DE1206180B - Verfahren zum Betrieb einer Rechenmatrix - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES=

PATENTAMT,

AUSLEGESCHRIFT

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Nummer:

Aktenzeichen: .H7185IXe/42m

Anmeldetag: 4. November 1959 "

Auslegetag: 2. Dezember 1965

Es ist bereits bekannt, Rechenmatrizen, die aus binären Elementen, z. B. aus Magnetkernen oder ferroelektrischen Kondensatoren, zusammengesetzt sind, zur Ausführung von Rechenoperationen zu verwenden.

Diese eine Matrix bildenden binären Elemente sind in einem eine Anzahl von Reihen und Spalten umfassenden Netzwerk angeordnet. Die Operanden einer auszuführenden Rechenoperation werden gleichzeitig in Form vom Impulsen an eine dieser Reihen und eine dieser Spalten angelegt. Diese Impulse erregen alle längs der ausgewählten Reihe und entlang der ausgewählten Spalte angelegten Magnetkerne. Ein einziger dieser Erregungsimpulse genügt jedoch nicht zur Umschaltung eines Magnetkernes in seinen anderen Sättigungszustand. Es wird daher nur der Magnetkern an der Kreuzungsstelle der ausgewählten Reihe und Spalte durch die beiden angelegten Impulse erregt, und nach der Beendigung der Impulse hat nur dieser Magnetkern seinen Sättigungszustand geändert und befindet sich in dem allen anderen Kernen entgegengesetzten Magnetisierungszustand. Tatsächlich haben alle anderen Kerne der ausgewählten Reihe und Spalte nur einen Erregungsimpuls empfangen und kehren daher in ihren ursprünglichen Remanenzzustand zurück. Wenn daher der so bestimmte Magnetkern in seinen ursprünglichen Remanenzzustand zurückgebracht wird, erzeugt er ein Ausgangssignal,' welches das Resultat der auszuführenden Rechenoperation anzeigt.

Eine solche Rechenmatrix ergibt sehr rasch das Resultat einer arithmetischen Operation. Um jedoch die Gefahr von Fehlern zu verringern, ist es. erforderlich, daß

1. die magnetischen Kerne der Matrix eine möglichst rechteckige Hysteresisschleife haben (das Verhältnis der Koerzitivkraft If₆ zu der den Kern sättigenden Feldstärke H_s muß annähernd 1 sein, 4r- «* 1) und

2. daß ein Impulserzeuger das Anlegen genau bemessener. Erregungsimpulse mit den halben Stromwerten ermöglicht., Die beiden Halbwertströme müssen ein magnetisches Feld erzeugen, das stärker als das den Kern sättigende Feld ist, um den Sättigungszustand des Kernes zu ändern. Ein Halbwertstrom allein genügt nicht, den Kern umzuschalten. Diese Halbwertströme haben daher einen optimalen Wert zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert. Die genaue Einstellung dieser Erregungsimpulse auf diesen optimalen Wert erfordert eine Bemessungseinrichtung, welche Verfahren zum Betrieb einer Rechenmatrix

, Anmelder:

International Business Machines Corporation,
Armonk, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. H. E, Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Maurice Papo, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 6. November 1958 (778 475) - -

auch die von den Magnetkernen in der Matrix erreichte Temperatur berück-sichtigt, da sich der optimale Stromwert mit der Temperatur ändert. Die Bemessungseinrichtung müßte daher eine zusätzliche Schaltung für die Regulierung der Impulsamplitude in Abhängigkeit von der Temperatur umfassen.

Die Rechenmatrix gemäß der vorliegenden Erfindung beseitigt diese Nachteile,· weil sie die genaue Bemessung der Eingangs-Impulsamplituden unnötig macht und daher keine Bemessungseinrichtung erforderlich ist. Gleichzeitig wird eine größere-Zuverlässigkeit erreicht, ohne die Arbeitsgeschwindigkeit zu reduzieren. Außerdem können in der Matrix Magnetkerne verwendet werden, deren Hysteresisschleifen nicht genau rechteckig sein müssen; d. h., daß auch die aus Magnetkernen von niedrigerer Qualität hergestellte Matrix richtige Rechenresultate ergibt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren aum Betrieb einer Rechenmatrix aus bistabilen Elementen, bei der das Umschalten des ausgewählten bistabilen Elements von einem ersten in einen zweiten stabilen Zustand einen das Endergebnis anzeigenden Impuls auslöst. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß -die bistabilen Elemente der Reihe/Spalte, die dem einen Operanden zugeordnet ist, in den ersten stabilenZu-

.-■■-■ stand und alle übrigen bistabilen Elemente in den zweiten stabilen Zustand gebracht werden und daß danach den bistabilen !Elementen der/Spalte/Reihe, ,der der zweite Operand zugeordnet ist, Impulse zuger

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führt werden, die das im Kreuzungspunkt der ausge- werden. -Im ^:därgestelltefi Eiüsführiingsbeispiel werden

wählten Reihe und Spalte liegende bistabile Element vorzugsweise ringförmiger'Magnetkerne verwendet,

in den zweiten stabilen Zustand umschalten. welche zwei durch eine positive oder negative remanente

. Weil ein Impuls den Kern umzuschalten hat, muß Induktion gekennzeichnete magnetische Zustände

die Impulshöhe über dem Minimalwert Hegen, um ein 5 ännejimen können-, welche i das y Aufzeichnen eines

Magnetfeld zu erzeugen," das'stärker als das den Kern binären-Wertes in-jedem Kenr oder das-Lesen eines

sättigende Feld.ist. Die Amplitude des,Impulses-kann Wertes aus diesem Kern erlauben. Der WertO ent-

daher sehr groß^ braucht aber nicht genau bemessen zu spricht einem ^magnetischen Sättigungszustand, und der

sein, wie dies früher beim gleichzeitigen Anlegen der Wertlentsprichtdem-zweitenmagnetischenSättigungs-

Halbwertströme erforderEeh'war. Durch- das- Anlegen 10 zustand, doch ist diese Annahme nur willkürlich

von Impulsen mit einer großen Amplitude an die getroffen. Das Anlegen eines magnetischen Feldes

Kerne ergeben sich auch größere Geschwindigkeiten + H bringt den Kern aus dem Zustand 0 in den

bei der Änderung des magnetischen Zustandes in den Zustand 1, um einen Wert in diesem Kern aufzu-

Kernen. — zeichnen, und das Anlegen eines magnetischen Feldes

Bei den früher verwendeten Matrizen treten durch 15 — H führt den Kern in den Zustand 0 zurück und

das gleichzeitige Anlegen von Halbstromimpulsen erzeugt einen Ausgangsimpuls. Der stabile Zustand 0

außer den Nutzsignalen auch Störsignale auf. Diese wird als Anfangszustand angenommen, und alle

Störsignale ergeben ein ungünstiges Signal-zu- Kerne müssen in den Zustand 0 zurückgestellt werden,

-Störung-Verhältnis. Zur Vermeidung dieser Schwierig- bevor ein Arbeitsvorgang eingeleitet wird,

keiten ist es notwendig, entweder die Störsignale, z. B. 20 Die in der F i g. 1 dargestellte Matrix ist zur Aus-

durch eine Hilfseinrichtung, welche alle unausge- führung von Additionen im Dezimalsystem geeignet,

wählten Kerne im gleichen Magnetisierungszustand Die Matrix ist aus 110 Magnetkernen zusammenge-

hält, zu verringern oder magnetische Kerne mit einer setzt, die in einem aus elf Reihen und zehn Spalten

vollkommen rechteckigen Hysteresisschleife oder bestehenden Netzwerk angeordnet sind. Die Reihen

irgendeine andere Einrichtung zur Unterscheidung 25 sind mit L₀, L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₈, L₇, L₈, L₉ und L₁₀

zwischen den Stör- und Nutzsignalen zu verwenden. und die Spalten mit C₀, C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, C₆, C₇, C₈

Bei einer Matrix gemäß der Erfindung treten keine und C₉ bezeichnet. Ander Kreuzungsstelle jeder Reihe

Störsignale auf, und daher ist auch keine zusätzliche und jeder Spalte ist ein magnetischer Kern vorgesehen.

Einrichtung zu ihrer Eliminierung erforderlich. Diese 110 Kerne sind mit den Ziffern 0 bis 19 be-

Bei den früheren Ausführungsarten mußten die 30 zeichnet, und diese Ziffern entsprechen der Summe der beiden Operanden gleichzeitig an die Rechenmatrix Reihen- und Spalten-Kennziffern. Daher ist beispielsangelegt werden. Da aber diese beiden Operanden weise der Kern an der Kreuzungsstelle der Reihe L₆ nicht gleichzeitig auftreten, mußte ein Zwischen- und der Spalte C₈ mit 14 bezeichnet, weil 14 der speicher verwendet werden, in welchem der erste Summe von 8 und 6 entspricht. Alle Kerne mit der Operand kurzzeitig gespeichert und hierauf folgend 35 gleichen Ziffernsumme sind entlang einer diagonalen gleichzeitig mit dem zweiten Operanden an die Matrix Linie in der Matrix angeordnet. Es sind beispielsweise angelegt wurde. Bei der Matrix nach der Erfindung sechs Kerne mit 14'bezeichnet, das den Summen 10+4, ist dieser Zwischenspeicher entbehrlich, da die den 9+5, 8+6, 7+7, 6+8 und 5+9 entspricht. Diese beiden Operanden entsprechenden Impulse nach- Kerne sind entlang der gleichen Diagonale vorgesehen, einander an die Matrix angelegt werden. Eine solche 40 Die Kerne der Matrix werden von vier oder fünf Matrix wird selbst als· Zwischenspeicher wirken. Wicklungen verschiedener Art durchlaufen: zwei Der erste Operand der auszuführenden Rechnung Eingangswicklungen, eine Summen-Ausgangswicklung, wird beim Anlegen des entsprechenden Impulses eine Rückstellwicklung und eventuell eine Übertragkurzzeitig in der Matrix gespeichert, und der zweite Ausgangswicklung, von denen die beiden letzten Operand erzeugt bei seiner Eingabe das Resultat. 45 Wicklungen in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Die Rechenmatrix zur Durchführung verschiedener Eine Wicklung kann aus einer oder mehreren Win-

Rechenoperationen enthält je einen von der auszu- düngen bestehen. Zur Vereinfachung der Zeichnung

führenden Rechenoperation unabhängigen Eingang ist jede Wicklung nur durch eine Windung dargestellt,

für den ersten und zweiten Operanden und unter- Die erste Wicklung wird zur Aufzeichnung des

schiedliche Ausgänge für Additionen, Subtraktionen 50 ersten Operanden verwendet. Sie ist in der F i g. 1

und Multiplikationen oder einen Eingang für den durch die Reihenleiter dargestellt. Während der

•ersten Operanden und einen gemeinsamen Ausgang Zeit A für die Aufzeichnung des ersten Operanden,

für die Resultate der auszuführenden Additionen und ermöglicht der Impulserzeuger G das Anlegen eines

Subtraktionen und zwei besondere Eingänge für den elektrischen Impulses an einen der Reihenleiter zur

■zweiten Operanden bei Additionen und Subtraktionen. 55 Erzeugung- eines magnetischen Feldes H, um alle an

An Hand der Zeichnungen wird die Rechenmatrix diesen Leiter angeschlossenen Kerne vom Zustand 0

•anschließend beschrieben. Es zeigt in den Zustand 1 zu bringen. Der Impulserzeuger G

Fig. 1 eine Matrix zur Ausführung von Additionen kann nur während der Zeit A erregt werden, und die

im Dezimalsystem, ■ Ausgangskieramen des Impulserzeugers. G sind mit

Fig. 2 eine Matrix zur Ausführung von Sub- 60 den den elf Reihen entsprechenden Aufzeichnungs-

traktionen. · wicklungen verbunden. Diese Stromkreise werden

Die in der F ig. 1 dargestellte Rechenmatrix enthält über Reihen-Wählschalter /₀, J₁,I₂, J₃, 7₄,I₅,1₆,1₁, I_s,

magnetische Kerne, doch ist es selbstverständlich, daß J₈ und Z₁₀ zur Erde fortgesetzt. Die Wählschalter

.auch andere Elemente verwendet werden können, die können von beliebiger Art, z. B. Transistorschalter

zwei stabile Zustände annehmen können, welche 65 sein. Wenn der erste Operand einer Addition z. B.

•den binären Werten 0 und 1 zugeordnet sein können. »6« ist, wird der entsprechende Schalter I₆ durch den

Es könnten, beispielsweise ferroelektrische Konden- entsprechenden Eingangsimpuls erregt und der Reihen-

satoren für eine.· solche Rechenmatrix verwendet leiter L₆ mit Erde verbunden; Der Impulserzeuger S.

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.egtin der'Zeit"/4 einen Impuls'"an- die-zehn Kerne Schaltungen E₀, E₁, E₂, E₃,E₁, E₅, E₆, E^, Eg una £<,

dieser Reihe, deren Sättigungszustand vom Zustand ö verbunden. Die zweite Eingäiigsklenäne dieser

in den Zustand !umgeschaltet wird. Der erste Und-Schaltungen ist während- der Zeit B vorbereitete

Operand 6 der Addition ist somit.im Speicher auf- Jedes Signal von einem Verstärker außerhalb der

gezeichnet. Die zehn mit 6 bis15 bezeichneten Kerne 5 Zeit Bwird dahernicht durch die zugeordnete Und-

zeigen alle das Ergebnis an, das durch die-Addition Schaltung übertragen. Das Äusgangssignal vom

des ersten Gliedes 6 erhalten werden kann. Der diesem Verstärker A₁ erscheint in der Zeit B und wird über

ersten Operanden entsprechende Wert ist in der Matrix die Und-Schaltung E_A ausgegeben,

gespeichert, bis der zweite Operand der Addition Die. Übertrag-Ausgangswicklung wufde um der

angelegt wird. Am Ende des ersten Umlaufes sind die io Klarheit willen nicht dargestellt. Wie auch die anderen

zehn· Kerne der Reihe L₆ in den Zustand 1 geschaltet, Wicklungen ist sie mit ihrem einen Ende mit Efde

während alle anderen Kerne im Zustand 0 gehalten und mit ihrem anderen Ende mit einem Übertrag?

werden. Die zweiten Wicklungen, die in der Fig. 1 Verstärker· Au verbunden. Sie durchläuft nachein-

durch die Spaltenleiter dargestellt sind, dienen zur ander alle Kerne, welche eine über 9 ansteigende

Einführung des zweiten Operanden. Während der is Summe vorsehen, d. h. alle Kerne mit der Bezeichnung

Zeit B für die Zuführung des zweiten Operanden legt 10,11,12,13,14,15,16,17,18 und 19. Diese Wicklung

der Impulserzeuger G' einen Impuls an einen Spalten- läuft nicht durch die den Summen 0 bis 9 zugeordneten

leiter zur Erzeugung eines magnetischen Feldes —H, Kerne, Der Ausgang des Verstärkers Ar ist ebenfalls

welches bestrebt ist, alle Kerne, die as den erregten mit einem Eingang einer Und^Schaltuag Er ver-

Spaltenleiter angeschlossen sind und sich im Ma- 20 bunden, deren zweiter Eingang Während der Zeit B

gnetisierungszustand 1 befinden, in den Zustand 0 vorbereitet ist.

