer Magnettrommel verwendet, die ebenfalls eine Stellenverschiebung
der gespeicherten Information zulassen. Weiter ist eine Einrichtung bekanntgeworden,
die aus dekadischen Zählröhren in Form einer automatisch weiterschaltenden Kette
von Gasentladungsröhren besteht. Diese Einrichtung arbeitet im Zweitaktverfahren.
Die Verschiebung der Information geschieht mit zweimal zehn Impulsen, wobei zuerst
das Komplement der zu verschiebenden Zahl in einem Hilfsspeicher erscheint und die
richtige Information erst durch eine zweite Verschiebung wiederhergestellt wird.
-
Alle diese beschriebenen Einrichtungen weisen entweder den bereits
genannten Nachteil des hohen Aufwandes auf, oder sie sind bei einer Maschine, die
dezimale Zähler als Speicher verwendet, nicht anwendbar.
Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschiebungseinrichtung für aus dezimalen Zählern
aufgebaute Speicher zu schaffen, die nur einen geringen Aufwand an zusätzlichen
Schaltmitteln erfordert, so daß die damit aufgebaute Rechenmaschine, die z. B. als
Anschlußaggregat für eine Buchungsmaschine gedacht ist, den Vorteil großer Preisgünstigkeit
mit einer einfachen und sicheren Arbeitsweise verbindet.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß die einzelnen Dezimalzähler
des Speichers nacheinander mit je einer Impulsgruppe von zehn Impulsen beschickt
werden, so daß die Zähler bis zu ihrer vollen Kapazität aufgefüllt werden, worauf
durch den Übertragsimpuls des Zählers eine Umschaltung elektronischer Torschaltungen
erfolgt, so daß die der gespeicherten Ziffer entsprechenden restlichen Impulse einer
Impulsgruppe in einen benachbarten leeren Zähler einlaufen.
-
Die Erfindung wird an Hand von zwei in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung zur Verwendung einer Gruppe von zehn Impulsen, Fig. 2 eine erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung zur Verwendung einer Gruppe von zehn und einer Gruppe von neun
Impulsen.
-
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung liefert ein nicht näher
erläuterter Impulsgeber 1 Gruppen von zehn Impulsen (A-Impulse) und Gruppen von
neun Impulsen (B-Impulse). Die B-Impulse sind gegenüber den A-Impulsen um 180° in
der Phase verschoben. Der erste Impuls der B-Gruppe folgt also zeitlich auf den
ersten Impuls der A-Gruppe. Der jeweils zehnte Impuls der B-Gruppe erscheint als
Einzelimpuls auf einer besonderen Leitung. Es wird angenommen, daß die Speicherstellen
2 und 3 die gespeicherten Dezimalziffern »Acht« bzw. »Fünf« enthalten. Die Speicherstelle
4 enthält den Wert »Null«. Ein Ringzähler 5 bekannter Bauweise ist so geschaltet,
daß auf der Leitung 6 hohes Potential liegt. Die beiden Torschaltungen 7 und 8 (im
folgenden Gates genannt) sind also geöffnet. Die Kippschaltung 9 (im folgenden Flip-Flop
genannt) ist so geschaltet, daß Gate 10 geöfinet und Gate 11 geschlossen ist. Der
Umschalter 12 liegt so, daß die mit r bezeichneten Kontakte geschlossen sind, also
eine Verschiebung nach rechts durchgeführt werden kann. Über Leitung 13 und Gate
8 laufen fünf Impulse einer Gruppe von zehn A-Impulsen in die Speicherstelle 3 ein,
wobei der die Speicherstelle 3 darstellende Zähler von »Fünf« auf »Null« weitergeschaltet
wird und dabei beim Schalten von »Neun« auf »Null« einen sogenannten Übertragsimpuls
abgibt, der das Flip-Flop 9 kippt. Dadurch wird Gate 10 geschlossen und Gate 11
geöffnet. Die restlichen fünf Impulse der A-Impuls-Gruppen laufen über Leitung 14
und Gate 7 in die Speicherstelle 4. Gleichzeitig mit dem zehnten A-Impuls wird über
Leitung 15 der Ringzähler 5 eine Stelle weitergeschaltet, während der zeitlich sich
anschließende B-Impuls das Flip-Flop 9 über Leitung 17 wieder in die Ausgangslage
zurückkippt. Hierauf beginnt der geschilderte Vorgang unter Benutzung der der nächsten
Speicherstelle zugeordneten entsprechenden Schaltmittel erneut mit dem Ergebnis,
daß der Inhalt der Speicherstelle 2 in die Speicherstelle 3 verschoben wird. Nach
Beendigung der- Verschiebung, im Beispiel also nach zweimaligem Ablauf des geschilderten
Vorgangs, gibt der Ringzähler 5 einen sogenannten Schlußimpuls ab, der über Leitung
16 den Impulsgeber 1 ausschaltet. Man kann auch nach links verschieben, wenn der
Umschalter 13 auf Stellung L umgeschaltet wird. Die vom Impulsgeber 1 gelieferte
Gruppe von neun B-Impulsen bleibt bei diesem Ausführungsbeispiel unbenutzt.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dadurch vom ersten,
daß das Gate 11 entfällt, während die vom Impulsgeber 1 gelieferte Gruppe von neun
B-Impulsen, die auf Leitung 14 erscheint, mitbenutzt wird. Die an Leitung 14 angeschlossenen
Gates werden jetzt durch die den Speicherstellen nachgeschalteten Flip-Flops 18,
19 und 20 gesteuert. An Hand des zweiten Ausführungsbeispiels, wie in Fig.2 dargestellt,
wird nun eine Linksverschiebung beschrieben. Die Speicherstelle 2 enthält jetzt
den Wert »Null«, die Stellen 3 und 4 die Werte »Acht« bzw. »Fünf«. Der Ringzähler
5 ist in bekannter Weise so geschaltet, daß Leitung 6 hohes Potential führt. Gate
7 ist also geöffnet. Über das geöffnete Gate 10 laufen über Leitung 13 und Gate
7 zwei Impulse der A-Impuls-Gruppe in die Speicherstelle 3, dabei schaltet der die
Speicherstelle 3 darstellende Zähler von »Acht« auf »Null« und gibt in der bereits
beschriebenen Weise einen Übertragsimpuls ab, der die Flip-Flops 19 und 9 kippt.
Gate 10 wird dadurch geschlossen. Über den Umschalter 12, der auf l steht, wird
Gate 8 geöffnet. Über dieses laufen jetzt von der Gruppe von neun B-Impulsen noch
acht in die Speicherstelle 2 ein. Die Weiterschaltung des kingzählers 5 geschieht
in der gleichen Weise wie im Beispiel 1, und der auf Leitung 17 erscheinende einzelne
B-Impuls kippt jetzt die Flip-Flops 9, 18, 19 und 20 in die Ausgangslage zurück,
soweit deren Lage im Verlauf des Verschiebungsvorgangs geändert wurde. Hierauf beginnt
ein neuer Verschiebungsvorgang, der in entsprechender Weise unter Benutzung der
den beteiligten Speicherstellen 4 und 3 zugeordneten Schaltmittel den Inhalt der
Speicherstelle 4 in die Speicherstelle 3 überträgt. Ein Schlußimpuls des Ringzählers
5 über Leitung 16 beendet auch hier den Verschiebungsvorgang.