DE1124740B - Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen - Google Patents

Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen

Info

Publication number
DE1124740B
DE1124740B DEV15043A DEV0015043A DE1124740B DE 1124740 B DE1124740 B DE 1124740B DE V15043 A DEV15043 A DE V15043A DE V0015043 A DEV0015043 A DE V0015043A DE 1124740 B DE1124740 B DE 1124740B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mantissa
binary
rectifier
resistors
works
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEV15043A
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Zuehlsdorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut fuer Regelungstechnik
Original Assignee
Institut fuer Regelungstechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut fuer Regelungstechnik filed Critical Institut fuer Regelungstechnik
Priority to DEV15043A priority Critical patent/DE1124740B/de
Publication of DE1124740B publication Critical patent/DE1124740B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/52Multiplying; Dividing
    • G06F7/523Multiplying only
    • G06F7/5235Multiplying only using indirect methods, e.g. quarter square method, via logarithmic domain
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/02Digital function generators
    • G06F1/03Digital function generators working, at least partly, by table look-up
    • G06F1/0307Logarithmic or exponential functions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Description

  • Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binärzahl-Rechenmaschinen Die Erfindung betrifft Schaltungen für Mantissenwerke und deren Steuerung in Binärzahl-Rechenmaschinen.
  • Es sind mit binären Zahlen arbeitende Rechenmaschinen bekannt, die für die Bildung von Mantissen für Logarithmen mit entsprechenden Speichern, z. B. Magnettrommel-, Magnetmatrizen- oder Ferritkernspeichern, sogenannte Netzwerke, ausgerüstet sind. Beim Bau dieser Maschinen wurde die einer bestimmten Binärzahlenreihe beigeordnete Mantissenreihe unter Zuordnung entsprechender Adressen, durch feste Schaltung und demgemäßer Aufmagnetisierung der Trommel, der Magnete in der Matrize bzw. der Ferritkerne, eingegeben. Um eine genügend große Genauigkeit zu erreichen, ist die Einspeicherung einer entsprechenden Vielzahl von Mantissen erforderlich. Bei Eingabe einer Binärzahl in den Rechner wird, gesteuert durch Relais, Elektronenröhren oder Transistoren, sogenannten binären Einheiten, die der eingegebenen Binärzahl zugeordnete Adresse aufgerufen. Entsprechend dem Schaltzustand der binären Einheiten und der hieraus schaltungstechnisch gebildeten Adresse wird die Leseeinrichtung des Trommelspeichers, Magnetmatrizenspeichers bzw. Ferritkernspeichers dann wirksam, wenn die Trommel am Tastkopf die der Adresse beigeordnete Stellung erreicht hat bzw. wenn das Abtastsystem die der Adresse beigeordnete Magnetgruppe in Matrizenspeicher bzw. Ferritkerngruppe im Ferritkernspeicher aufgesucht hat. Darauf wird die der auslösenden Binärzahl beigeordnete Mantisse abgefragt und in weitere binäre Einheiten des Zahlenausgangs eingespeichert. Um die Zahl der zu speichernden Mantissen und damit den technischen Aufwand des Speichers nicht zu groß werden zu lassen, sind nur entsprechend der geforderten Genauigkeit eine bestimmte Mindestanzahl von Mantissen gespeichert. Ist eine Binärzahl in eine Mantisse zu verwandeln, die im Speicher nicht enthalten ist, so steuert ein hierfür vorgesehenes Leitwerk die beiden der eingegebenen Zahl nächstliegenden Mantissenwerte im Speicher an und löst anschließend in einer weiteren Baugruppe für Addition und Division einen Interpolationsvorgang aus, der dann als Endergebnis die gesuchte Mantisse in die dem Zahlenausgang beigeordneten binären Einheiten einspeichert. Weiter sind Rechenmaschinen bekannt, in denen die Bildung von Mantissen des natürlichen Logarithmus durch Anwendung von mit binären Einheiten bestückten Baugruppen erfolgt, die durch ein entsprechendes Leitwerk so gesteuert werden, daß die Bildung der Mantisse jeder beliebigen Zahl von der Maschine nach den mathematischen Gesetzen der Iteration erfolgt. Hierzu sind Baugruppen erforderlich, die nach Eingabe der als Mantisse zu bestimmenden Binärzahl, gesteuert durch ein entsprechendes Leitwerk, unter Ansatz ao = 1-1-x2 und b. = = 2 x die so bestimmten Werte einmal in eine Baugruppe eingeben, die die Formel an + J ='/2 (an + bn) berechnet und weiter in eine Baugruppe eingeht, die die Formel b,+1 = = bn * an +i berechnet.
  • Eine weitere Baugruppe, das Vergleichswerk, vergleicht die durch binäre Einheiten am Ausgang der Baugruppen für die Formelberechnung dargestellten Werte von an + 1 und b. + 1. Solange keine Gleichheit der ermittelten Werte von an + 1 und bn + i auftritt, gibt das Leitwerk das Signal zum erneuten Einschleusen dieser Werte als an und b, in die Baugruppen für die Formelberechnung ein. Hat das Vergleichswerk, welches nach bekannten Subtraktionsschaltungen arbeitet, die Gleichheit festgestellt, wird der Wert an, i = b. + , = y, gesteuert durch das Leitwerk, in@ eine weitere Baugruppe, die die Formel in x = (x2-1) : y löst, eingegeben. Die an den binären Einheiten am Ausgang dieser letzten Baugruppe hinter dem Komma dargestellte Binärzahl stellt die gesuchte Mantisse dar. Der Aufbau der Baugruppen zur Lösung der Formeln für die Werte an+l, bn+l und y erfolgt im einzelnen wiederum aus Baugruppen zur Lösung von Multiplikations-, Divisions-, Potenzierungs- und Radizierungsaufgaben, die nach den oben aufgeführten Formeln durch Unterleitwerke zur Einschleusung der Zwischenergebnisse arbeiten.
  • Bei den aufgeführten bekannten Rechenmaschinen werden Multiplikations-, Divisions-, Potenzierungs-und Radizierungsaufgaben durch Additions- und Subtraktionsbaugruppen, nach bekannten Schaltungen binärer Einheiten, gelöst, die durch umfangreiche Leitwerke so gesteuert werden, daß der gewünschte Rechenvorgang entweder nach den bekannten elementaren Rechengesetzen in der Maschine abläuft oder aber ebenfalls wie bei dem zweiten bekannten Verfahren zur Bildung von Logarithmen näherungsweise auf iterativem Wege ausgeführt wird.
  • Die vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren für Binärzahl-Rechenmaschinen haben den Nachteil, daß sie einen hohen apparativen Aufwand benötigen, insbesondere im Zahlenspeicher und in den Leitwerken zur Durchführung der vielen Einzel-und Teilrechenoperationen bei der Berechnung eines Funktionswertes. Durch die Vielzahl der Bauelemente sinkt die Betriebssicherheit.
  • Ein weiterer entscheidender Nachteil ist die große Zahl der Einzel- und Teiloperationen zur Bestimmung eines Funktionswertes z. B. zur Berechnung des natürlichen Logarithmus nach dem iterativen Verfahren. Die große Anzahl von Einzel- und Teiloperationen zwingt, zur Erreichung einer technisch vertretbaren Rechengeschwindigkeit, zum Einsatz sehr schnell arbeitender binärer Einheiten, z. B. von Elektronenröhren. Diese Elektronenröhren haben wiederum beim Einsatz mit 24stündigem Dauerbetrieb eine wirtschaftlich nicht vertretbar geringe Lebensdauer, verursachen hohe Wartungskosten und haben ferner, infolge der Vielzahl der Röhren, einen sehr hohen Energiebedarf.
  • Werden derartige Rechner zur Steuerung und Regelung automatischer Industrieanlagen eingesetzt, so liegt die Zeit, in der Rechenoperationen ausgeführt werden, weit unter 101/o der Dauer der Betriebsbereitschaft, so daß die Betriebskosten eines elektronischen Rechners im Vergleich zum Nutzungsgrad sehr hoch sind.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Rechenmaschinen ist, daß diese nur Aufgaben der mathematischen Form lösen können, in denen Leitwerke für die entsprechenden iterativen Näherungsformen eingebaut sind. Müssen beispielsweise Kubikwurzeln berechnet werden, muß ein Leitwerk, das die Einzel-und Teiloperationen nach einer iterativen Näherungsförmel zur Lösung einer Kubikwurzel steuert, vorgesehen werden. Das allgemein übliche Verfahren der iterativen Lösung von Funktionen in Binärzahlrechnern versagt daher völlig bei der automatischen Berechnung von Potenzen und Wurzeln mit veränderlichen oder nicht ganzzahligen Exponenten. Diese ; Bedarfsfälle treten in der technischen Rechnung relativ häufig auf, z. B. bei empirisch ermittelten För4teln oder bei e-Funktionen, bei denen ein oder mehrere veränderliche Exponenten als Meßwerte aus automatisch ablaufenden Prozessen in den Rechnungsgang einbezogen werden müssen.
  • Die bekannten Verfahren, die Mantissen von Logarithmen als Festwerte mit beigeordneten Adressen einspeichern und Zwischenwerte durch Interpolation berechnen, haben den Nachteil, daß das Speicher- E werk zur Erreichung einer einigermaßen vertretbaren Rechengenauigkeit einen großen Umfang annimmt. Da jede Interpolation mit einer Division verbunden ist, sind zur Bestimmung einer Mantisse durch die vielen Teil- und Einzeloperationen die bisher genannten Nachteile ebenfalls vorhanden.
  • Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß Schaltungen für Mantissenwerke und deren Steuerung in Binärzahlrechenmaschinen geschaffen wurden. Der Schaltzustand der binären Einheiten, die in das Mantissenwerk eingegeben werden, entspricht hierbei dem stellenverschobenen Numerus eines binären Rechenwertes. In einer aus Widerständen und Sperrventilen aufgebauten festen Schaltung werden die Widerstände über Sperrventile in Abhängigkeit des Schaltzustandes der binären Einheiten derart mit einem Pol verbunden, daß an den Ausgangsanschlüssen des Mantissenwerkes ein der Mantisse des Logarithmus zur Basis 2 des eingegebenen binären Rechenwertes entsprechender Potentialzustand entsteht.
  • Stehen zwei oder mehr an den Ausgangsanschlüssen abgreifbare Mantissen zur Verfügung, werden diese nach bekannten Schaltungen entweder addiert oder subtrahiert. Der sich hieraus ergebende Schaltzustand weiterer binärer Einheiten, der der Mantissensumme bzw. Differenz entspricht, geht mindestens in eine weitere, aus Widerständen und Sperrventilen aufgebaute, feste Schaltung ein. Die Widerstände werden über die Sperrventile in Abhängigkeit des Schaltzustandes der binären Einheiten derart mit einem Pol verbunden, daß an den Ausgangsanschlüssen der festen Schaltung ein Potentialzustand entsteht, der dem stellenverschobenen Numerus des aus der Mantissensumme bzw. Differenz gebildeten Rechenergebnisses entspricht.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 bis 7 ausgeführte Schaltungen für ein Mantissenwerk zur Umsetzung des stellenverschobenen Numerus eines binären Rechenwertes in die entsprechende Mantisse des Logarithmus zur Basis 2, Fig. 8 bis 14 ausgeführte Schaltungen zur Umsetzung der Mantissensumme bzw. -differenz in den entsprechenden stellenverschobenen Numerus des binären Rechenergebnisses.
  • Die Funktion der Schaltungen wird anschließend an der Durchführung der Multiplikationsaufgabe 0,75 - 28 ^ O,LL - LLL00 erläutert. Die beiden Faktoren O,LL und LLL00 werden nach Umwandlung in die halblogarithmisch verschlüsselte Form nach bekannten Schaltungen als Zahlen 0,75 = O,LL = = L,L - L und 28 = = LLL00 = L,LL -I- L00 eingegeben, wobei L,L der stellenverschobene Numerus und -L die Kennziffer der halblogarithmisch verschlüsselten Zahl 0;75 sowie L,LL der stellenverschobene Numerus und -1-L00 die Kennziffer der Zahl 28 ist.
  • Bei Eingabe des der Zahl 0,75 entsprechenden stellenverschobenen Numerus in die Schaltungen Fig. 1 bis 7 haben folgende Sammelleitungen gemäß dem Schaltzustand der den stellenverschobenen Numerus darstellenden binären Einheiten n-1 bis n-7 und n-1 bis n-7 durch ihre Verbindung mit dem Minuspol N negatives Potential: Sammelleitung n-1 sowie die Sammelleitungen n-2; n-3, n-4, n-5, n-(, und n-7.
  • Wird an die Klemme 1 in Fig. 1 positives Potential gelegt, entsteht an der Ausgangsklemme M-7 positives Potential, da der Knotenpunkt 3 des Endes vom Widerstand 2 weder über den Gleichrichter 4 noch über die Gleichrichter 5 und 6, 7, 8 und 9, 10 und 11 Rückschluß nach dem Minuspol N hat und das über den Gleichrichter 12 zur Ausgangsklemme M-7 geleitete positive Potential keinen Rückschluß nach dem Minuspol N über die Gleichrichter 13 und 14 findet, da der Gleichrichter 13 sperrend wirkt.
  • Die Ausgangsklemme M-6 in Fig. 2 führt bei Anlegen von positivem Potential an die Eingangsklemme 15 ebenfalls positives Potential, da der Knotenpunkt 16 des Endes vom Widerstand 17 weder über die Gleichrichter 18 und 19, noch über die Gleichrichter 20 und 21, 22 und 23, 24 und 25 Rückschluß nach dem Minuspol N und das über Gleichrichter 26 zur Ausgangsklemme M-6 gelangende positive Potential, bedingt durch die Sperrwirkung des Gleichrichters 27, keinen Rückschluß zum Minuspol N über den Gleichrichter 28 findet. Die Ausgangsklemme M-5 in Fig. 3 führt jedoch bei Anlegen positiver Spannung an die Eingangsklemme 29 kein positives Potential, da die Widerstände 30 bis 44 über den Gleichrichter 45 mit der negatives Potential führenden Sammelleitung n -1 verbunden sind. Die Widerstände 46 und 47 sind durch den Gleichrichter 48 an die negatives Potential führende Sammelleitung M-6 angeschlossen. Der Widerstand 49 wird über den Gleichrichter 50 mit der negatives Potential führenden Sammelleitung n-7 verbunden. Die Widerstände 51 bis 55 finden ihren Rückschluß nach dem Minuspol N über den Gleichrichter 56 und die Sammelleitung n-5. Die Widerstände 57 bis 64 werden über den Gleichrichter 65 mit der negatives Potential führenden Sammelleitung n-2 verbunden. Somit sind die Enden der Widerstände 30 bis 44, 46, 47 und 49 sowie 51 bis 64 sämtlich an negatives Potential gelegt, und an der Ausgangsklemme M-5 tritt dadurch kein positives Potential auf.
  • Bei Anlegen von positivem Potential an die Eingangsklemme 66 in Fig. 4 entsteht an der Ausgangsklemme M-4 positives Potential, da der Knotenpunkt 68 des Endes vom Widerstand 67 weder über den Gleichrichter 69 noch über die Gleichrichter 70 und 71, 72 und 73, 74 und 75 Rückschluß nach dem Minuspol N und' das über Gleichrichter 76 zur Ausgangsklemme M-4 gelangende positive Potential, bedingt durch die Sperrwirkung des Gleichrichters 77, keinen Rückschluß zum Minuspol N über den Gleichrichter 78 findet. Die Ausgangsklemme M-3 in Fig. 5 führt jedoch bei Anlegen positiver Spannungen an die Eingangsklemme 79 kein positives Potential, da die Widerstände 80 bis 85 über den Gleichrichter 86 mit der negatives Potential führenden Sammelleitung n-1 verbunden sind. Die Widerstände 87 bis 89 sind über die Gleichrichter 90 bis 93 an negatives Potential, die Widerstände 94 bis 96 sind über den Gleichrichter 97 an negatives Potential und die Widerstände 98 bis 100 sind über den Gleichrichter 101 ebenfalls an negatives Potential gelegt. Somit sind die Enden der Widerstände 80 bis 85, 87 bis 89, 94 bis 96, 98 bis 100 sämtlich an negatives Potential gelegt, so daß an der Ausgangsklemme M-3 kein positives Potential auftritt.
  • Bei Anlegen von positivem Potential an die Eingangsklemme 102 in Fig. 6 entsteht an der Ausgangsklemme M-2 kein positives Potential, da die Widerstände 103 und 104 mit ihren Enden über den Gleichrichter 105 an negatives Potential und die Widerstände 106 bis 109 über den Gleichrichter 110 ebenfalls an negatives Potential angeschlossen sind. Somit sind die Enden der Widerstände 103, 104 und 106 bis 109 sämtlich an negatives Potential gelegt, so daß an der Ausgangsklemme M-2 kein positives Potential auftritt.
  • Bei Anlegen von positivem Potential an die Eingangsklemme 111 in Fig. 7 entsteht an der Ausgangsklemme M- 1 positives Potential, da der Knotenpunkt 112 des Endes vom Widerstand 113 über den Gleichrichter 114 keinen Rückschluß nach negativem Potential und das üben den Gleichrichter 115 nach der Ausgangsklemme M-1 gelangende positive Potential, bedingt durch die Sperrwirkung des Gleichrichters 116, keinen Rückschluß zum Minuspol N über die Gleichrichter 117 und 118 findet.
  • Das an den Klemmen M-1, M-4, M-8 und M-7 anstehende positive Potential entspricht der Mantisse O,LOOLOLL des Logarithmus zur Basis 2 des stellenverschobenen NumerusL,L, der die Zahl O,LL = 0,75 entspricht.
  • Bei Eingabe des stellenverschobenen Numerus L,LL, der der Zahl LLL00 = 28 entspricht, in die Schaltung nach Fig. 1 bis Fig. 7 steht, durch den Schaltzustand der diesen stellenverschobenen Numerus darstellenden binären Einheiten, negatives Potential auf den Sammelleitungen n-7, n-6, n-5, n-4 und n-3 sowie n-2 und n-1 an. Bei diesem Schaltzustand der binären Einheiten führt die Ausgangsklemme M-7 in Fig. 1, die Ausgangsklemme M-8 in Fig.2 und die Ausgangsklemme M-5 in Fig. 3 positives Potential, dagegen führt die Ausgangsklemme M-4 in Fig. 4, die Ausgangsklemme M-3 in Fig. 5 kein positives, aber die Ausgangsklemme M-2 in Fig. 6 und die Ausgangsklemme M-1 in Fig. 7 wieder positives Potential. Dieser Potentialzustand an den Ausgangsklemmen M-1 bis M-7 entspricht der Mantisse O,LLOOLLL des Logarithmus zur Basis 2, die dem stellenverschobenen Numerus L,LL entsprechend der Zahl LLL00 = 28 zugeordnet ist.
  • Entsprechend der im Beispiel behandelten Multiplikationsaufgabe werden nach bekannten Schaltungen nun die beiden an den Ausgangsklemmen des Mantissenwerkes bzw. der Mantissenwerke gebildeten Mantissen O,LOOLOLL + O,LLOOLLL zu der Mantissensumme L,OLLOOLO addiert. Ebenfalls nach bekannten Schaltungen werden die den Binärzahlen O,LL und LLL00 beigeordneten Kennziffern (- L) -f- (+ L00) zu der Kennziffernsumme +LL addiert. Der bei der Mantissen-Addition vor dem Komma aufgetretene Zahlenwert L wird als Übertrag zum Kennziffer-Ergebnis -h LL addiert, so daß als Endergebnis der Kennziffer-Addition die Kennziffer des Rechenergebnisses der Multiplikation -L00 auftritt und als Mantissensumme die Binärzahl O,OLLOOLO in den stellenverschobenen Numerus des Rechenergebnisses zurückzuschlüsseln ist.
  • In Fig. 8 bis 14 tritt negatives Potential auf den Sammelleitungen m-7, m-8, m-5, m-4, m-3, m-2 und m-1, bedingt durch den Schaltzustand der die Mantissensumme O,OLLOOLO des Logarithmus zur Basis 2 darstellenden binären Einheiten, auf Grund ihrer Verbindung mit dem Minuspol N auf.
  • Bei Anlegen von positivem Potential an die Eingangsklemme 119 in Fig. 8 tritt an der Ausgangsklemme NO positives Potential auf. An der Ausgangsklemme N-1 tritt jedoch kein positives Potential auf, da die Widerstände 120 bis 123 über den Gleichrichter 124 an die negatives Potential führende Sammelleitung m -1 angeschlossen sind. Zur Ausgangsklemme N-2 der Fig. 9 gelängt über den Widerstand 125 positives Potential, da weder über den Gleichrichter 126 noch über die Gleichrichter 127 bis 129 eine Verbindung mit einer negatives Potential führenden Sammelleitung hergestellt wird und das über den Gleichrichter 130 zur AusgangsklemmeN-2 gelangende positive Potential, bedingt durch die Sperrwirkung des Gleichrichters 131, keinen Rückschluß nach der über Gleichrichter 132 angeschlossenen, negatives Potential führenden Sammelleitung, findet.
  • Bei Anlegen von positivem Potential an die Eingangsklemme 133 in Fig. 10 tritt an der Ausgangsklemme N-3 kein negatives Potential auf, da die Widerstände 134 und 135 über den Gleichrichter 136, die Widerstände 137 und 138 über den Gleichrichter 139, die Widerstände 140 und 141 über den Gleichrichter 142 und die Widerstände 143 bis 152 über den Gleichrichter 153 mit einer negatives Potential führenden Sammelleitung, verbunden sind. In Fig. 11 gelangt über den Widerstand 154 positives Potential nach der Ausgangsklemme N-4; da weder der Gleichrichter 155 noch 156; 157, 158 und 159 an Sammelleitungen geschaltet sind, die negatives Potential führen, so daß über den Gleichrichter 160 positives Potential zur Ausgangsklemme N-4 gelangt und über die Gleichrichter 161 und 162 keinen Rückschluß zu negativem Potential findet, da der Gleichrichter 161 sperrend wirkt. Beim Anlegen von positivem Potential an die Klemmen 163 in Fig. 12, 164 in Fig.13 und 165 in Fig. 14 gelangt an die Ausgangsklemmen N-5, N-63 und N-7 kein positives Potential, da in Fig. 12 die Widerstände 166 bis 194 über die Gleichrichter 195 bis 200, in Fig. 13 die Widerstände 201 bis 232 über die Gleichrichter 233 bis 238 und in Fig. 14 die Widerstände 239 bis 268 über die Gleichrichter 269 bis 274 mit Sammelleitungen verbunden sind, die negatives Potential führen.
  • Der Potentialzustand an den Klemmen NO und N-1 bis N-7 entspricht dem stellenverschobenen Numerus L,OLOL000 des Rechenergebnisses. Das gesamte Rechenergebnis der als Beispiel behandelten Multiplikationsaufgabe ist somit unter Berücksichtigung des Kennziffer-Rechenergebnisses 0,75 - 28=L,OLOL000+L00==LOLOL==21 auf logarithmischem Wege bestimmt worden.
  • Bei der Durchführung von Divisionsaufgaben erfolgt die Steuerung der Mantissenwerke wie vorstehend beschrieben, jedoch wird entsprechend den logarithmischen Rechengesetzen die Differenz der Mantissen und Kennziffern der beiden Faktoren gebildet. Die Steuerung der erfindungsgemäßen Mantissenwerke in Binärzahl-Rechenmaschinen erfolgt bei der maschinellen Berechnung von Potenzen mit beliebigem Exponenten wie folgt: Die als halblogarithmisch verschlüsselte Binärzahl in die Rechenmaschine eingegebene Basis der Potenz wird durch die Schaltungen gemäß Fig. 1 bis 7 in den Logarithmus zur Basis 2 verschlüsselt. Der hierdurch entstandene Logarithmus, bestehend aus der Kennziffer, die vor dem Komma steht, und der Mantisse, die an den Ausgangsklemmen des Mantissenwerkes dargestellt ist und die Binärstellen hinter dem Komma angibt, wird nach bekannten Schaltungen erneut in eine halblogarithmisch verschlüsselte Zahl umgewandelt. Diese Zahl wird durch nochmalige Eingabe des stellenverschobenen Numerus in ein Mantissenwerk gemäß den Schaltungen Fig. 1 bis 7 nochmals in einen Logarithmus zur Basis 2 umgewandelt.
  • Der Exponent der Potenz wird in ebenfalls halblogarithmisch verschlüsselter Form durch Umsetzung eines stellenverschobenen Numerus mit Hilfe eines Mantissenwerkes nach Fig. 1 bis 7 ebenfalls in einen Logarithmus zur Basis 2 verschlüsselt.
  • Die doppelt verschlüsselte Mantisse und Kennziffer der Basis und die Mantisse und Kennziffer des Exponenten werden addiert. Die Mantissensurnme wird durch Eingabe in eine Schaltung gemäß Fig. 8 bis 14 in den stellenverschobenen Numerus zurückverwandelt. Dieser stellenverschobene Numerus wird nach bekannter Schaltung durch Kommaverschiebung entsprechend der von der Kennziffersumme ausgesagten Stellenzahl in eine absolute Binärzahl umgewandelt, die dem Logarithmus der gesuchten Potenz entspricht.
  • Die hinter dem Komma des den Logarithmus der gesuchten Potenz stehende Mantisse wird durch nochmalige Eingabe in eine Schaltung nach Fig. 8 bis 14 in den stellenverschobenen Numerus der gesuchten Potenz zurückverwandelt. Dieser stellenverschobene Numerus stellt im Verein mit der vor dem Komma des Logarithmus des Potenzrechenergebnisses stehenden Kennziffer die gesuchte Potenz in halblogarithmisch verschlüsselter Form dar. Die Steuerung der erfindungsgemäßen Mantissenwerke in Binärzahl-Rechenmaschinen erfolgt bei der maschinellen Berechnung von Wurzeln mit beliebigem Exponenten in gleicher Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Berechnung von Potenzen mit dem einzigen Unterschied; daß die Kennziffer und Mantisse des Wurzelexponenten von der Kennziffer und Mantisse des doppelt logarithmisch verschlüsselten Radikanden subtrahiert werden.
  • Die Steuerung der erfindungsgemäßen Mantissenwerke in Binärzahl-Rechenmaschinen erfolgt bei der maschinellen Berechnung von Logarithmen mit beliebiger Basis wie folgt: Die Binärzahl der Basis des zu bestimmenden Logarithmus und der Numerus des gesuchten Logarithmus werden beide doppelt logarithmisch verschlüsselt. Nach Subtraktion der Mantissen und Kennziffern der doppelt logarithmisch verschlüsselten Basis von dem doppelt logarithmisch verschlüsselten Numerus ist der Logarithmus zur Basis 2 des gesuchten Logarithmus mit beliebiger Basis bestimmt.
  • Nach Eingabe der Mantisse dieses Logarithmus zur Basis 2 in eine Schaltung gemäß Fig. 8 bis 14 wird der stellenverschobene Numerus gebildet, der im Verein mit der bei der Kennziffer-Subtraktion gebildeten Kennzifferdifferenz das Rechenergebnis des zu bestimmenden Logarithmus mit beliebiger Basis in halblogarithmisch verschlüsselter Form darstellt.
  • Bei Einsatz von zwei Mantissenwerken gemäß der Schaltung nach Fig. 1 bis 7 und einem Mantissenwerk gemäß der Schaltung nach Fig. 8 bis 14 sowie der Anwendung der bekannten Parallel-Addition bei der Bildung der Mantissen- und Kennziffersumme bzw. -differenz ist jede beliebige Multiplikations- bzw. Divisionsaufgabe bei der Steuerung der Mantissenwerke gemäß der vorstehenden Beschreibung in drei Schalttakten durchführbar, wenn in der Binärzahl-Rechenmaschine die beiden eingegebenen Rechenwerte und das Rechenergebnis in halblogarithmisch verschlüsselter Form verarbeitet werden.
  • Bei Einsatz von zwei Mantissenwerken gemäß der Schaltung nach Fig.1 bis 7 und einem Mantissenwerk gemäß der Schaltung nach Fig. 8 bis 14 sowie der Anwendung der Parallel-Addition bei der Bildung der Mantissen- und Kennziffersumme bzw. -differenz und einem bekannten Rechenwerk, welches absolute Binärzahlen in einem Schalttakt in halblogarithmisch verschlüsselte Binärzahlen verwandelt, ist jede beliebige Potenzierungs- bzw. Radizierungsaufgabe bei der Steuerung der Mantissenwerke gemäß der vorstehenden Beschreibung in sechs Schalttakten durchführbar, wenn in der Binärzahl-Rechenmaschine die beiden eingehenden Rechenwerte und das Rechenergebnis in halblogarithmisch verschlüsselter Form verarbeitet werden.
  • Bei Einsatz von zwei Mantissenwerken gemäß der Schaltung nach Fig. 1 bis 7 und einem Mantissenwerk gemäß der Schaltung nach Fig. 8 bis 14 sowie Anwendung der Parallelsubtraktion bei der Bildung der Mantissen- und Kennzifferdifferenz und zwei bekannten Rechenwerken, welche absolute Binärzahlen in einem Schalttakt in halblogarithmisch verschlüsselte Binärzahlen umwandeln, ist die Bildung von Logarithmen mit beliebiger Basis bei der Steuerung der Mantissenwerke gemäß der vorstehenden Beschreibung in fünf Schalttakten durchführbar, wenn in der Binärzahl-Rechenmaschine die eingehenden Rechenwerte und das Rechenergebnis in halblogarithmisch verschlüsselter Form verarbeitet werden. Bei Anwendung von Relais als binäre Einheiten in den Rechenwerken und Mantissenwerken könnenRechner, die nach der vorstehend beschriebenen Art gesteuert werden, schneller arbeiten als viele bekannte elektronische Rechner, da bei der Steuerung der bekannten Binärzahl-Rechenmaschinen, insbesondere bei der Lösung höherer Rechenoperationen, wie z. B. bei Divisionen und Wurzelberechnungen, infolge der Vielzahl der Einzel- und Teiloperationen eine in die Tausende gehende Taktzahl bis zur Bestimmung des Rechenergebnisses benötigt wird. Die durch Binärzahl-Rechenmaschinen mit den erfindungsgemäßen Mantissenwerken berechneten Rechenergebnisse weisen bei Anwendung von Mantissenwerken mit sieben Binärstellen hinter dem Komma gemäß Fig. 1 bis 14 einen mittleren Fehler von 0,10/0o des Rechenergebnisses auf. Bei Darstellung der Rechenwerte mit mehr als sieben Binärstellen hinter dem Komma läßt sich unter Inkaufnahme eines entsprechend höheren apparativen Aufwandes die Rechengenauigkeit beliebig steigern.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binärzahl-Rechenmaschinen, bei denen eine Information mit Hilfe eines Netzwerkes in eine andere umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der stellenverschobene Numerus eines binären Rechenwertes durch die wahlweise Einstellung entsprechender binärer Einheiten (n -1 bis n - 7 und n-1 bis n-7) mittels einer aus Widerständen und Ventilen (Gleichrichter) bestehenden festen Schaltung (Fig. 1 bis 7) als ein der Mantisse des Logarithmus zur Basis 2 entsprechendes Potential an den Ausgangsklemmen (M -1 bis M-7) entsteht, mit dessen Hilfe eine Addition bzw. Subtraktion von mindestens zwei an den Ausgangsklemmen (M-1 bis M-7) abgreifbaren Mantissen erfolgt, die der Mantissensumme bzw. -differenz der Schaltstellung der binären Einheiten (m-1 bis m-7) entsprechen, während in mindestens einer weiteren aus Widerständen und Ventilen (Gleichrichter) aufgebauten festen Schaltung (Fig. 8 bis 14) an den Ausgangsklemmen (NO und N-1 bis N-7) ein dem stellenverschobenen Numerus des Rechenergebnisses entsprechendes Potential vorhanden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: »Automatic Digital Computers«, Methuen & Co. Ltd., London, 1956, S. 227 bis 229, 246 bis 250; »Transactions of the I.R.E. - Electronic Computers«, Vol. EC-3, Nr. 3, September 1954, S. 14 bis 16; »NTZ«, 1957, Heft 6, S. 277 bis 288.
DEV15043A 1958-09-16 1958-09-16 Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen Pending DE1124740B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEV15043A DE1124740B (de) 1958-09-16 1958-09-16 Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEV15043A DE1124740B (de) 1958-09-16 1958-09-16 Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1124740B true DE1124740B (de) 1962-03-01

Family

ID=7574835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEV15043A Pending DE1124740B (de) 1958-09-16 1958-09-16 Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1124740B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1499281B1 (de) * 1964-09-22 1970-05-06 Wang Laboratories Rechenmaschine fuer logarithmische Rechnungen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1499281B1 (de) * 1964-09-22 1970-05-06 Wang Laboratories Rechenmaschine fuer logarithmische Rechnungen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3144015C2 (de)
DE2523860C3 (de) Vorrichtung zur digitalen, linearen Interpolation einer fabulierten Funktion
DE1082435B (de) Addierwerk
DE1162111B (de) Gleitkomma-Recheneinrichtung
DE2338469A1 (de) Programmierbares digitales datenverarbeitungsgeraet
DE1549508C3 (de) Anordnung zur Übertragsberechnung mit kurzer Signallaufzeit
DE3303269C2 (de)
DE2310103B2 (de) Elektronischer ueberstromausloeser
DE3440680C2 (de)
DE1499174B1 (de) Dividiervorrichtung fuer Digitalrechner
DE1799012C3 (de) Registereinrichtung zur Erleichterung des Wechsels von Teilprogrammen und Teilprogrammschritten in einem elektronischen Rechner
DE1124740B (de) Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binaerzahl-Rechenmaschinen
AT211080B (de) Schaltung und Steuerung von Mantissenwerken in Binärzahl-Rechenmaschinen
DE69113072T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Datenkompression.
DE2321298A1 (de) Dezimal-binaer-umsetzer
DE1103646B (de) Inkrement-Rechenmaschine
DE2312128A1 (de) Schaltungsanordnung zur bestimmung des dualen logarithmus einer binaerzahl
DE1549446A1 (de) Digitalrechner
DE2501985A1 (de) Mit gleitkomma arbeitender rechenmechanismus
DE1958662B2 (de) Digitaler impulsfolgenteiler mit optimaler gleichverteilung der aus einer aequidistanten eingangsimpulsfolge ausgewaehl ten impulse einer ausgangsimpulsfolge
DE2257622A1 (de) Elektrische zaehlschaltung
DE1113106B (de) Elektrische Rechenanlage
DE2432979C3 (de) Mit gemischter Zahlendarstellung arbeitende Einrichtung zum Multiplizieren zweier komplexer Zahlen und Addieren einer dritten komplexen Zahl zum Produkt
DE1046374B (de) Analog-digitaler Umsetzer fuer elektronische Rechenanlagen
AT221841B (de) Programmgesteuerter elektronischer Digitalrechner