DE1105203B

DE1105203B - Rechenschaltung

Info

Publication number: DE1105203B
Application number: DEI16465A
Authority: DE
Inventors: Franklin Chuin Chiang
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1957-10-15
Filing date: 1959-05-21
Publication date: 1961-04-20
Also published as: GB888537A; NL239382A; FR1214950A; SE301558B; NL232224A; US3070305A; DE1088259B; GB884488A

Description

DEUTSCHES

In dem Hauptpatent 1 088 259 ist eine Additionsschaltung beschrieben mit Vergleich der Laufzeit eines ersten Auslöseimpulses in einer Verzögerungsleitung fester Länge mit seiner Laufzeit in mindestens einer zu ihr parallelen zweiteiligen" Verzögerungsleitung, deren gesamte Länge durch jeweils zwei Summandenziffern bestimmt ist zwecks Auswahl einer mit der zweiteiligen in Reihe geschaltöten, zusätzlichen Verzögerungsleitung sowie zwecks Änderung der zusätzlichen Verzögerungsleitung in der nächsthöheren Stelle entsprechend 'einem Übertrag und mit Vergleich der Laufzeit des ersten Auslöseimpulses in einer zweiteiligen und ihrer zusätzlichen Verzögerungsleitung mit der Laufzeit eines zweiten, um einen Umlauf verzögerten Auslöseimpulses in der Verzögerungsleitung fester Länge zwecks Anzeige der Summenziffer dieser Stelle.

Demgegenüber löst die Anordnung nach der Zusatzpatentanmeldung die Aufgabe, mit den gleichen Mitteln eine Subtraktion durchzuführen.

Gemäß der Erfindung ist der eine Teil der veränderlichen zweiteiligen Verzögerungsleitung entsprechend dem Komplement einer der Ziffern (Subtrahend) einstellbar, und die gesamte Leitung liefert eine Summe der Verzögerungen, die ein Maß für die Differenz der Ziffern ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen die

Fig. la, Ib und 1 c (nebeneinandergelegt) das Schaltschema eines gemäß der Erfindung aufgebauten S ubtrahi erwerks.

Mit diesem Subtrahierwerk können im Parallelbetrieb Subtraktionen von dreistelligen Zahlen durchgeführt werden. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, dient zur Darstellung des Minuenden ein Teil 110' der Verzögerungsleitung 110, die eine Reihe -von in gleichem Abstand voneinander angeordneten Abgriffen 111 aufweist.

Jeder dieser Abgriffe 111 steht über einen Isolationswiderstand sowie über einen dazugehörigen normalerweise geöffneten Schalter 112 der Einerstelle; des Minuenden mit der Leitung 113 in Verbindung. Ferner stehen die Schalter 114 der Zehnerstelle des Minuenden ebenfalls über Isolationswiderstände mit den Abgriffen 111 sowie mit der Leitung 115 in Verbindung. In derselben Weise verbinden auch"die Schalter 116 der Hunderterstelle des Minuenden die. Abgriffe 111 mit der Leitung 117. Die Eingabe des Minuenden in die -Verzögerungsleitung 110 wird durch die wahlweise Betätigung der Schalter 112, 114 und 116 durchgeführt. Um z.B. den-Betrag405 in die Verzögerungsleitung für den Minuenden einzugeben,· werden die Schalter 116-400, 114-00 und 112.-5 betätigt.

Rechenschaltung

Zusatz.zum Patent 1 088 259

Anmelder:

IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
."- V. St. v. Amerika vom 22. Mai 1958

. Franklin Chuin Chiang, Palo Alto, Calif. (V. St. Α.),
. ist als Erfinder genannt worden

: Hierdurch werden die Abgriffe 111-4, 111-0 und 111-5 mit den Leitungen 117, 115 bzw. 113 verbunden. Die Leitungen 113, 115 und 117 stehen mit den Eingängen der Verzögerungsleitungen 118, 119 und 120 in' Verbindung und weisen die Abgriffe 121, 122 und 123 auf. Die Verzögerungsleitung 118, 119 und 120 sind für die Einer-, Zehner- und Hunderterstelle des Subtrahenden vorgesehen. Die in der Einerstelle des Subtrahenden stehende Ziffer wird mit Hilfe des Schalters 124., der die Leitung 125 mit dem entsprechenden Abgriff 121 der Verzögerungsleitung 118 verbindet; in letztere eingegeben. Die in der Zehner- und Hunderterstelle des Subtrahenden stehenden Ziffern werden in derselben Weise mit Hilfe der Schalter 126 und 128, die die Leitungen 127 bzw. 129 mit den Abgriffen 122 bzw. 123 der ■ Verzögerungsleitungen 119 und 120 verbinden.