zurückzuschalten und alle im Zustand O befindlichen Die Rückstellwicklung wurde in der Zeichnung Kerne in diesem Zustand zu halten. Der Impuls- nicht dargestellt. Sie läuft der Reihe flach durch alle erzeuger G' kann nur während der Zeiten JS erregt Ho Kerne der Matrix und empfängt während der werden, und seine Ausgangsklemmen sind mit den 25 Zeiten C einen Stromimpuls zur Erzeugung eines den zehn Spalten entsprechenden Wicklungen ver- magnetischen Feldes — B, durch welches äße Kerne bunden. Der Stromkreis wird über einen der zehn aus dem Remanenzzustand 1 in den Remanenz-Schalter I₀', I₁', I₂', I₃, II, I₅, I₆', I₇', I_s' oder I₆' für zustand 0 zurückgeschaltet werden. Bei dem andie Spaltenauswahl zur Erde fortgesetzt. Wenn als genommenen Beispiel wurden die Kerne der Reihe L₆ zweiter Operand z. B. eine 8 angelegt wird, wird der 30 in der Zeit A in den Zustand 1 geschaltet, der Kern 14 entsprechende Schalter I₆' durch ein entsprechendes wurde während der Zeit B in den Zustand Ö zurück-Eingangssignal erregt, der Spaltenleiter C₃ mit Erde geschaltet, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, und verbunden, und der Impulserzeuger G' Meiert während somit werden die neun anderen Kerne der Reihe L₆ der Zeit B Impulse zu den elf an diesen Spalten-Leiter während der Zeit C in den Zustand 0 zurückgeschaltet, angeschlossenen Kernen. Alle Kerne dieser Spalte 35 aber die in den »Summen«-öder »Übertragstf-Aüsgängswaren im Remanenzzustand 0, außer dem Kern 14 wicklungen bei dieser Umschaltung erzeugten Signals an der Kreuzungsstelle der Reihe L₆ und der Spalte C₈, können nicht durch die Und-Schaltungen E₆ bis E$ welcher sich im Zustand 1 befindet. In dem an- übertragen werden, da deren zweiter Eingang während genommenen Beispiel hält dieser Impute die zehn der Zeit C nicht vorbereitet ist. Am Ende der Zeit C Kerne, welche im Zustand 0 waren, weiter im Zu- 40 sind alle 110 Kerne der Matrix in ihren Anfangsstand 0 und schaltet den Kern 14 vom Zustand 1 in zustand zurückgekehrt, und ein neuer Additionsumlauf den Zustand 0. kann eingeleitet werden.

Wenn ein Kern, im vorliegenden FaO der Kern 14, In der F ί g. 1 ist der Kern an der Kreuzungsstelle vom Zustand 1 in den Zustand ö geschaltet wird, der Reihe L? und der Spalte C₂ vergrößert darerscheint ein Ausgangssignal an den Klemmen seiner 45 gestellt, um die Richtung der Wicklungen anzuzeigen. Äusgangswicklung. Je nachdem, ob die Kerne einer Die eine Wicklung, der Reifaenleiter, dient zur Auf-Summe mit oder ohne einen Übertrag entsprechen, zeichnung des ersten Operanden der Addition und wird haben sie eine oder zwei Ausgangswicklungea, so von einem Strom durchflossen, welcher ein madaß auch zwei. Ausgangssrgnaüe, je eines in einer gnetisches Feld erzeugt, das dem von def zweiten Wicklung, entstehen können, 50 Wicklung, dem Spattenleiter, ztir Einführung des Die Ausgangswicklungen aller einer Summe mit der zweiten Operanden erzeugten Magnetfeld entgegen"-gleichen Einer-Ziffer entsprechenden Kerne sind gesetzt ist. Daher werden durch das eine Magnetfeld hinteremandergeschaltet. Diese Verbindungsleitungen die Kerne vom Zustand 0 in den Zustand 1 und durch sind durch schräge Linien dargestellt, da die einer das zweite Magnetfeld vom Zustand 1 in den gleichen Summe entsprechenden Kerne entlang der 55 Zustand & geschaltet.

Diagonalen der Matrix angeordnet sind. I>ie zehn Die Rechenmatrix ermöglicht die Aösführasg eines

Summen-Ausgangswicklungen sind mit S₀, S₁, S₂, S₃, Operation während dreier aufeinänderfolgender

S₄, S₅, S₆, S₁, S_s und >?9 bezeichnet and sind mit ihrem ' Stehnfte A, B mid C. Am Ende einer Operation sind

einen Ende an Erde gelegt und mit dem anderen Ende alle 110 Kerne der Matrix im Remanenzzustaad 0,

an den Eingang eines der zehn zugeordneten· Ver- &>· Der dem ersten Operanden entsprecheöde liöpuis ist

stärker A₀, A₁, A₂, A₃, A₄₁, A₅, A₆, A₁, A₈ und A_a ein Aufzeichnungsiffiptils, und während der Zeit A

angeschlossen. Jede Wicklung läuft dtech die elf werden alle Kerne der entsprechenden Reihe aus dem

Kerne, welche die gleiche Einer-Ziffer haben. Daher Remanzzusiänd & in den RefflaneHZZustand 1 ge¹'

läuft beispielsweise die Wicklung S₄ durch die sechs schaltet Während der Zeit B Mt der- Impuls ent*·

Kerne 14 und die fünf Kerne 4, welche alle eine 65 sprechend dem zweiten Operanden, welcher ein

Summe »4 oder 14« ergeben. Abfrageimpuls ist, das Bestreben, alle Kerne der

Die Ausgangsklemme jedes der Verstärker A₀ bis A₉ bestimmten Spalte in den Anfangs-Sättigungszustand

ist mit der Eingangsklemme einer der zehn Und-' zurückzuschalten. Alle Kerne, welche vorher in

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diesem Zustand waren, erzeugen kein Ausgangssignal. Andererseits erzeugt der einzige Kern, welcher sich an der Kreuzungsstelle ,der bestimmten -Reihe und Spalte- befindet und während des vorausgegangenen Aufzeichnungsschrittes umgeschaltet wurde, bei der Rückschaltung, in seinen .Anfangszustand ein oder zwei Ausgangssignale. Das Summen-Ausgangssignal und, wenn eines auftritt, das Übertrags-Ausgangssignal erscheinen während der Zeit B,,also gleichzeitig mit der - Einführung des zweiten Operanden: Die Zeit A ist, zur Einführung, des, ersteg. un;d ,die Zeit B zur Einführung, des zweiten Operanden und zur Entnahme, des Ergebnisses vorgesehen. Während der Zeit C werden alle Kerne der Matrix in den Sättigungszustand 0 zurückgestellt, so daß am Ende -dieser Zeit die Matrix wieder im Anfangszustand und zum Beginn eines anderen Arbeitsspieles bereit ist. Die Rechenmatrix ermöglicht die Ausführung, einer vollständigen Addition nach dem Dezimalsystem, d.h., sie bildet die Summe zweier zu addierender dezimaler Stellen und gegebenenfalls, eines Übertrages aus der Addition der unmittelbar niedrigeren Stelle. Um diesen Übertrag zu berücksichtigen, muß eine Einrichtung vorausgesetzt werden, welche, ohne einen Teil der Erfindung zu bilden, die Eingliederung der.Übertrages in das erste Glied der Addition ermöglicht. Aus diesem Grunde hat die Matrix der F i g. 1 elf Reihen und zehn Spalten, weil das erste und durch den Zehner-Übertrag vergrößerte Additionsglied im Bereich zwischen 0 und 10 und das zweite Additionsglied nur im Bereich zwischen 0 und 9 liegen kann.

Die gleichen Vorteile ergeben sich, wenn die Matrix zur Ausführung einer anderen Rechenoperation, z. B. zur Ausführung von Subtraktionen, verwendet wird, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist. Die Matrix der Fig.2 und ihre Arbeit sind ähnlich der Matrix der F i g. 1, Wie auch im ersten Falle enthält die Matrix 110 Magnetkerne in den eh³ Reihen L₀ bis X₁₀ und denzehn Spalten C₀ bis C₉, zwei Impulserzeuger G und G', welche Impulse während der Zeiten A und B liefern, eh³ Reihen-Wählschalter I₀ bis J₁₀, welche den ersten Operanden bestimmen, und zehn -Spalten-Wählschalter J₀'. bis I₉ -zur Bestimmung des zweiten Operanden. Die- auszuführende Operation besteht in der Subtraktion des ersten Operanden (dermöglicherweise durch- einen Übertrag aus der vorhergegangenen Subtraktion vergrößert ist) vom zweiten Operanden. Die 110 Kerne sind mit 0 bis 19 bezeichnet. Diese Zahlen entsprechen jeweils der Differenz zwisehen.den Indizes der Spalte und der Reihe. Daher ist z. B. der Kern an der Kreuzungsstelle der Reihe L₆ und der Spalte C₈ mit 2 bezeichnet. Diese Ziffer stellt die Differenz 8 minus 6 dar. Alle die gleiche Differenz darstellendenMagnetkernesindinderselbenDiagonalen angeordnet, und die z.B. mit 2 bezeichneten acht Kerne- entsprechen den Differenzen 9—7, 8—6, 7—5» 6—4, 5—3, 4—2, 3—1 und 2—0. Beim Vergleich der Fig. 3 mit der Fig.l ist ersichtlich, daß diese Diagonalen im rechten Winkel zueinander liegen. fo

Wenn der Subtrahend größer als der Minuend ist,, führt die Subtraktion zu einem Übertrag. Bei der Subtraktion 4—5 z. B. ergibt sich der Wert 9 und ein Übertrag 1. Das Ergebnis dieser Operation wird im Kern 19 angezeigt,: welcher sich an der Kreuzungsstelle der Reihe X₅,und ,der Spalte C₄ befindet. Wie bei dbr Additionsmatrix stellt die Einer-Ziffer aller Kerne, mit der Bezeichnung 10 bis 19 das Ergebnis der Differenz dar,, während die Zehner-Ziffer .den Übertrag anzeigt. In ,Übereinstimmung mit der Matrix..gemäß der Fig. 1 wird der Übertrag aus der Operation der niedrigeren Stelle mittels einer nicht dargestellten Einrichtung dem ersten Operanden der Subtraktion zugefügt, so daß der erste Operand im Bereich zwischen Q-Vätt? dfrfig^e^e^^per^nd^abe^ nuj inx Be^ch zwischen 0 und 9 liegen kann.

In' der F i g. 2 sind die Ausgangswicklungen für den subtraktiven Übertrag und die Kern-Rückstellwicklung nicht dargestellt. Die zehn Differenz-Ausgangswicklungen sind mit D₀, D₁, D₂, D₃, D₁, D₅, D_e, D₇, D₈ und D₉ bezeichnet, und jede dieser Wicklungen läuft der Reihe nach durch die elf Kerne, welche die gleiche Einer-Ziffer in ihrer Bezeichnung unabhängig vom Vorhandensein oder Fehlen eines Übertrages haben. So läuft z. B. die Wicklung D₁ durch die sechs Kerne 4 und durch die fünf Kerne 14, d. h. durch alle Kerne, die eine Differenz 4 mit oder ohne Übertrag ergeben. Diese Wicklungen sind wie bei der Matrix nach F i g. 1 mit ihrem einen Ende geerdet und an ihrem anderen Ende mit dem Eingang eines Verstärkers A₀, A₁, A₂, A₃, A₁, A₆, A₁, A₈ und A₉ verbunden, an deren Ausgang je ein Eingang einer Und-Schaltung^o, E₁, E₂, E₃, E₄, E₅, E_e, E₇, E₈ bzw. E₉ angeschlossen ist, die während der Zeit B vorbereitet ist.

Eine ähnliche Matrix könnte auch andere Rechenoperationen, z. B. Multiplikationen, ausführen.

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Betrieb einer Rechenmatrix aus bistabilen Elementen, bei der das Umschalten des ausgewählten bistabilen Elements von einem ersten in einen zweiten stabilen Zustand einen das Endergebnis anzeigenden Impuls auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die bistabilen Elemente der Reihe/Spalte, die dem einen Operanden zugeordnet ist, in den ersten stabilen Zustand und alle übrigen bistabilen Elemente in den zweiten stabilen Zustand gebracht werden und daß danach den bistabilen Elementen der Spalte/Reihe, der der zweite Operand zugeordnet ist, Impulse zugeführt werden, die das im Kreuzungspunkt der ausgewählten Reihe und Spalte liegende bistabile Element in den zweiten stabilen Zustand umschalten. ,

2. Rechenmatrix zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an.jede der Leseleitungen ein Eingang je einer Und-Schaltung angeschaltet ist und daß während der Zuführung der dem zweiten Operanden zugeordneten Impulse den zweiten Eingängen dieser Und-Schaltungen diese auf Durchlaß schaltende Impulse zugeführt werden.

, In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 900 281;
Philips Matronies, Mai 1958, S. 241 bis 245.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen