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Resultatwerk für elektronisch zählende oder rechnende Maschinen Die
bekannten Resultatwerke bzw. Zählwerke von elektronischen Rechenmaschinen erlauben
nicht, mittels einfacher Einzelvorgänge Stellenverschiebungen eines eingezählten
Resultates vorzunehmen.
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Dies gilt unabhängig davon, nach welchem System die Maschinen rechnen,
d. h., ob es sich beispielsweise um nach dem dezimal-dualen oder nach dem
dezimalen System rechnende oder zählende Maschinen handelt. Die Möglichkeit solcher
Stellenverschiebungen ist jedoch, besonders in dezimalen Rechenmaschinen, häufig
erwünscht.
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Zur Erklärung dafür, warum bekannte Zähl- oder Resultatwerke diese
Möglichkeit nicht bieten, mögen folgende Hinweise dienen: Ist ein Resultat in einen
magnetischen Trommelspeicher eingetragen, so müßte eine Stellenverschiebung in der
Weise erfolgen, daß dieses Resultat mittels Leseköpfen dem Trommelspeicher entnommen
und nach entsprechender Verarbeitung in einem Zwischenspeicher oder Rechenwerk stellenverschoben
mittels Schreibköpfen neu eingeschrieben wird.
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Für Dezimalzählröhren gilt folgende Betrachtung: Stehen in zwei benachbarten
Dezimalzählröhren je eine Ziffer, z. B. in der Zehnerstufe eine Eins und
in der Einerstufe eine Neun, so möchte man zur Erzielung einer Stellenverschiebung
in diesen beiden Stufen zehn Einzelschritte einzählen, um so die Eins aus der Zehnerstufe
in die Hunderterstufe und die Neun aus der Einerstufe in die Zehnerstufe zu verschieben.
Dieses wäre tatsächlich das einzige einfache Mittel, um das erwünschte Ziel zu erreichen,
wenn man nicht einen komplizierten Umweg über eine Multiplikation mit der Zahl Zehn
oder über Zwischenspeicher in Kauf nehmen will. Der angedeutete gedachte Weg führt
nun jedoch dazu, daß nach dem ersten Zählschritt in die beiden genannten Dezimalstufen
hinein zwar aus der Eins der Zehnerstufe die Ziffer Zwei geworden sein würde. Die
Neun der Einerstufe jedoch würde zur Null der Zehnerstufe werden müssen,
d. h. die Zehnerstufe müßte im gleichen Augenblick zwei Ziffernwerte, nämlich
eine Zwei und eine Null, zu zählen imstande sein. Das aber ist bei Dezimalzählröhren
nicht möglich. Sowohl Dezimalzählröhren vom Typ der Kaltkatodendezimalröhren
als auch solche vom Typ der E 1 T, der Trochotron und ähnliche können
gleichzeitig nur den Wert einer einzigen Ziffer aufnehmen. Eine Stellenverschiebung
in der einfachen Art und Weise eines Einzählens von je zehn Impulsschritten
in jede Dezimalstufe läßt sich nur mit solchen Zählwerkstufen bewerkstelligen, die
in der Lage sind, gleichzeitig mehr als einen Ziffernwert, insbesondere zwei Ziffernwerte,
gleichzeitig aufzunehmen.
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Ein weiterer Grund, weswegen derartige bekannte Zählwerke eine solche
einfache Stellenverschiebung nicht ermöglichen, ist folgender: Um mit Hilfe von
zehn Impulssehritten einen Ziffernwert aus einer Zählwerkstufe in eine benachbarte
zu verschieben, müssen diese benachbarten Zählwerkstufen einen gemeinsamen Vorschubimpulsgenerator
aufweisen. Will man beispielsweise die Ziffer Sieben mittels zehn Schrittimpulsen
aus der Einerstelle in die Zehnerstelle verschieben, so müßte das gemeinsame Schrittschaltwerk
zunächst in die Zählwerkstufe der Einerstelle drei Impulse und anschließend die
restlichen sieben Impulse in die Zählwerkstufe der Zehnerstelle eingeben. Die bekannten
elektronischen Zählwerke besitzen jedoch kein derartiges gemeinsames Fortschaltwerk.
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Die Erfindung bezweckt eine solche Ausbildung mehrstufiger Resultatwerke
bzw. Zählwerke, welche in einfacher Weise eine Stellenverschiebung durch Eingabe
von so vielen Schrittimpulsen, wie dem Rechensystem entsprechen, beispielsweise
von je zehn Schrittimpulsen pro Dezimalstellen:v.erschiebung um eine Stelle
aus einem allen Stufen gemeinsamen zentralen Impulsgenerator ermöglicht.
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Die Erfindung bedient sich beispielsweise der an sich bekannten AnWang-
oder Woo-Ketten aus magnetischen Kernen, die zur Lösung der gestellten Aufgabe in
geeigneter Weise in Verbindung zu bringen sind. Hierbei wird also von der Möglichkeit
Gebrauch gemacht, in eine Kette von magnetischen Kernen aus beispielsweise zehn
Gliedern, die den Ziffernwerten Null bis Neun entsprechen, mehr als einen Ziffernwert,
insbesondere zwei Ziffernwerte, einzugeben und diese Ziffernwerte über eine gemeinsame
Vorschubimpulsleitung in äquidistanten Schritten durch die Kette zu bewegen.
Die
Erfindung betrifft ein aus einem ringförmigen Umlaufspeicher gebildetes Resultatwerk
für eine elektronisch Zählende oder rechnende Maschine und ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Umlaufspeicher sowohl sämtliche Ziffern als auch Dekaden derart in Serienschaltung
umfaßt, daß die einzelnen Dekaden eine offene Serienschaltung aufweisen und sämtliche
Dekaden des Resultatwerks zu einem geschlossenen Ring (Großer Ring) zusammengeschaltet
sind und daß der Wertinhalt sämtlicher Dekaden zugleich mittels Gruppen von Vorschubimpulsen,
die über eine gemeinsame Leitung auf alle Dekaden einwirken, beliebig stellenverschoben
werden kann, wobei jede Vorschubimpulsgruppe bei rein dezimalem Aufbau der Dekaden
aus zehn Einzelimpulsen besteht und daß in diesem Umlaufspeicher nur einzelne Dekaden
- jedoch mindestens eine - dadurch als rechnende Stufen ausgebildet
sind, daß sie für einen Rechenvorgang in sich zu einem Ring (Kleiner Ring) geschaltet
werden können. Dabei ist jede Dekade des Umlaufspeichers vorteilhafterweise so ausgebildet,
daß in ihr zu gleicher Zeit mehr als ein Wert beinhaltet und verschoben werden kann.
Weitere Merkmale der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung sind in
den Unteransprüchen enthalten.
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Für die Erfindung ist besonders geeignet eine Anordnung von einzelnen
Ketten, die, jede für sich, aus zehn Gliedern bestehen mögen, in Serienschaltung
von n Stufen für n Dezimalstellen eines gesamten Zähl- bzw. Resultatwerkes. Ein
weiteres vorteilhaftes Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Serienschaltung
von einzelnen Ketten zu einem geschlossenen Ring ausgebildet wird, der aus mindestens
n Ketten zu je zehn Gliedern zusammengesetzt ist, um eine n-stellige Dezimalzahl
aufzunehmen. In dieser einfachsten Form bildet diese Anordnung einen Umlaufspeicher
aus magnetischen Bauelementen, der ohne umfangreichen und komplizierten Verteilermechanimus
für die Impulsgruppen der einzelnen Dezimalstellen vorerst allerdings keine Saldierfähigkeit
aufweist. Die erfindungsgemäße Anordnung ist in dieser einfachen Grundfonn nur so
weit ausgebildet, daß eine eingebrachte n-stellige Dezimalzahl in dem Umlaufspeicher,
z. B. durch zehn Fortschaltimpulse auf einer allen gemeinsamen Vorschubleitung,
um eine Stelle verschoben werden kann. Entsprechend kann durch je zehn weitere
Fortschaltimpulse in der Bewegungsrichtung des Umlaufspeichers je eine weitere
Stellenverschiebung erzielt werden.
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Gemäß der weiteren Erfindung werden in den Weg eines solchen Umlaufspeichers
ohne Saldierfähigkeit eine oder mehrere elektronische oder magnetische Rechenstufen
mit Saldierfähigkeit eingeschaltet. Eine oder mehrere Rechenstufen mit Saldierfähigkeit
im Zuge eines solchen Umlaufspeichers stellen selbst eine oder mehrere Dezimalstellen
des ringförmigen Umlaufspeichers dar und werden bei laufender Stellenverschiebung
des Speicherinhaltes aufeinanderfolgend von den Inhalten der einzelnen Dezimalstellen
durchlaufen. Die in den nichtsaldierfähigen Umlaufspeicher in Serie eingeschalteten
saldierfähigen Rechenstufen können ferromagnetische Zählketten sein. An ihrer Stelle
können jedoch auch saldierende elektronische Bauelemente, wie z. B. Dezimalzählröhren
bekannter Bauart, verwendet werden. In diesem Fall besteht nun die eingangs geschilderte
Schwierigkeit, daß derartige elektronische Bauelemente nicht gleichzeitig zwei Zifferninhalte
aufnehmen können. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, wird erfindungsgemäß
je elektronische Rechenstufe eine Zwischenspeicherstufe vorgesehen, die dafür
sorg daß der momentane Inhalt einer elektronischen Speicherstufe während der Stellenverschiebung
in einer ersten Schrittfolge in die nächsthöhere Stufe des Umlaufspeichers entleert
wird und daß in einer zweiten Schrittfolge die in dem vorgesehenen Zwischenspeicher
eingegebene und bereitgestellte Ziffer in die elektronische Rechenstufe einläuft.
Bei Verwendung elektronischer Zählelemente in einer derartigen Rechenstufen ist
das Anordnen eines zu-
sätzlichen Zwischenspeichers vertretbar, da dieser
zusätzliche Aufwand im gesamten Resultatwerk bei einer Rechenstufe nur einmal vorkommt.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß zwar eine Stellenverschiebung
in einer Kette elektronischer Dezimalzählröhren mittels einfacher Einzählung von
Zehnerimpulsgruppen grundsätzlich auch dadurch möglich wäre, daß jeder Dezimalröhre,
d. h. jeder Dezimalstelle, eine zweite derartige Zählröhre als Zwischenspeicher
zugeordnet würde. Dann wäre es nämlich möglich, den Inhalt jeder Stufe in einer
ersten Schrittfolge in die zugehörige Zwischspeicherröhre zu entleeren und in einer
zweiten Schrittfolge den Inhalt der Zwischenspeicherröhren in die leer gewordenen
Hauptspeicherröhren einzuführen. Das bedeutet jedoch eine Verdoppelung des gesamten
Speicheraufwandes, der mit den Mitteln der Erfindung praktisch vermieden wird.
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Wird die saldierende Rechenstufe, die im Zuge des Umlaufspeichers
eingeschaltet ist, ähnlich wie die nichtsaldierenden Stufen des Umlaufspeichers
selbst ebenfalls als ferromagnetische Zählkette aufgebaut, so entfällt sogar die
Einschaltung eines Zwischenspeichers, da ja diese saldierende ferromagnetische Rechenstufe,
ebenfalls mehrere, z. B. zwei Ziffernwerte gleichzeitig aufzunehmen in der Lage
ist.
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Die geschilderte Anordnung eines ringförmig in sich geschlossenen
Umlaufspeichers aus mindestens n Stufen aus jeweils beispielsweise zehn Magnetkerngliedem
ist somit in der Lage, einen einmal vorhandenen Inhalt einer n-stelligen Dezimalzahl
um je
eine Dezimalstelle zu verschieben, wenn über eine dem gesamten Ring
gemeinsame Vorschubimpulsleitung eine Gruppe -von je zehn Vorschubimpulsen
zugeführt wird, die jeden Inhalt einer der Magnetketten mit je zehn Magnetkerngliedern
in der Bewegungsrichtung des Ringes um eine Stelle oder Stufe weiterschiebt.
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Die Erfindung sieht nun vor, in den Arbeitsgängen vor oder nach vollgezogenen
Stellenverschiebungen in der oder den eingeschalteten Rechenstufen Saldierungen
vorzunehmen. Diese erfolgen in der oder den saldierenden Rechenstufen in Abhängigkeit
von den Rechenoperationen gegebenenfalls vorgeschalteter Rechenwerke. Die in der
oder den saldierenden Rechenstufen bereits vorher befindlichen Speicherinhalte werden
abhängig von der Rechenoperation durch Addition oder Subtraktion auf neue Positionen
verschoben. Dabei können Additionen in diesen Stufen durch Einzählen von Impulsen
in der Bewegungsrichtung dieser Stufen und Subtraktionen entweder durch Addition
der Komplementwerte durchgeführt oder aber mittels neuartiger Kunstschaltungen,
die nicht nur ein Vorwärtszählen mittels positiver Impulse, sondern auch ein Rückwärtszählen
mittels negativer Impulse ermöglichen. Dieses Rückwärtszählen
ermöglicht
die Subtratkion mittels Impulsgruppen, die den Regulärwerten der Ziffern entsprechen.
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Die eben erwähnte Anordnung ermöglicht es somit, jeweils an einer
oder an wenigen Dezimalstellen einer größeren, z. B. n-stelligen Dezimalzahl Rechenoperationen
vorzunehmen. Die Multiplikation oder Division mehrerer Operanden kann nun bei der
erwähnten Anordnung so vorgenommen werden, daß stellenweise Teilergebnisse, wie
z. B. Teilprodukte, in der oder in den Rechenstufen der im gesamten Umlaufspeicher
stehenden Zahl Stelle für Stelle nacheinander zugeführt werden. Der Vorgang der
stellenweisen Zuführung von Teilergebnissen, z. B. von Teilprodukten, die sich aus
der ebenfalls stellenweisen Verarbeitung der Operanden ergeben, bedingt eine stellenweise
Verschiebung der im Resultatwerk stehenden Zahl in zeitlicher Aufeinanderfolge durch
die Rechenstufen hindurch.
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Dieser Vorgang sei am Beispiel einer Multiplikation eines ni-stelligen
Multiplikanden mit einem n.-stelligen Multiplikator im einzelnen erläutert. Dabei
sei der Einfachheit halber angenommen, daß der vorher im Resultatwerk befindliche
Inhalt gelöscht sei. Es werde weiter angenommen, daß sowohl der Multiplikand als
auch der Multiplikator in Richtung von der höchstwertigen Stelle zu der niedrigstwertigen
Stelle zeitlich nacheinander durch Einzelmultiplikationen der Ziffern der einzelnen
Dezimalstellen, z. B. in einem 1 - 1-Multiplikationskörper zur Wirkung gebracht
werden. Das Teilprodukt aus der Multiplikation der jeweils höchstwertigen Stelle
des Multiplikanden mit dem Multiplikator ergibt eine zweistellige Zahl, die in unserem
Beispiel in eine zweistufige Rechenstufe der geschilderten Art eingebracht wird.
Sobald dies geschehen ist, wird im Umlaufspeicher eine einstellige Dezimalstellenverschiebung
vorgenommen. Wird daraufhin die zweithöchste Stelle des Multiplikanden wiederum
mit der höchstwertigen Stelle des Multiplikators ausmultipliziert und das entstehende
zweistellige Teilprodukt in die beiden Rechenstufen des Umlaufspeichers eingebracht,
so trifft dieses zu zweit entstandene Teilprodukt das bei der ersten Operation entstandene
und bereits um eine Dezimalstelle verschobene erste Teilprodukt in der relativ richtigen
Dezimalstellung an. Hierauf erfolgt eine weitere Verschiebung des bisherigen nunmehr
dreistelligen Teilergebnisses im Umlaufspeicher um eine Dezimalstelle, und ein drittes
Teilprodukt aus der dritthöchsten Dezimalstelle des Multiplikanden mit der höchstwertigen
Dezimalstelle des Multiplikators kann stellenrichtig den Rechenstufen des Umlaufspeichers
zugeführt werden, Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis der gesamte Multiplikand
mit der Ziffer der höchstwertigen Stelle des Multiplikators ausmultipliziert vollständig
in den Umlaufspeicher eingeführt worden ist.
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Zur weiteren Multiplikation des Multiplikanden mit der Ziffer der
zweithöchsten Stelle des Multiplikators muß der Inhalt des bisherigen Teilergebnisses
im Unflaufspeicher durch zusätzliche Dezimalstellenverschiebungen in die entsprechend
richtige Lage gebracht werden, d. h., das Produkt aus der höchstwertigen
Ziffer des Multiplikanden mit der Ziffer der zweithöchsten Stelle des Multiplikators,
welches ein zweistelliges Ergebnis hat, muß so in die Rechenstufen des Umlaufspeichers
eingebracht werden, daß zu dieser Zeit dort eine Addition mit der zweiten und dritten
Stelle des ersten Teilergebnisses erfolgte Es ist somit durch die vorhergehende
Dezimalstellenverschiebung des Umlaufspeichers dafür zu sorgen, daß die Teilprodukte
um jeweils eine Dezimalstelle verschoben in den Rechenstufen des Umlaufspeichers
zusammentreffen.
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Die Durchbrechung eines oder beider Operanden kann auch in umgekehrter
Rechenrichtung, d. h. in Richtung von der niedrigstwertigen zur höchstwertigen
Stelle durchgeführt werden, Da dies Vorteile bei der Verarbeitung der Zehnerüberträge
(Zehnerschaltung) bietet, wird von dieser Reihenfolge der Rechenoperationen wenigstens
für den Multiplikanden (l. Faktor) bei der späteren, an Hand der Zeichnung
erfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise Gebrauch gemacht.
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Es. kann also eine Multiplikation mehrstelliger Faktoren stellenrichtig
in der Weise erfolgen, daß die zweistelligen Teilprodukte der einzelnen Ziffern
in einem 1 - 1-Multiplikationskörper gebildet und beispielsweise zwei Rechenstufen
des ringförrnigen Umlaufspeichers zugeführt werden und daß in diesen beiden Rechenstufen
eine Addition dieser Teilprodukte vorgenommen wird, wenn jeweils zwischen diesen
Einzählvorgängen stellenrichtige Dezimalstellenverschiebungen des Umlaufspeichers
vorgenommen werden.
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Die Vorgänge verlaufen in gleicher Weise, wenn vor der Multiplikation
bereits Speicherinhalte vorhanden sind.
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Ein Division kann in entsprechender Weise, z. B. in Form fortgesetzter
Subtraktionen erfolgen. Dabei ist es an sich gleichgültig, ob die Einzelsubtraktion
in Form einer Komplementwertaddition oder einer negativen Hinzufügung der Regulärwerte
geschieht. Weiter ist es gleichgültig, ob jeweils der einfache Divisor mit dem im
Resultatwerk stehenden Dividenden zur Wirkung gebracht wird oder ob zur Abkürzung
des Divisionsverfahrens jeweils in einem Schritt das Mehrfache des Divisors mit
dem Dividenden zur Wirkung kommt. Es wird auch vorausgesetzt, daß bei der Division
in an sich bekannter Weise die Unternullprüfung der Zwischenergebnisse erfolgt,
die bekanntlich bei Unterschreiten der Null durch eine Addition des Divisors wieder
einen positiven Divisionsrest bildet.
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Die geschilderte Anordnung ist somit in der Lage, die vier Grundrechenarten
im Serienverfahren bei geringstem Aufwand durchzuführen, wobei der besondere Vorzug
des Verfahrens darin besteht, daß jeweils lediglich in (im Beispiel geschilderten)
zwei Rechenstufen additiv oder subtraktiv eingezählt wird und das Zähl- bzw. Resultatwerk
in Form des ringförmig geschlossenen Umlaufspeichers in einfachster Weise die stellenrichtige
Dezimalstellenverschiebung vornimmt.
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Es sei hier nochmals darauf hingewiesen, daß z. B. bei der Multiplikation
je nach Zweckmäßigkeit die Rechenrichtung von der höchstwertigen Stelle zur
niedrigstwertigen Stelle oder umgekehrt gewählt werden kann. Es ergab sich, wie
bereits betont, als vorteilhaft, den Multiplikanden in der Richtung von der niedrigstwertigen
Stelle zur höchstwertigen Stelle durchzurechnen, weil dann die Zehnerschaltung der
Teilprodukte, d. h. die Verarbeitung der überträge aus - den Teilprodukten
einfacher als in der umgekehrten Richtung durchgeführt werden kann. Die
Entscheidung
über die Zweckmäßigkeit der Rechenrichtung jedes der Operanden hängt aber noch davon
ab, ob beide Faktoren oder nur einer von beiden sich in Operandenspeichern befinden
und ob der Rechenvorgang bereits während des Eintastens der Faktoren beginnen soll
oder nicht. Selbstverständlich muß die Laufrichtung im Umlaufspeicher so gewählt
werden, daß sie der Richtung der Durchrechnung, z. B. des Multiplikanden entspricht.
In Spezialfällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Verarbeitung des Multiplikanden
in Richtung ansteigender Stellenwertigkeit, die des Multiplikators jedoch in Richtung
fallender Stellenwertigkeit durchzuführen, nämlich dann, wenn der Multiplikand
(l. Faktor) eingespeichert wird und die Multiplikation bereits gleichzeitig
mit dem stellenweisen Eintasten des Multiplikators (2. Faktor) erfolgt.
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Die funktionsmäßige und zeitliche Steuerung der gesamten Anordnung
des Resultatwerkes im Zusammenwirken mit einem Rechenwerk wird gemäß der weiteren
Erfindung in der Weise durchgeführt, daß ein Steuersystem aus ferromagnetischen
Zählketten, welche mit ihren Enden zu in sich geschlossenen Programmringen zusamiriengefügt
sind, in denen definierte Inhalte umlaufen, den zeitlichen Ablauf der Einzelvorgänge
der vier Grundrechenarten bestimmt.
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Aus der Arbeitsweise der Anordnung ergibt sich, daß in dem Umlaufspeicher
gemäß der Erfindung zwei verschiedene Funktionen zu erfüllen sind: Während der zwischen
den Rechenoperationen stattfindenden Dezimalstellenverschiebungen müssen alle, mindestens
n Stufen, die miteinander in Serie geschaltet sind, einschließlich der zwischengeschalteten
Rechenstufen in der Bewegungsrichtung lediglich eine gleichsinnige und gleichschnelle
Fortbewegung der Speicherinhalte durchführen. Dies geschieht - wie geschildert
- dadurch, daß von einem vorzugsweise einzigen zentralen Impulsgenerator
je
Verschiebung um eine Dezimalstelle zehn Fortschaltimpulse einer, den Vorschubwicklungen
aller Kerne gemeinsamen Vorschubleitung zugeführt werden. In jeder Periode der Rechenoperation
dagegen arbeiten lediglich die vorzugsweise zwei Rechenstufen als Teil des großen
Ringes und haben die Aufgabe, den bestehenden Speicherinhalt, der sich gerade in
den Rechenstufen befindet, als Folge der eingegebenen Impulsgruppen additiv oder
subtraktiv zur Erzielung des neuen Teilergeb-nisses zu verschieben. Lediglich an
diesen beiden Rechenstufen muß somit zwischen den beiden verschiedenartigen Arbeitsfunktionen
eine Umschaltung der Eingänge und Ausgänge dieser Rechenstufen vorgenommen werden.
Dies geschieht gemäß der weiteren Erfindung in der Weise, daß jeweils vor Beginn
einer Periode der Rechnung je ein Ausgang jeder Rechenstufe einerseits auf
ihren eigenen Eingang und außerdem auf je ein übertragungsspeichereleinent
geschaltet wird. Befindet sich zu Beginn einer Rechenperiode ein beliebiger Zifferninhalt
in einer der Rechenstufen und wird im Verlaufe der Rechenoperation eine, z. B. der
Einerstelle eines Teilproduktes entsprechende Impulsgruppe auf diese Rechenstufe
gegeben, so wird die betreffende Rechenstufe durch die schrittweise Einzählung schrittweise
fortgeschaltet und nach überlauf der Rechenstufe erstens ein Zehnerlibertrag in
den Dezimaliibertragungspeicher eingezählt und zweitens die Fortschaltung des auf
Null zurückgeführten Speicherinhaltes dieser Rechenstufe von Null an anste,igend
weitergeführt. Nach Beendigung dieser Teilrechenoperationen werden die Eingänge
und Ausgänge der beiden Rechenstufen wieder so geschaltet, daß die Rechenstufen
die gleichen Funktionen wie die übrigen, nichtsaldierenden Stufen des Umlaufspeichers
ausüben, d. h. reine Serienschaltung. Eine Verarbeitung der Inhalte der Dezimalübertragungsspeicher
erfolgt zweckmäßig nach Erledigung der anschließend erforderlichen Dezimalstellenverschiebung
des Umlaufspeichers um eine Stelle.
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Der Aufbau und die Arbeitsweisen einer beispielsweisen Ausführungsforin
eines Resultatwerkes gemüß der Erfindung soll nachstehend an Hand der Figur erläutert
werden: Wie in der Zeichnung dargestellt, besitzt der Umlaufspeicher 16 Dekaden,
deren jede z. B. aus einer allgemein bekannten Woo- oder Wang-Kette bestehen soll.
Es sind dabei je Kette 10 Magnetkeme vorgesehen, die den Ziffern
»0« bis »9« entsprechen. Der beinhaltete Ziffemwert in einer Dekade
ist durch einen entsprechenden Magnetisierungszustand des Kerns der Kette gekennzeichnet,
der dem Ziffernwert zugeordnet ist. Es sei angenommen, daß sich der Kern mit Wertinhalt
im Zustand der positiven Remanenz, die Kerne ohne Wertinhalt in einem solchen der
negativen Remanenz befinden.
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Vor Beginn eines jeden Arbeitsganges muß der Umlaufspeicher, wie dies
bei jeder Rechenmaschine durchgeführt wird, auf »0« gestellt werden. Dazu
dienen nicht zur Erfindung gehörende Einrichtungen, die die Nullkerne sämtlicher
Dekaden in die positive Remanenz. alle übrigen in die negative Remanenz bringen.
Die einzelnen Dekaden des Umlaufspeichers sind mit 100 bis 1014 und
D bezeichnet. Als weitere Bauteile sind übertragungsspeicher Düsp den Dekaden
100 und 101 zugeordnet. Eine Abfragung der Übertragungsspeicher wird
durch einen Abfragegenerator DAG bewirkt. Ein Impulsgenerator VIG speist
Vorschubimpulse in sämtliche Dekaden des Umlaufspeichers.
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Das gesamte Resultatwerk besteht aus rechnenden und nichtrechnenden
Dekaden. Die spezielle Ausführungsform des Beispiels umfaßt zwei rechnende Dekaden
RSt und vierzehn speichernde (nur dezimal verschiebende) 102 bis 1014 sowie eine
Dekade D.
Die Rechenstufen RSt sind im Gegensatz zu den übrigen Dekaden mit
zwei Stromkreisen für verschiedene Schrittimpulsgeneratoren ausgerüstet. Hier--bei
dient der Stromkreis der einen Wicklung der Funktion der Dezimalverschiebung. Der
zweite Stromkreis dient den Rechenvorgängen zwecks Verschiebung der Informationen
als Funktion der Rechenoperation, welche sich durch Impulse aus Generatoren Er und
EI ausdrückt. Während der Stromkreis des VIG für die Dezimalverschiebung
nur Zehnerschritte durch Abgabe von zehn Vorschubimpulsen ausführt, werden entsprechend
der Rechenoperationen von den Generatoren Er und EI beliebige, dem eänzuspeichernden
Wert entsprechende Verschiebungen bis maximal zehn Schritte bei der Einrechnung
ankommender Teilergebnisse aus dem Multiplikationskörper M vorgenommen.
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Ein Rechenvorgang in dem Resultatwerk gliedert sich wie folgt: Ein
nicht dargestellter, beliebig ausgebildeter Multiplikationskörper liefert entsprechend
der eingegebenen Faktoren (Eingabe von Hand oder elektronisch) zweistellige
1 - 1-Teilprodukte mit Zehnern
und Einem entsprechend dem
kleinen Einmaleins.
Dieser Multiplikationskörper soll so beschaffen sein,
daß er die Zehner und Einer der Teilergebnisse auf getrennten Leitungen und auf
die Generatoren Er und El gibt. Als Multiplikationskörper kommt beispielsweise
eine kleine zweistellige Rechenmaschine in Betracht, welche nach dem Prinzip der
fortgesetzten Addition die zweistelligen Teilprodukte bildet.
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Als Ausgangsstellung der Rechenmaschine sei, wie zuvor bereits erwähnt,
angenommen, daß in sämtlichen Dekaden der der Ziffer »0« zugeordnete Magnetkern
eine Information enthält. In jeder Dekade 100 bis 1014 befinden sich also
die Keine, »0« im Zustand der positiven Remanenz, sämtliche Kerne
»1« bis »9« im Zustand der negativen Rernanenz.
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Durch von den Generatoren Er und El ausgegebene Impulsgruppen
(im gezeigten Beispiel acht Impulse vom Generator El und ein Impuls vom Generator
Er) werden die Magnetisierungszustände in den Dekaden 100 und 101
von der Ziffer »0« auf die Ziffer »l« bzw. Ziffer »8« verschoben, wie dies
die einlaufenden Impulse gemäß der Figur zeigen.
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Diese eingegebene Schrittfolge von acht Zehnern und einem Einer entspricht
einer Multiplikation von »9 -9=81«.
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Werden zur Ausführung einer Multiplikation mit mehrstelligem Multiplikator
eine Reihe solcher Einzelmultiplikationen durchgeführt und die einzelnen Teilergebnisse
jeweils in die Rechenstufen RSt eingegeben, so muß zwischen den einzelnen Rechenoperationen
immer wieder eine Dezimalverschiebung in Pfeilrichtung zwischengeschaltet werden.
Um bei dem Zahlenbeispiel zu bleiben, steht nach einer Dezimalverschiebung der Wert
» 1 « in der Dekade D,
der Wert »8« in der Dekade
100. Bei diesem Beispiel wird mit den niedrigsten Dekaden von Multiplikand
und Multiplikator zu rechnen begonnen. Das nachfolgende Teilergebnis wird daher
jeweils um eine Dekade hochwertiger als das vorhergehende, wobei zwischen die einzelnen
Teilrechnungen je zehn Schritte vom Generator VIG für eine Dekadenverschiebung
eingegeben werden.
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Wird bei einer anderen Rechnung in die Rechenstufen RSt nicht von
einer Ausgangsstellung »0«
sondern von einem beliebigen, bereits im Resultatwerk
stehenden Ergebnis ausgegangen, so muß jeder beim überschreiten der Ziffer
»9« anfallende Zehnerübertrag vom zugehörigen DezimaIübertragspeicher Düsp
aufgenommen werden. Gleichzeitig muß die Information innerhalb der Rechenstufe von
der Ziffer »9« auf die Ziffer »0« derselben Dekade weitergeleitet
werden. Diesem Zweck dienen elektronische SchalterSE und S_" welche den Magnetkem
»0« einer Dekade RSt sowohl mit dem Dlisp als auch mit dem Magnetkern der
Ziffer »0« der eigenen Dekade verbinden.
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In Fortsetzung des begonnenen Beispiels werden die in die Rechenstufen
zuvor eingerechneten Ziffernwerte »8« bzw. »1« um eine Dekade im Pfeilsinn
verschoben. Hierbei werden die Schalter SE und S-7
in ihre Stellung »Dekadenverschiebung«
(linke Schalterstellung) gebracht, und VIG gibt zehn Vorschubimpulse in sämtliche
Dekaden des Umlaufspeichers. Nach Abschluß der Dezimalverschiebung um eine Dekade
werden die Schalter SE und Sz wieder auf »Rechnen« umgesteuert (Schalterstellung
rechts, wie dargestellt). Bei dem vorhergehenden Rechenvorgang waren keine Zehnerüberträge
entstanden. Die Dezimalübertragsspeicher Düsp sind also noch leer, so daß ein vom
Generator DA G ausgegegebener Impuls zur Auslösung eventueller Zehnerüberträge
keine Wirkung zeitigt. Wird nun in der vorliegenden Konstellation beispielsweise
durch den Generator Er eine »5« eingerechnet, so wandert der im Kein
»8«
stehende magnetische Zustand über den kleinen Ringschluß des Schalters
SI.: über den Kern »0«
hinaus auf den Kern »3« der eigenen Dekade.
Gleichzeitig wird aber beim Passieren des Kernes »9« ausgangsseitig der Düsp
erregt und ein Zehnerübertrag gespeichert. Dieser Zehnerübertrag verbleibt während
der nun folgenden Dekadenverschiebung im Dlisp und wird anschließend bei Abfrage
durch den DAG
über Er beim nächstfolgenden Rechenvorgang in dieselbe
- nun aber der nächsthöheren Stelle zugehörige - Dekade mit eingerechnet.
Vor dem nächstfolgenden Rechenvorgang wird dann der Düsp durch DAG
abgefragt, wodurch der Generator Er mit einem einzigen Impuls erregt wird und den
Inhalt der Dekade 100 um eine Ziffer vorschiebt. Darauf folgend schließt
sich wieder die Verarbeitung der Teilprodukte aus dem Multiplikationskörper an usf.,
bis sämtliche Teilmultiplikationen durchgeführt sind.
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Die Steuerung der Arbeitsvorgänge wird vorzugsweise von einem sogenannten
»Programmring« erledigt, der ebenfalls aus Kettengliedem nach dem Woo-Prinzip bestehen
kann und welcher die Steuerimpulse für den richtigen Ablauf der Teilrechnungen abgibt.
Der »Programmring« ist hierbei so beschaffen, daß in einer ringförmig geschlossenen
Magnetkette eine einzige Information umläuft, welche bei ihrem Passieren der Auskoppelleitungen
auf diese Steuersignale abgibt.
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Dieser Programmring ist nicht dargestellt und ist nicht Gegenstand
der Erfindung.
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Die Beschreibung der Erfindung soll keine Einschränkung auf das Dezimalsystem
bedeuten. Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf andere Systeme, wie das
oktale, das duodezimale System usw. angewendet werden.