Die zwischen je zwei Abgriffen der Verzögerungsleitungen 118,119 und 120 auftretenden Verzögerungen haben ebenfalls die Länge t. Ein über die Leitung 130 in die "Verzögerungsleitung 110 eingeführter Impuls gelangt je.nach der Stellung der einzelnen Schalter 112,114 und 116 auf die" Leitungen 113, 115 und 117. Da die Verzögerung zwischen je zwei benachbarten Abgriffen der verschiedenen Verzögerungsleitungen immer gleich i'is'ti, 'gelangt der auf die Lei- tang 130 und die Verzögerungsleitung 110 gegebene •Impuls nach einem Zeitraum nt auf die Leitung 113. η ist hierbei gleich der in- 'der Einerstelle des Minuenden stehenden Ziffer. Weiterhin gelangt dieser Im- ; puls auch auf die Leitungen¹ 115 und 117, nachdem er

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um die Beträge verzögert worden ist, die den in der Zehner- und der Hunderterstelle des Minuenden stehenden Ziffern entsprechen.

Die auf den Leitungen 113,115 und 117 auftreten·=- den Impulse werden den Eingängen der drei Verzögerungsleitungen 118, 119 und 120 des Subtrahenden zugeführt und in diesen weiterhin um Beträge verzögert, die durch die Zehnerkomplemente der entsprechenden Subtrahendenstellen gegeben sind. Die durch die Verzögerungsleitung 118 der Einerstelle des Subtrahenden hervorgerufene Verzögerung beträgt somit z.B. 1Oi — nit, wobei m der in der .Einerstelle des Subtrahenden stehenden Ziffer gleich ist. Der Einfachheit halber sollen nunmehr nur die Kreise für die Einerstellen des Minuenden und des Subtrahenden betrachtet werden. Ein auf die Leitung 130 gegebener Impuls wird, bevor er auf die Leitung 125 gelangt, um einen Zeitraum verzögert, der die Längent+lOt—mt hat. Die auf den Leitungen 125,127 und 129 auftretenden Impulse werden im folgenden als Differenzimpulse bezeichnet, da sie zu Zeitpunkten auftreten, die der Differenz zwischen dem Minuenden und dem Subtrahenden entsprechen.

Die Leitung 125 steht mit den ersten Eingängen der UND-Kreise 131 und 132 in Verbindung, die den Differenzimpuls der Einerstelle untersuchen und gegebenenfalls notwendige Korrekturen vornehmen. Da die Subtraktion mittels komplementärer Addition durchgeführt wird, ist es für die Berücksichtigung dieser Korrekturen notwendig, festzustellen, ob die Summe des Minuenden und des Zehnerkomplements des Subtrahenden kleiner als 10 oder größer als 9 ist. Wenn der Differenzimpuls der Einerstelle größer als 9 t ist, braucht nicht auf die danebenliegende Ziffer zurückgegriffen zu werden. In diesem Falle muß jedoch der Wert 10 von dem Resultat abgezogen werden, um den richtigen Differenzwert zu erhalten. Ist dagegen der der Leitung 125 entnommene Impuls um weniger als 1Oi verzögert worden, muß ein zusätzlicher Impuls erzeugt werden. In diesem Falle ist die Verzögerung des Differenzimpulses der Einerstelle richtig und bedarf daher keiner Änderung. Für diese Maßnahme sind die Leitungen 133 und 134 vorgesehen, die mit dem zweiten Eingang der UND-Kreise 131 bzw. 132 in Verbindung stehen.

Die Leitung 133 steht über Entköpplüngswiderstände mit den Abgriffen 111-0 bis 111-9 in Verbindung, während die Leitung 134 über eine Reihe von Entkopplungswiderständen mit den Abgriffen 111-10 bis 111-9 verbunden ist. Der Leitung 133 zugeführte Impulse treten somit zu den Zeitpunkten »0« bis »9«, der Leitung 134 zugeführte Impulse dagegen zu den Zeitpunkten »10« bis »19« auf. Wenn der Differenzimpuls der Einerstelle vor dem »10 «-Zeitpunkt auftritt, gelangt er über den UND-Kreis 131 auf die Leitung 135. Tritt dieser Impuls dagegen nach dem »9«- Zeitpunkt auf, gelangt er über den UND-Kreis 132 auf die Leitung 136.

Die Leitung 135 ist mit dem Eingang der Verzögerungsleitung 137 verbunden, die eine Verzögerung CD um ein Arbeitsspiel bewirkt. Diese Verzögerung entspricht dem Intervall, das zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Impulsen liegt, die dem Eingang der Verzögerungsleitung 110 über die Leitung 130 zugeführt werden. Die ein Arbeitsspiel umfassende Verzögerung CD erstreckt sich über einen Zeitraum von mindestens 191. Die über den UND-Kreis 131 auf die Leitung 135 gelangenden Differenzimpulse der Einersteile, d. h. diejenigen Impulse, die vor dem »10«-Zeitpunkt auftreten, werden der Verzögerungsleitung 137 zugeführt und aus dieser nach einer Verzögerung um den Betrag CD über die Leitung 138 wieder entnommen. Die der Leitung 136 zugeführten Impulse gelangen auf einen Abgriff der Verzögerungsleitung 137. Hierdurch erfahren diese Impulse, bevor sie auf die Leitung 138 weitergeleitet werden, eine Verzögerung um den Betrag CD—101.

