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Anordnung zur Informationsverschiebung in zwei Richtungen Insbesondere
in der Rechenmaschinentechnik werden kettenförmige Anordnungen zum schrittweisen
Verschieben von Informationen als Rechen-und/oder Speicherwerke verwendet. Als besonders
vorteilhaft haben sich dabei solche Ketten herausgestellt, deren Kettenglieder Magnetkerne
sind. Dies besonders aus dem Grund, da die in derartigen Ketten enthaltenen Informationen
auch nach dem Abschalten der Maschine erhalten bleiben, so daß ein unterbrochener
Rechenvorgang beliebig zu einem späteren Zeitpunkt - nach dem Wiedereinschalten
der Maschine - fortgeführt werden kann. Derartige Ketten weisen, sofern sie nach
dem Woo-Prinzip aufgebaut sind, einen Kern je Wertziffer auf, so daß zehn Kettenglieder
eine Dekade darstellen. Die übergabe einer Information von einem Kettenglied zum
nächsten erfolgt dabei so, daß mit Hilfe eines an alle Kerne der Kette gegebenen
sogenannten Vo.rschubimpulse:s der Kern mit Information ummagnetisiert, also in
den Zu. stand ohne Information gebracht wird. Transformatorisch dabei auftretende
elektrische Energie wird von einem Kondensator als Zwischenspeicher aufgenommen
und nach Beendigung des Vorschubimpulses durch Entladung des Kondensators an das
nächste Kettenglied abgegeben. Der Strom aus dem Kondensator durchfließt dabei eine
Wicklung dieses nächsten Kettengliedes so, daß dieses Kettenglied in den magnetischen
Zustand mit Information ummagnetisiert wird. Richtleiter in dem Übertragungsweg
sorgen dafür, daß die Information nun in der vorbestimmten Richtung und nur an ein
Kettenglied weitergegeben wird. Schwierigkeiten ergeben sich bei diesen Magnetketten
jedoch im Hinblick auf Rechenvorgänge, die in zwei Rechenrichtungen durchgeführt
werden müssen, so z. B. bei gemischten Additions- und Subtraktionsrechnungen. Die
Magnetketten arbeiten gewöhnlich nur in einer Richtung. Es sind aber bereits Schaltungen
bekanntgeworden, die ein Vor- und Rückwärtszählen mit Magnetketten zulassen. So
ist z. B. eine derartige Kette bekannt geworden, die zwei spiegelbildlich vertauscht
wirkende Schaltungen aufweist, von denen die eine der Vorwärtszählung und die andere
der Rückwärtszählung dient.
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Es ist bei dieser bekannten Anordnung also eine Verdoppelung der Schaltmittel
erforderlich, um Wertverschiebungen in zwei entgegengesetzten Richtungen zu erzielen.
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Wieter ist eine Anordnung bekannt geworden, bei der jedem Kern für
jede Schieberichtung ein aktives Schaltlement zugeordnet ist und die Schaltelemente
der einen Gruppe wie auch die der anderen Gruppe von einem Steuer-Flip-Flop so geschaltet
werden, daß die aktiven Schaltelemente der einen Schieberichtung geöffnet und zugleich
die der anderen Schieberichtung gesperrt sind. Insbesondere durch die Vielzahl aktiver
Schaltelemente ist diese Anordnung sehr aufwendig.
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Es ist auch noch ein weiteres magnetisches Schieberegister bekanntgeworden,
bei dem wahlweise Rechts-oder Linksverschiebungen durch entsprechende Vorspannung
der Dioden erreicht wird. Die Ausgangs, Wicklungen, die der nicht gewünschten Verschieberichtung
zugeordnet sind, werden über Dioden kurzgeschlossen. Die der gewünschten Schieberichtung
zugehörigen Dioden werden entsprechend vorgespannt und damit der Kurzschluß aufgehoben.
Der in der Ausgangswicklung auftretende Impuls wird dann über die Eingangswicklung
des nächsten. Kerns übertragen. Die Strombegrenzungswiderstände und die Dioden dieser
Schaltung verbrauchen naturgemäß Energie. Ein großer Teil der Ummagnetisierenergie
wird außerdem durch den Kurzschluß der Ausgangswicklung vernichtet. Es müssen also
stets entsprechend hohe Schiebeimpulse zur Verfügung gestellt werden, damit der
Wert der Ausgangsimpulse entsprechend hoch wird, um den nächsten Kern mit Sicherheit
bis zur Sättigung auszusteuern. Der Aufwand an Energie, die große Anzahl von Dioden
und Strombegrenzungswiderständen sind Nachteile, die dieser Anordnung anhaften.
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Die vorliegende Schaltung löst die Aufgabe mit wesentlich geringeren
Mitteln. Sie ermöglicht es, eine bekannte Magnetkette lediglich mit Hilfe von zwei
Schaltgliedern so zu steuern, daß Verschiebungen der Information in zwei entgegengesetzte
Richtungen möglich werden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwei
Schaltglieder so in den Informationsweg eingeschaltet sind, daß ein aufeinanderfolgendes
Leitendmachen des einen vor dem anderen eine Übergabe der Information in einer
Richtung,
ein Leitendmachen in umgekehrter Folge dagegen eine Übergabe in entgegensetzter
Richtung bewirkt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schaltglieder
Transistoren, deren einer vom Typ PNP und der andere vom Typ NPN ist und bei denen
die Basen der beiden Transistoren leitend mtieinande.r verbunden sind. Weitere Merkmale
der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung sind den weiteren Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsformen
dargestellt, und es werden nachstehend an Hand der Zeichnungen der Aufbau und die
Wirkungsweise näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt die wesentlichen Teile der Erfindung, wobei zur Erleichterung
des Verständnisses lediglich zwei Kettenglieder dargestellt sind; F i g. 2 a und
2 b zeigen Impulsdiagramme, die zum Verständnis der Einrichtung gemäß F i g. 1 dienen;
F i g. 3 zeigt eine Ausführung mit einer dezimalen Zählkette von zehn Magnetkernen.
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in der F i g. 1 sind Magnetkerne 1 und 1I dargestellt, die mit Wicklungen
1, 2 und 3 versehen sind. Das Ende G der Wicklung 3 führt zum Kollektor eines Transistors
T l, das Ende F der Wicklung 2 zum Kollektor eines Transistors T2. Die Emitter dieser
Transistoren führen zu einer 0 Volt führenden Leitung 11, die Basen der beiden Transistoren
T 1 und T2 sind durch eine Leitung 12 miteinander verbunden und stehen über eine
Leitung 13 mit einem Impulsgeber in Verbindung. Die den Wicklungsenden F und G entgegengesetzten
Enden der Wicklungene 2 und 3 sind über eine Leitung 14 miteinander verbunden und
führen zu einem Kondensator 15. Der andere Belag des Kondensators ist gleichfalls
zu der ; Leitung 11 geführt. Die Wicklungen 1 auf den Magnetkernen I und 1I sind
Vorschubwicklungen, die in Serie von einer Leitung 16 gespeist werden. Wie aus der
Darstellung ersichtlich, ist der Transistor T 1
ein PNP-Transistor und T2
ein NPN-Transistor. Die Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 1 ist folgende:
Es wird angenommen, der Kern II befinde sich in einer positiven Remanenz, weise
also einen Inhalt auf, während sich der Kern I in der negativen Remanenz, also ohne
Inhalt, befindet. Durch einen negativen Vorschubimpuls über die Leistung 16 wird
der Kern 1I in die negative Sättigung zurückgebracht. Zur gleichen Zeit wird auf
die Leitung 13 in positiver Impuls gegeben, der den Transistor T 2 öffnet. Die während
der Ummagnetisierung des Kernes. 1I in der Wicklung 2 induzierte Spannung geht über
eine Leitung 14 zu einem Kondensator 15 und lädt diesen auf. Der Kondensator 15
speichert also die im Kern 1I zuvor beinhaltete Information. Nach dem Abklingen
des Vorschubimpulses, also nach Beendigung der Ummagnetisierung des Kernes 1I und
der Aufladung des Kondensators IS wird auf die Leitung 13 nun ein negativer Impuls
gegeben, der den Transistor T2 schließt. und den Transistor T 1 öffnet. Damit kann
die Ladung des Kondensators 15 über die Wicklung 3 und den Transistor T
1 abfließen und bringt den Kern I in die postive Sättigung. Nach dem Abklingen
des negativen Impulses auf der Leitung 13, ist der Vorgang einer Informationsverschiebung
von Kern 1I nach Kern I abgeschlossen. Die impulsmäßigen Vorgänge sind in den Impulsdiagrammen
der F i g. 2 a dargestellt.
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Um die Information von Kern I nach Kern 1I, also in entgegengesetzter
Richtung, zu verschieben, wird zugleich mit einem Vorschubimpuls auf Leitung 16
nunmehr ein negativer Impuls zur Leitung 13 geführt. Dieser öffnet während des Ummagnetisierungsvorganges
des Kernes I den Transistor T1, so daß während dieses Vorganges der Kondensator
15 mittels der Wicklung 3 aufgeladen wird. Diese Aufladung durch die Wicklung 3
hat entgegensetztes Vorzeichen, als die, die zuvor erläutert über Wicklung 2 des
Kernes 11 durchgeführt wurde. Nach der Ummagnetisierung des Kernes I in die negative
Sättigung, also nach Beendigung des Vorschubimpulses auf der Leitung 16, wird nun
auf die Leitung 13 ein positiver Impuls gegeben, der den Transistor T1 schließt
und den Transistor T2 öffnet. Die aufgeladene Energie in dem 5 Kondensator 15 fließt
über die Wicklung 2 und den Transistor T2 ab und bringt dabei den Kern 1I in die
positive Sättigung. Damit ist nach Beendigung des positiven Impulses auf Leitung
13 eine Informationsübesgabe von dem Kern 1 nach dem Kern 1I abgeschlossen. Die
bei diesem Vorgang auftretenden Impulse sind in den Diagrammen der F i g. 2 b dargestellt.
Als Schaltglieder wurden hier die Transistoren T 1 und T 2 benutzt;
es ist jedoch selbstverständlich möglich, jedes andere gleiche oder ähnlich wirkende
Schaltglied an deren Stelle zu setzen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Dioden D 1 und D 2
in der Leitung 14 dienen der Entkoppelung der Stromkreise
mit den Wicklungen 2 und 3.
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Die F i g. 3 zeigt eine praktische Anwendung der in F i g. 1 im Prinzip
erläuterten Anordnung. Es handelt isch dabei um eine Dekade einer dezimalen Rechen-
bzw. Zähleinrichtung. Diese bietet durch die erfinderische Schaltung den Vorteil,
Zählimpulse, die von einem Generator G in Vorschubimpulse umgeformt werden, sowohl
für additive als auch subtraktive Verschiebung des Ketteninhaltes zu verwenden.
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Die zehn Kerne 0 bis IX entsprechen den Dezimalwerten »0« bis »9«.
Einer dieser Kerne befinde sich, je nach Wertstellung dieser Kette, in der positiven
Remanenz, also im Zustand mit Inhalt, während sämtliche übrigen sich im Zustand
der negativen Remanenz, also ohne Inhalt, befinden. Einlaufende Zählimpulse, die
je nach ihrer Amplitude über Eingänge 17 oder 18 des Generators G einlaufen, bewirken
über einen Transistor T3 die Zurverfügungstellung eines stets negativen Vorschubimpulses,
der über die Leitung 16 zu sämtlichen Vorschubwicklunge.n 1 gegeben wird.
Ein Transformator T, in dem Generator G, sorgt dafür, daß über zwei zusätzliche
Wicklungen 19 und 20 Impulspaare zur Verfügung gestellt werden, die
entweder aus einem positiven und einem nachfolgenden negativen Impuls bestehen oder
aus einem negativen und einem nachfolgenden positiven Impuls. Eines dieser Impulspaare
wird je nach der gewünschten Vorschubrichtung den bereits aus F i g. 1 bekannten
Transistoren T 1 und T 2 zugeleitet und steuert diese in entsprechender
Reihenfolge. Die Vorwahl, ob Zählimpulse additiv oder subtraktiv in der Kette verarbeitet
werden sollen, wird gemäß der F i g. 3 durch einen einfachen Umschalter
21 bewirkt. In der dargestellten Stellung ist die Wicklung 19 des Transformators
T angeschaltet und löst einen additiven Zählvorgang aus. In der zweiten möglichen
Stellung des Schalters 21 würde die Wicklung 20 des Transformators T angeschaltet.
Eintreffende Zählimpulse würden bei dieser Schalterstellung subtraktiv gezählt werden.
Die Arbeitsweise der Zählkette nach F i g. 3 ist die gleiche, wie dies im
Zusammenhang
mit F i g. 1 ausführlich erläutert wurde. Auch die Bezeichnungen der Wicklungen
2 und 3 entsprechen denen der F i g. 1. Bei dieser Kette sind lediglich noch Wicklungen
4 vorgesehen, über die Ausgangssignale von den Kernen O bis IX gestellt werden können
oder über die eine Voreinstellung der Kerne der Kette vorgenommen werden kann. Der
Schalter 21 wird bei praktischer Anwendung vorzugsweise als Relais- oder elektronischer
Schalter ausgebildet werden, ohne daß damit der Erfindungsgedanke verlassen wird.
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Zusammenfassend kann auf Grund der vorstehenden Erläuterungen gesagt
werden, daß mit einfachen Mitteln bei vorliegendem Ausführungsbeispiel mit zwei
Transistoren Informationsverchiebungen in entgegensetzten Richtungen möglich werden,
wobei Vorschubimpulse stets gleicher Polarität angewendet werden. Die an den Ausgangswicklungen
4 auftretenden Impulse weisen unabhängig von der Zählrichtung stets gleiche Polarität
auf. Der Kondensator 15 wird je nach der gewählten Zählrichtung durch positive oder
negative Impulse aufgeladen.
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Die Erfindung ist nicht auf die im vorstehenden beschriebenen Beispiele
beschränkt, sondern kann z. B. durch Auswahl anderer geeigneter Schaltglieder den
jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Um nur ein weiteres Anwendungsbeispiel
anzuführen, könnte eine Anordnung nach F i g. 1 z. B. als bistabiler Flip-Flop zu
Steuerzwecken benutzt werden.