Somit ist dargelegt worden, daß der Leitung 125 zugeführte Impulse, die einer Summe entsprechen,

ίο deren Betrag kleiner als 10 ist, über die Leitung 135 auf die Verzögerungsleitung 137 gelangen und in dieser um den Betrag CD verzögert werden. Diese Impulse werden sodann zu einem entsprechenden Zeitpunkt des nächstfolgenden Arbeitsspieles auf die Leitung 138 gegeben. Ferner gelangen die Impulse, die einer Summe entsprechen, deren Betrag größer als 9 ist, von der Leitung 125 über die Leitung 136 zu einem Abgriff der Verzögerungsleitung 137. Die Impulse werden hierdurch um den Betrag CD — 101 verzögert, bevor sie auf die Leitung 138 weitergeleitet werden. Die Differenzimpulse der Einerstelle werden auf diese Weise, wenn es erforderlich ist, berichtigt Und treten auf der Leitung 138 während des nächstfolgenden Arbeitsspieles zu einem Zeitpunkt auf, der der Differenz der Einerstelle entspricht.

Die Leitung 135 ist ferner mit dem Univibrator 139 verbunden. Letzterer wird daher, wenn auf der Leitung 135 ein Impuls auftritt, betätigt und zeigt damit an, daß auf die Zehnerstelle zurückgegriffen werden muß. Der Ruhezustand des Univibrators 139 ist derart, daß sich die Spannung auf der Leitung 140 normalerweise auf ihrem oberen Pegel befindet und damit anzeigt, daß das in der Einerstelle entstandene Resultat ohne einen Rückgriff auf die nächsthöhere Stelle zustande gekommen ist und daß sich ferner die Spannung auf der Leitung 141 auf ihrem unteren Pegel befindet. Durch einen ihm über die Leitung 135 zugeführten Impuls wird der Univibrator 139 jedoch umgeschaltet, wodurch die Spannung auf der Leitung 140 absinkt und auf der Leitung 141 ansteigt. Die auf den Leitungen 140 und 141 auftretenden Impulse werden zur Korrektur der von der Leitung 127 abgenommenen Differenzs'ignale der Zehnerstelle verwendet. Die mit dem Ausgang der Verzögerungsleitung 119 der Zehnerstelle des Subtrahenden verbundene Leitung 127 führt zu dem Eingang der Verzögerungsleitung 142 und ferner zu den ersten Eingängen der UND-Kreise 143 und 144. Durch letztere wird festgestellt, ob bed der Rechenoperation auf die Hun- derterstelle zurückgegriffen werden mußte. Ein derartiger Rückgriff wird auch in diesem Falle dadurch angezeigt, daß der Differenzimpuls zwischen dem »0«- und dem »9«-Zeitpunkt auftritt. Hierzu ist die Leitung 133 mit dem zweiten Eingang des UND-Kreises 143 verbunden. Am Ausgang dieses UND-Kreises : entsteht daher ein positiver Impuls, wenn der Differenzimpuls der Zehnerstelle zwischen dem »0«- und dem »9«-Zeitpunkt auftritt. Ferner ist es bei Auftreten eines Rückgriffes in der Einerstelle auch erforderlich, für die Zehnerstelle einen Rückgriff vor-

""■ zunehmen, wenn der Differenzimpuls der Zehnerstelle zwischen dem »0«- und dem »10«-Zeitpunkt auftritt. Demgemäß ist die Leitung 141 mit dem zweiten Eingang des UND-Kreises 144 verbunden. Ferner verbindet die Leitung 145 den dritten Eingang des UND-Kreises 144 über eine Reihe von Entkopplungswiderständen mit den Abgriffen 111-0 bis 111-0 der Verzögerungsleitung 110. Wenn der der Leitung 127 entnommene Impuls zwischen dem »0«- und dem »10«-Zeitpunkt auftritt und ferner in der Einerstelle

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ein Rückgriff erforderlich war, entsteht daher am Aus- einen Eingang eines UND-Tors 164, dessen zweiter gang des UND-Kreises 144 ein positiver Impuls. Die Eingang an die Leitung 127 angeschlossen ist. Der Ausgänge der UND-Kreise 143 und 144 stehen über Ausgang des Tors 164 ist mit einem monostabilen den ODER-Kreis 146 mit dem Univibrator 147 in Multivibrator 165 verbunden, der betätigt wird, wenn Verbindung. Der Univibrator 147 wird daher durch 5 beide Eingänge des UND-Tors 164 ein hohes Potendie UND-Kreise 143 und 144 entsprechend den vor- tial haben. Da die Leitung 162 mit dem Ausgang des stehend beschriebenen Bedingungen betätigt. Im Ruhe- Multivibrators 165 verbunden ist, hat diese Leitung zustand des Univibrators 147 befindet sich die Span- und damit der dritte Eingang des UND-Tors 157 ein nung auf der keinen Rückgriff anzeigenden Leitung 148 hohes Potential, wenn das Zehnerstellen-Differenzauf ihrem oberen Pegel, während sich die Spannung auf io signal nach der Zeit »9« auftritt. Das über die Leider das Vorliegen eines Übergriffes anzeigenden Lei- tung 153 von der Verzögerungsleitung 142 nach einer tung 149 auf ihrem unteren Pegel befindet. Wenn Verzögerung von CD — 1Oi abgenommene Signal jedoch der Differenzimpuls der Zehnerstelle über wird also über das UND-Tor 157 und das ODER-Tor einen der UND-Kreise 143 oder 144 gelangt, wird der 159 der Leitung 161 zugeführt, wenn in der Einer-Univibrator 147 betätigt und gibt dabei an die Lei- 15 stelle kein Rückgriff auf eine höhere Stelle erfolgt ist tung 148 einen negativen und an die Leitung 149 einen und wenn das Zehnerstellen-Differenzsignal nach der positiven Impuls ab. Zeit »9« erscheint.

Wie schon erwähnt worden ist, ist die Leitung 127 Die von der Verzögerungsleitung 142 über die Leimit dem Eingang der Verzögerungsleitung 142 ver- tung 154 abgenommenen Signale durchlaufen das bunden. Diese Leitung ist mit mehreren Abgriffen 20 UND-Tor 158 un das ODER-Tor 159 zu der Leitung versehen, die so angeordnet sind, daß die verschiede- 161, wenn in der Einerstelle von einer höheren Stelle nen in der Zeichnung angegebenen Verzögerungen ge- geborgt worden ist und wenn das Zehnerstellen-Diffebildet werden. Die von der Verzögerungsleitung 142 renzsignal nach der Zeit »10« erscheint. Unter diesen zwischen Leitung 127 und einer Leitung 151 erzeugte Umständen gelangt das Zehnerstellen-Differenzsignal Verzögerung ist also gleich CD, die Verzögerung zwi- 25 auf die Leitung 161 nach einer Verzögerung von sehen der Leitung 127 und einer Leitung 152 ist gleich CD— Ht. Ein zweiter Eingang des UND-Tors 158 CD — it, die Verzögerung zwischen der Leitung 127 ist also mit der Einerstellen-Rückgriffleitung 141 und und einer Leitung 153 ist gleich CD — 101, und die ein dritter Eingang mit dem Ausgang eines monoVerzögerung zwischen der Leitung 127 und einer Lei- stabilen Multivibrators 167 über eine Leitung 166 vertung 154 ist gleich CD — Hi. Signale von den Lei- 30 bunden. Die Zehnerstellen-Differenzsignale werden in tungen 151 bis 154 werden über entsprechende UND- einem UND-Tor 169 mit Signalen gemischt, die von Tore 155 bis 158 und ein ODER-Tor 159 an eine Lei- einer Leitung 168 abgenommen werden, welche über tung 161 angelegt, je nach dem Zustand der verschie- passende Trenn widerstände mit jedem der Abgriffe denen Eingänge zu den Toren 155 bis 158. 111-11 bis 111-19 der Verzögerungsleitung 110 ver-Die Leitung 151 ist mit einem Eingang des Tors 35 bunden ist, und der Ausgang des UND-Tors 169 ist 155 verbunden, von dem ein zweiter Eingang an die an einen monostabilen Multivibrator 167 angeschlossen. Einerstellen-Nichtborgen-Leitung 140 und ein dritter Wenn an beiden Eingängen des UND-Tors 169 Eingang an die O-bis-9-Leitung 133 angeschlossen Signale liegen, wird der Multivibrator 167 betätigt ist. Wenn also in der Einerstelle nicht von der höhe- und erhöht das Potential der Leitung 166. Wenn also ren Stelle geborgt wird und das Zehnerstellen-Diffe- ₄₀ das Zehnerstellen-Differenzsignal nach der Zeit »10« renzsignal vor der Zeit »9« auftritt, durchläuft dieses auftritt und in der Einerstelle ein Rückgriff auf eine Signal das UND-Tor 155 und das ODER-Tor 159 höhere Stelle erfolgt ist, werden Signale von der Lei- und gelangt zu einem entsprechenden Zeitpunkt wäh tung 154 auf die Leitung 161 gegeben, rend des zweiten Umlaufs zu der Leitung 161. Die Anordnung zum Korrigieren des Hunderter-Die Leitung 152 ist an den einen Eingang des 45 stellen-Differenzsignals gleicht im wesentlichen der UND-Tors 156 angeschlossen, dessen zweiter Ein- zum Korrigieren des Zehnerstellen-Differenzsignals, gang mit einer Leitung 160 verbunden ist, deren und aus diesem Grunde wird sie nicht nochmals Potential hoch ist, wenn das Zehnerstellen-Differenz- beschrieben. Entsprechende Schaltelemente tragen signal vor der Zeit »11« auftritt und wenn in der gleiche Bezugsziffern, die mit einem Indexstrich ver-Einerstelle kein Rückgriff auf eine höhere Stelle ₅₀ sehen sind, wenn sie sich auf die Hundertstelle erfolgt ist. Dies ist der Fall, weil die Leitung 160 mit beziehen.

dem Ausgang eines monostabilen Multivibrators 150 Im vorstehenden ist also die Schaltung zur Anverbunden ist, durch den das Potential der Leitung legung von Signalen an die Leitungen 138,161 und durch das Tor 144 durchlaufende Signale erhöht 161' beschrieben worden, welche die Differenz zwiwird. Wenn daher in der Einerstelle von einer höheren 55 sehen Minuend und Subtrahend darstellen und so an-Stelle geborgt worden ist und das Zehnerstellen-Diffe- geordnet sind, daß sie auf diesen Leitungen zu Zeitrenzsignal vor der Zeit »11« auftritt, gelangt das punkten erscheinen, die den entsprechenden Stellen Signal von der Leitung 152 durch das UND-Tor 156 der Differenz entsprechen. Jetzt brauchen nur diese und das ODER-Tor 159 zu der Leitung 161, und zwar Signale zur Feststellung der Differenz interpretiert nach CD — it. 60 zu werden. Aus diesem Grunde ist die Leitung 138 an Die Leitung 153 ist mit dem einen Eingang des je einen Eingang jedes der zehn UND-Tore 171, die UND-Tors 157 verbunden, dessen zweiter Eingang an Leitung 161 an einen Eingang jedes der zehn UND-die Leitung 140 und dessen dritter Eingang an eine Tore 172 und die Leitung 161' an je einen Eingang Leitung 162 angeschlossen ist. Das Potential der jedes der zehn UND-Tore 173 angeschlossen. Der Leitung 162 ist hoch, wenn das Zehnerstellen-Diffe- 65 zweite Eingang jedes der UND-Tore 171-0 bis 171-9, renzsignal nach der Zeit »9« erscheint. Eine Leitung 172-0 bis 172-9 und 173-0 bis 173-9 ist mit einem ist über passende Trennwiderstände an jeden der entsprechenden Abgriff 111-0 bis 111-9 der Verzöge-Abgriffe 111-10 bis 111-19 der Verzögerungsleitung rungsleitung 110 verbunden.

angeschlossen, und die von diesen Abgriffen stam- Bei einer Koinzidenz von Signalen an einem der

menden Signale gelangen über Leitung 163 zu dem 70 UND-Tore 171, 172 oder 173 erscheint ein Signal an

einem entsprechenden Ausgangsabgriff 174, 175 oder 176, das die Differenz des Minuenden und des Subtrahenden anzeigt. Wenn also z. B. ein Signal am Abgriff 174-3 erscheint, zeigt dieses an, daß die Einersteile der Differenz gleich 3 ist. Ähnlich zeigt ein Signal am Abgriff 176-600 an, daß die Hunderterstelle der Differenz gleich 6 ist. Die Differenz der in die Minuendschalter 112, 114 und 116 und in die Subtrahendschalter 124,126 und 128 eingegebenen Zahlen wird also durch das Erscheinen von Signalen an den Abgriffen 174,175 und 176 dargestellt.

Bekanntlich zeigt ein Rückgriff auf eine höhere Stelle während der Subtraktion von Ziffern in der höchsten Stelle an, daß das Ergebnis der Subtraktion negativ ist. Wenn also der Multivibrator 147' betätigt wird, ist das Potential der Leitung 149' hoch und zeigt an, daß während der Subtraktion der höchststelligen Ziffern geborgt worden ist. Dies zeigt an, daß die Differenz zwischen dem Minuenden und dem Subtrahenden negativ ist, damit die weiteren Operationen entsprechend geleitet werden können. In diesem Falle stellen die Abgriffe 174,175 und 176 das Komplement der Differenz dar.

Um die Wirkungsweise der Erfindung zu veranschaulichen, seien nun zwei Beispiele angeführt, von denen das eine ein positives und das andere ein negatives Ergebnis hat. Im ersten Beispiel sei angenommen, daß ein Subtrahend 153 von einem Minuenden 382 subtrahiert werden soll. Der Minuend wird in die Schalter 112,114 und 116 eingegeben durch Betätigung der Schalter 112-2, 114-80 und 116-300. Außerdem wird der Subtrahend in die Schalter 124, 126 und 128 eingeführt durch Betätigung der Schalter 124-3, 126-50 und 128-100. Jetzt wird die Subtraktionsoperation eingeleitet, indem ein durch nicht gezeigte Mittel erzeugter Impuls auf die Leitung 130 gegeben wird.

Als Folge dieses Impulses erscheint ein Signal auf der Leitung 113 zur Zeit »2«, d. h. nach einer Verzögerung von 2t. Ähnlich erscheinen Signale auf den Leitungen 115 und 117 zur Zeit »8« bzw. »3«. Diese Signale gelangen auf die entsprechenden Verzögerungsleitungen 118,119 und 120. Das in die Verzögerungsleitung 118 eingeführte Signal durchläuft den Schalter 124-3 zu der Leitung 125 nach einer weiteren Verzögerung von 7 t (Zelmerkomplement von 3). Die Gesamt verzögerung des Einerstellen-Differenzsignals ist also gleich 9 t. Da dieses Signal zur Zeit »9« auftritt, gelangt es durch das UND-Tor 131 zu der Verzögerungsleitung 137, von der es nach einer Verzögerung von CD, d. h. zur Zeit »9« während des nächsten Umlaufs, abgenommen wird. Ähnlich gelangen die Signale von den Leitungen 115 und 117 zu den Verzögerungsleitungen 119 und 120, um nach einer weiteren Verzögerung um 5/ bzw. 9/ in die Leitungen 127 und 129 eingegeben zu werden. Die Zehner- und Hunderterstellen-Differenzsignale werden also um insgesamt 13 ί bzw. 121 verzögert. Diese Signale gelangen auf die Verzögerungsleitungen 142 und 142'. Die Zehner- und Hunderterstellen-Differenzsignale werden durch die UXD-Tore 143,144,143' und 144' analysiert, um Rückgriffe auf höhere Stellen in der Zehner- und Hunderterstelle festzustellen. Da die Zehner- und Hunderterstellen-Differenzsignale im vorliegenden Beispiel nach der Zeit »10« auftreten, wird kein Rückgriff eingeleitet, und die Multivibratoren 147 und 147' werden nicht betätigt, wodurch das Potential der Leitungen 148 und 148' hoch bleibt. Dann werden die von den verschiedenen Ausgängen der Verzögerungsleitungen 142 und 142' abgenommenen Signale analysiert, um auf die Leitungen 161 und 161' gegeben zu werden.

Das in die Verzögerungsleitung 142 eingeführte Zehnerstellen-Differenzsignal wird über die Leitung 154 dem einen Eingang des UND-Tors 158 zugeführt. Ein zweiter Eingang des UND-Tors 158 ist mit der Einer Stellen-Rückgriff leitung 141 verbunden und hat jetzt ein hohes Potential, da während der Einerstellen-Subtraktion ein Rückgriff auf eine höhere Stelle statto gefunden hat. Der dritte Eingang des UND-Tors 158 ist jedoch an den Ausgang des monostabilen Multivibrators 167 angeschlossen, der betätigt wird, wenn das Zehnerstellen-Differenzsignal nach der Zeit »10« auftritt, aber nur dann. Da dies im vorliegenden Beispiel der Fall ist, haben alle drei Eingänge des UND-Tors 158 ein hohes Potential, so daß das von der Leitung 154 kommende Signal dieses und das ODER-Tor 159 durchlaufen und zur Leitung 161 gelangen kann. Das Signal, das über die Leitung 153 von der Verzögerungsleitung 142 abgenommen wird, kann das UND-Tor 157 nicht durchlaufen, da die Leitung 140 ein niedriges Potential hat. Ähnlich können die von der Verzögerungsleitung 142 über die Leitungen 152 und 151 abgenommenen Signale die UND-Tore 156 bzw. 155 nicht durchlaufen, da die Leitungen 160 bzw. 140 ein niedriges Potential haben. Das Zehnerstellen-Differenzsignal wird also um CD —lit verzögert, bevor es auf die Leitung 161 gelangt.

In ähnlicher Weise wird das Hunderterstellen-Differenzsignal von der Leitung 153' durch das UND-Tor 157' und. das ODER-Tor 159' nach einer Verzögerung von CD — 10 ί der Leitung 161' zugeführt. Dies ist der Fall, weil die Leitung 148 ein hohes Potential hat und der Multivibrator 165' betätigt wird. Die auf die Leitungen 154', 152' und 151' eingegebenen Signale durchlaufen aus den gleichen Gründen nicht die UND-Tore 158', 156' bzw. 155'.

Das von der Leitung 138 abgenommene Signal tritt also zur Zeit »9« auf und wird zu diesem Zeitpunkt an den einen Eingang der verschiedenen UND-Tore 171 angelegt. Außerdem erscheint zu diesem Zeitpunkt der auf die Leitung 130 gegebene Zweite-Umlauf-Impuls am zweiten Eingang des UND-Tors 171-9. Es erscheint also· ein Ausgangssignal am Abgriff 174-9, der anzeigt, daß die Einerstelle der Differenz gleich 9 ist. Das auf die Leitung 161 gegebene Signal wird an den einen Eingang jedes der UND-Tore 172 zur gleichen Zeit angelegt, wenn der Zweite-Umlauf-Impuls an den zweiten Eingang des UND-Tors 172-20 gelangt, d. h. zur Zeit »2«. Es erfolgt also eine Koinzidenz im UND-Tor 172-20 und führt zum Erscheinen eines Ausgangssignals am Abgriff 175-20, das anzeigt, daß die Zehnerstelle der Differenz gleich 2 ist. Ähnlich wird das auf die Leitung 161' gegebene Signal an den einen Eingang jedes der Und-Tore 173 zu einem Zeitpunkt angelegt, wenn der Zweite-L'mlauf-Impuls an den zweiten Eingang des UND-Tors 173-200 angelegt wird. Es erscheint also ein Signal am Ausgangsabgriff 176-200 und zeigt an, daß die Hunderterstelle der Differenz gleich 2 ist. Im vorliegenden Beispiel wird daher eine Differenz in Höhe von 229 dargestellt durch die an den Abgriffen 176-200, 175-20 und 174-9 erscheinenden Signale, und da der Multivibrator 147' nicht betätigt wird, ist das Potential der Leitung 149' niedrig und zeigt damit an, daß das Ergebnis positiv und echt ist.

Im zweiten der beiden erwähnten Beispiele sei angenommen, daß der Minuend gleich 461 und der Subtrahend gleich 650 ist. Die gewünschte Antwort ist 70· 189, jedoch ist die Schaltung nach der Erfindung so

angeordnet, daß sie eine Differenz von 811 erzeugt, die infolge des Borgens während der Subtraktion der Ziffern in der höchsten Stelle eine negative Zahl in Komplementform ist, d. h., wenn die Antwort negativ ist, wird sie von den verschiedenen Abgriffen 174, 175 und 176 in Komplementform abgenommen, und das von dem Multivibrator 147' erzeugte Signal zeigt diesen Zustand an. Der Minuend wird in die Schalter 112,114 und 116 durch Betätigung der Schalter 112-1, 114-60 und 116-400 eingegeben. Ähnlich wird der Subtrahend in die Schalter 124, 126 und 128 durch Betätigung der Schalter 124-0, 126-50 und 128-600 eingeführt.

Der in die Verzögerungsleitung 110 eingeführte Erste-Umlauf-Impuls wird von dieser über die Leitungen 113, 115 und 117 zur Zeit »1«, »6« bzw. »4« zu den Verzögerungsleitungen 118, 119 bzw. 120 übertragen. Infolge der Auswahl der Schalter 124, 126 und 128, die in Übereinstimmung mit dem Subtrahenden betätigt worden sind, erscheinen diese Signale auf _ao den Leitungen 125, 127 und 129 zur Zeit »11«, »11'« bzw. »8«. Das Einerstellen-Differenzsignal durchläuft also das UND-Tor 132 und gelangt über die Leitung 136 in die Verzögerungsleitung 137. Dieses Signal erscheint auf der Leitung 138 nach CD —101, d.h. zur Zeit»l« während des nächstfolgenden Umlaufs, und daher erscheint ein Signal am Ausgangsabgriff 174-1, das anzeigt, daß die Einerstelle der Differenz gleich 1 ist.

Das Zehnerstellen-Differenzsignal wird in die Verzögerungsleitung 142 eingeführt und von dort aus über die Leitung 153 durch das UND-Tor 157 und das ODER-Tor 159 zu der Leitung 161 übertragen. Dies ist der Fall, weil die Leitung 140 jetzt ein hohes Potential hat (der Multivibrator 139 ist nicht betätigt worden) und weil die an den Ausgang des Multivibrators 165 angeschlossene Leitung 162 ein hohes Potential hat (das Zehnerstellen-Differenzsignal ist nach der Zeit »9« aufgetreten). Das die Leitung 161 erreichende Signal ist also um CD — 1Oi verzögert und erscheint am Abgriff 175-10, um anzuzeigen, daß die Zehnerstelle der Differenz gleich 1 ist.

Das Hunderterstellen-Differenzsignal wird in die Verzögerungsleitung 142' eingegeben und aus dieser über die Leitung 151' und durch das UND-Tor 155' und das ODER-Tor 159' zu der Leitung 161' nach einer Verzögerung um CD übertragen. Das Signal erscheint also auf der Leitung 161' zur Zeit »8« während des zweiten Umlaufs, und daher erscheint ein Signal am Ausgangsabgriff 176-800. Im vorliegenden Beispiel wird die Differenz 811 durch das Erscheinen der Signale an den Ausgangsabgriffen 176-800, 175-10 und 174-1 dargestellt.

Das Hunderterstellen-Differenzsignal durchläuft außerdem das UND-Tor 143', da es vor der Zeit »10« auftritt, und betätigt den Multivibrator 147'. Daher hat die Leitung 149' ein hohes Potential, was anzeigt, daß ein Rückgriff auf höhere Stellen während der Subtraktion der Hunderterstellenziffern nötig ist. Damit wird angezeigt, daß die Differenz der beiden Zahlen 60, negativ ist und daß sie an den verschiedenen Abgriff en 174, 175 und 176 in Komplementform dargestellt wird. Daher stellt die durch die Signale an den Ausgangsabgriffen 174,175 und 176 dargestellte Differenz 811 die gewünschte Differenz —189 dar.

Die Subtrahiervorrichtung nach der Erfindung ist also so angeordnet, daß eine Verzögerung, die einem Minuenden entspricht, zu einer Verzögerung, die dem Komplement des Subtrahenden entspricht, addiert wird. Die Summe dieser Verzögerungen wird dann analysiert und zur entsprechenden Differenz entschlüsselt.

Die vorliegende Erfindung eignet sich auch für andere Zahlensysteme und ist nicht auf das Dezimalsystem beschränkt. In Fig. 3 ist ein zweistelliges Addierwerk gezeigt, das binäre Zahlen addieren kann. Wie die Zeichnung zeigt, ähnelt diese Schaltung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltung, und die einzigen Unterschiede sind durch die verschiedenen Basen der betreffenden Zahlensysteme bedingt, d. h. 10 bzw. 2. In dem in Fig. 3 dargestellten binären Addierwerk werden Überträge erzeugt, wenn die Summe größer als 1 ist, und ein durch einen Übertrag bedingter Übertrag entsteht, wenn die erste Summe größer als 0 ist. Die logische Schaltanordnung sorgt also für Verzögerungen von CD —2 und CD, wenn kein Übertrag von einer niedrigeren Stelle erfolgt (oder wenn keine niedrigere Stelle vorhanden ist), und diese werden je nachdem dann verwendet, wenn ein Übertrag zur nächsten Stelle erfolgt bzw. nicht erfolgt. Außerdem sind Verzögerungen von CD — 1 und CD + 1 für den Fall vorgesehen, daß ein Übertrag aus einer niedrigeren Stelle erfolgt, und zwar richten sie sich danach, ob ein Übertrag zur nächsthöheren Stelle stattfindet bzw. nicht stattfindet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Additionsschaltung mit Vergleich der Laufzeit eines ersten Auslöseimpulses in einer Verzögerungsleitung fester Länge mit seiner Laufzeit in mindestens einer zu ihr parallelen zweiteiligen Verzögerungsleitung, deren gesamte Länge durch jeweils zwei Summandenziffern bestimmt ist, zwecks Auswahl einer mit der zweiteiligen in Reihe geschalteten zusätzlichen Verzögerungsleitung sowie zwecks Änderung der zusätzlichen Verzögerungsleitung in der nächsthöheren Stelle entsprechend einem Übertrag und mit Vergleich der Laufzeit des ersten Auslöseimpulses in einer zweiteiligen und ihrer zusätzlichen Verzögerungsleitung mit der Laufzeit eines zweiten, um einen Umlauf verzögerten Auslöseimpulses in der Verzögerungsleitung fester Länge zwecks Anzeige der Summenziffer dieser Stelle, nach Patent 1088 259, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (118 bzw. 119 bzw. 120) der veränderlichen zweiteiligen Verzögerungsleitung (erster Abschnitt 110' von 110 + 118 bzw. 119 bzw. 120) gemäß dem Komplement einer der Ziffern (Subtrahend) einstellbar ist und die gesamte Leitung eine Summe der Verzögerungen liefert, die ein Maß für die Differenz der Ziffern ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auslöseimpuls bei einer in der zweiteiligen Verzögerungsleitung (110 + 118 bzw. 119 bzw. 120) erzeugten Verzögerungssumme, die die Systembasis (z. B. 10) erreicht oder überschreitet, nach einer zusätzlichen Verzögerung (Leitung 137 bzw. 142 bzw. 142') um einen vollen Umlauf minus einer der Systembasis entsprechenden Anzahl von Verzögerungseinheiten zusammen mit dem zweiten Auslöseimpuls eine (Einer-) Ziffer der Zifferndifferenz anzeigt, die gleich der um die Basis verminderten Verzögerungssumme der zweiteiligen Verzögerungsleitung ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer die System-

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basis unterschreitenden Verzögerungssumme der zweiteiligen Verzögerungsleitung (HO' + 118,119, 120) nach einer zusätzlichen Verzögerung (Leitung 137 bzw. 142 bzw. 142') um einen vollen Umlauf eine Ziffer der Zifferndifferenz angezeigt wird, die gleich der Verzögerungssumme der zweiteiligen Verzögerungsleitung ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer die Systembasis unterschreitenden Verzögerungssumme in der nächsthöheren Stelle ein negativer Übertrag berücksichtigt wird, indem dort eine um Eins kleinere Differenzziffer angezeigt wird durch eine Korrekturverringerung der dort ermittelten zusätzlichen Verzögerung (Leitung 137 bzw. 142 bzw. 142') um eine Verzögerungseinheit.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Stelle zwei zusätzliche Verzögerungen von der Dauer eines Umlaufs (CD) bzw. eines Umlaufs vermindert um eine der Systembasis entsprechende Anzahl von Verzögerungseinheiten (CD — 10 T) zur Auswahl zur Verfügung gestellt werden und in allen der ersten folgenden Stellen zwei weitere korrigierte Verzögerungen von Dauer eines um eine Verzögerungseinheit verminderten Umlaufs (CD — 1 T) bzw. eines Umlaufs, vermindert um eine der um Eins erhöhten Systembasis entsprechende Anzahl von Verzögerungseinheiten (CD —11 T), und zwar vorzugsweise in Form jeweils einer einzigen Verzögerungsleitung (137 bzw. 142 bzw. 142') mit entsprechenden Anzapfungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen