DE1549580A1 - Digitales Rechengeraet - Google Patents

Description

US-Serial Hos. 536,416 und 536,428
Filedί March 22, 1966

Wang laboratories, Inc.

836 North Street, Tewksbury, Massachusetts,

V.St.A.

Digitales Rechengerät

Die Erfindung betrifft ein digitales Eechengerät mit einem Rechenwerk und einem leitwerk, das mehrere, von Hand betätigbare Tasten zum Erzeugen von Befehlssignalen, die das Rechenwerk steuern, enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Rechengerät, mit dem eine Reihe von Befehlen entsprechend einem Programm sowie zwischen Rechnungen bzw. zwischen Operationen durchgeführt werden können. Rechengeräte, worunter hier im Gegensatz zu digitalen Großrechenanlagen Einrichtungen ohne große Speicherkapazität verstanden werden sollen, gestatten die Durchführung von vielen komplexen mathematischen Rechnungen, die auch große Allz.weck'-Digitalrechner auszuführen vermögen· Es ist jedoch mit den üblichen Rechengeräten, wie Büro-Tischreehenmäschiüen, gewöhnlich nicht möglichj automatisch eine Reihe von Eefehlen nach Art eines Programmes durchzuführen. Gewöhnlich schließt das Pehlen eines Speichers ausreichender Kapazität bei solchen Eschengeraten eine wirksame Programmierung aus, da in der- Präzis die wenigsten Programme aus

BAD ORIGINAL-

1 0 2 ?. U / 1 8 S 7

einer unveränderlichen Operationsfolge bestehen. In den weitaus meisten "Fällen müssen Entscheidungen getroffen werden, die von den zu verarbeitenden Daten abhängen und Verzweigungen im Programm bedingen· Da die gewöhnlichen Eechengeräte keine Entscheidungen zu treffen vermögen, muß ' die Bedienungsperson beim Bechnen mit solchen Geräten von Zeit zu Zeit eingreifen und die Entscheidung treffen. E· ist ferner in der Praxis häufig wünschenswert, eine spezielle Operation zu wiederholen, wobei dann die Möglichkeit, Programmschritte erneut zu verwenden, vorhanden sein soll, was jedoch bei den gewöhnlichen· Rechengeräten nicht der Fall ist.

Bei .programmgesteuerten Computern werden Entscheidungen durch eine Verzweigung des Programmes entsprechend bestimmten Bedingungen ermöglicht. Eine solche Verzweigung erfolgt bei Computern durch einen Befehl, dessen Adressenteil die Speicheradresse angibt, wo der als nächstes durchzuführende Befehl des Programmes gespeichert ist. Rechengeräte, denen eine ausreichende Speicherkapazität mangelt, vermögen solche Prograinmverzwe igungen daher nicht durchzuführen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» die oben geschilderten Migel der bekannten Rechen-

/ ι e e 7 _BAD

geräte zu "beseitigen und die Verwendungsmöglichkeiten, von Rechengeräten zu vergrößern und die Möglichkeit zu schaffen, mit einem preiswerten, kompakten und einfach aufgebauten Rechengerät komplizierte mathematische Operationen durchzuführen.

Weiterhin soll durch die Erfindung ein Rechengerät angegeben werden, mit dem eine Beihe von Befehlen in der Art eines Programmes automatisch und ohne daß eine große Speicherkapazität erforderlich ist, durchgeführt werden kann, wobei die Befehle einen Operationsteil, jedoch keinen Adressenteil enthalten. Das Rechengerät soll ferner in der Lage sein, auf Grund von Resultaten einer Operation einen nicht erfolgreichen Befehl in einer vorherbestimmten -Heihe von Befehlen auszuwählen vermögen. Das Seeiiengarät ^c""-λ swßsrdem durch Befehle steuerbar sein, die nur OperatiomstöA.·--? enthalten und eine Verzweigung zu irgend einem Befehl in einer vorherbestimmten Reihe von Befehlen ermöglichen«

Ein Rechengerät gemäß der Erfindung enthält eine Anordnung zur Eingabe einer Reihe von identifizierbaren Befehlen, einen Zähler zur Identifizierung eines vom Gerät durchzuführenden Befehles» eine auf die Eingabeanordnung ansprechende Einrichtung zum Durchführen der zugeführten Befehle, eine Anordnung, die prüft, ob bestimmte Bedingungen vorliegen, eine durch die Anordnung zur Durchführung der Be-

108^/186 7 BADOMG.NAL

fehle (Rechenwerk) gesteuerte Einrichtung zum Weiterschalten des Zählers, um den nächsten Befehl in der Reihe von Befehlen zu identifizieren, und eine Anordnung, die durch die das Vorliegen bestimmter Bedingungen ansprechende Einrichtung gesteuert wird und den Zähler um eine bestimmte Anzahl von Schritten weiterschaltet, so daß nicht der nächste, sondern ein anderer Befehl adressiert wird, wenn die entsprechende Bedingung vorliegt« Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Einrichtung zur Durchführung der Befehle ein Rechenwerk mit einem Register, eine auf die die Befehle liefernde Anordnung ansprechende Einrichtung zur Speicherung einer Befehlskennzeiehnung im Register, und eine Übertragsanordnung, die durch die auf das Vorliegen einer bestimmten Bedingung ansprechende Einrichtung gesteuert wird und die Befehlskennzeiehnung zum Zähler überträgt, um die die Befehle liefernde Einrichtung zu veranlassen, den be^- treffenden Befehl der die Befehle ausführenden Einrichtung zuzuführen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich vorhanden sein* Ein zweiter Zähler, der feststellt, wie oft eine spezielle Operation durch die die Befehle durchführende Anordnung durchgeführt worden ist, eine zweite tibertragsvorrichtung, die durch die die Befehle durchführende Einrichtung gesteuert wird und einen Wert im Register in den zweiten Zähler zu übertragen gestattet, und

1 0 '- '■ / 1 P ρ 7 ^{BAD 0RlGINAL}

eine Einrichtung zur Änderung des Wertes im zweiten Zähler in Abhängigkeit von Signalen, die von der die Befehle durchführenden Einrichtung geliefert werden, wobei die das Vorliegen bestimmter Bedingungen prüfende Einrichtung durch die die Befehle ausführende Einrichtung gesteuert wird, um festzustellen, ob im zweiten Zähler ein bestimmter Wert gespeichert ist _β

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein spezielles, nicht einschränkend auszulegendes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt istj es zeigen:

Pig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Eechengerätes mit einer Kartenabtasteinrichtung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung?

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Kartenabt aste inrichtung in geöffnetem Zustand;

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Kontakten im Deckel und Unterteil der Kartenabtasteinrichtungf

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht von Kontakten im Deckel}

Fig. 5 eine Karte, wie sie bei der vorliegenden

Einrichtung verwendet werden kann, und

Fig. 6 ein Blockschaltbild des in Fig* 1 dargestellten Hechengerätes.

BAD OBIGlNAt

Das in Fig. 1 dargestellte Rechengerät 10 ent-

bei hält eine Wiedergabevorrichtung 12, durch die/Betätigung einer Wiedergabetaste 16 der Inhalt eines Arbeitsregisters 14 (Fig. 6) sichtbar wiedergegeben wird. Zifferntasten 18 und eine Dezimal-Kommataste 20 dienen zur Eingabe von Information in das Arbeitaregister 14 bzw. ein Dezimalregister 22 (Fig. 6). Die durch das Rechengerät 10 durchzuführenden Operationen werden durch Befehlstasten 24 eingestellt. Die Daten, die im Arbeitsregister 14, einem Akkumulatorregister 26, einem Logarithmusregister 28, einem Programmzähler 30, einem Dekrementzähler 32, und Speicherregistern 34 und 36 (Fig. 6) gespeichert sind, können durch Transfertasten 38 in ein anderes Register übergeführt werdenβ

In den folgenden Tabellen sind die Funktionen der verschiedenen Tasten aufgeführt»

BAD

Tabelle I Transfertasten

Be'zeichnung Funktion

A } w Übertragung des Inhaltes des Akku-

mulatorregisters 26 in das Ar-, beitsregister 14

ψ > α Übertragung des Inhalts des Ar

beitsregister 14 in das Akkumulatorregister 26

A ^ S- Übertragung des Inhaltes des Akku

mulatorregisters 26 in das erste Speicherregister 34

S- ^ A . Übertragung des Inhalts des ersten

Speicherregisters 34 in das Akkumulatorregister 26

W —^ Sp Übertragung des Inhaltes des Ar

beitsregisters 14 in das sweite Speicherregister 36

S ^ ψ - Übertragung des Inhalts des zweiten

Speicherregisters 36 in das Arbeitsregister 14

W ^ L Übertragung des Inhalts des Arbeits

registers 14 in das Logarithmusregister 28

7> W Übertragung des Inhalts des Loga

rithmusregisters 28 in das Arbeitsregister 14·

BAD ORSGINAL

9 8 1 L I 1 P B 1

Tabelle II
Befehlstasten

Bezeichnung

Funktion

Σ ι-

Addieren
Subtrahieren Multiplizieren !Dividieren

Quadratwurze1 ziehen

Reziprokwert der Quadratwurzel erre chnen

Quadrieren

Reziprokwert des Quadrates errechnen

Delogarithmieren

Pur die Bildung des Logarithmus ist keine eigene Taste vorhanden, da bei Betätigung der Multiplikationstaste X der Logarithmus einer in das Arbeitsregister 14 eingegebenen Zahl im logarithmusregister 28 gebildet wird. Die mit P_Q bezeichnete Taste 40 überträgt die Steuerung des Rechengerätes 10 von den Tasten 18, 20, 24 und 38 auf eine Kartenabt as t einrichtung 42, die mit dem Rechengerät 10 durch ein Kabel 44 verbunden ist.

10931Λ/1667

Pig, 5 zeigt eine Karte 46 für die Kartenabtasteinrichtung 42, die eine Matrix von vorperforierten Stellen aufweist, welche aus 40 Spalten 48 und 12 Reihen 50 besteht. Jede vorperforierte Stelle kann mit einem spitzen Instrument, z.B. einem Bleistift, durchstoßen werden, um ein entsprechendes Loch zu bilden. Jede Spalte 48 besteht aus zwei Gruppen 51 mit jeweils sechs Datenplätzen. Mittels der Karte 46 können in das Rechengerät 10 über die Kartenabtasteinrichtung 42 alle Operations- und Übertragungsbefehle sowie Werte eingegeben werden, wie es sonst mittels der Tasten 18, 20, 24 und 38 geschieht, außerdem ermöglicht sie die Durchführung zusätzlicher Punktionen. Beim Abtasten einer Adresse von einer gelochten Karte 46 wird ein aus sechs Bits bestehendes Binärcodezeichen erzeugt, das in der Kartenabtasteinrichtung 42 entschlüsselt und einer Steuereinrichtung 52 in derselben Form zugeführt wird wie von den Tasten 18, 20, 24 und 38.

In der folgenden Tabelle sind einige Befehle aufgeführt und erläutert, die mittels einer Karte 46 programmiert werden können. Die in der linken Spalte angegebene Zahl stellt das betreffende Kommando in einem Octalcode dar. Die Octalziffern haben der Reihe nach die Werte 40, 20, 10, 4, 2 und 1, hieraus kann das entsprechende Codezeichen zum lochen in einer Programmkarte ermittelt werden. Das Codezeichen für den Befehl W —? PC ist beispielsweise 27 und -wird wie folgt gelocht«

BAD ORIGINAL

1 0 8 C U / T e 61

1543580

40

20

Codezeichen

Tabelle III Programmcode

Befehl

Bemerkungen

(00)	nicht benützt·	löschen aller Register
(01)	Vorbereitung	Quadratwurzel ziehen
(02)	T	Reziprokwert der Quadrat wurzel errechnen
(03)		Quadrieren
(04)		Reziprokwert des Qua drates errechnen
(05)	1/f-	Multiplizieren
(06)		Addieren
(07)		Delogarithmieren
(10)		Subtrahieren
(11)	+	Dezimalkomma
(12)	LH"1	Dividieren
(13)	Maa
(14)	t
(15)
(16)
(17)	1 )	Grundzahlen
(20)	2	(Kardinalzahlen)
(21)	5
(22) (
(23)
(24) i	4·
(25'i :
\ S \
3 ,
i .'
t -

'-■ -ΐι3 > '· / 156

Codezeichen Befehl Bemerkungen

(26) Stop Betriebsunterbrechung

(27) W > PC Übertragung des Inhaltes

der ersten beiden Stufen des Arbeitsregisters 41 in den Programinzähler 30

(30) W—■—^DC Übertragung des Inhaltes

der ersten beiden Stufen des Arbeitsregisters 14 in den Dekrementzähler 32

(31) DC ^ W übertragung des Inhaltes

des Dekrementzählers 32 in die beiden ersten Stufen des Arbeitsregisters 14

(32) W 5> A Übertragung des Inhaltes

des Arbeitsregisters 14- in das Akkumulatorregister

(33) A > W Übertragung des-Inhaltes

des Akkumulatorregisters 26 im das Arbaitsregister 14

(34) W > I Übertragung des Iac altes

des Arbeitsregisters 14 In das Logarithmusregister

(35) 1 '■ W Übertragung des Inhaltes

des Logarithmusregisters 28 in das Arbeitsregister 14

(36) A ' ' ' S₁ Übertragung des Inhaltes

des Akkumulatorregisters .".·' 26 in das erste Speicherregister 34

(37.) S- ^ A Übertragung des Inhaltes

des ersten Speicherregisters 34 in das Akkumula; torregister 36

(40) W > S₂ Übertragung des Inhaltes

des Arbeitsregisters 14 in das zweite Speicherregister 36

■1098UM867

Codezeichen Befehl Bemerkungen

(41) Sp ^. W Übertragung des Inhaltes

^r des zweiten Speicherregisters 36 in das Arbeitsregister 14.

(42) P₀ Programm unter Steuerung

der Kartenabtasteinrichtung 42 beginnen!

(43) PDS Speichern des Inhaltes

des Dekrementzählers in einem Dekrementzählerspeicher 54, Speichern des Inhaltes des Programm-Zählers 30 in einem Programmzählerspeicher 56, und Übertragung des Inhaltes der ersten beiden Stufen im Arbeitsregister 14 in den Programmzähler 30

(44) PDR Abruf der Werte im Pro

grammzählerspeicher 56 und Dekrementzählerspeicher 54

(45) DEC Dekrementzähler 32 um

einen Schritt weiterschalten

(46) Test DC Prüfen, ob Dekrementzäh

ler auf Null steht

(47) Test A Prüfen, ob Akkumulator

register 26 auf Null steht

(50) Test W Prüfen, ob Arbeitsre

gister 14 auf Null steht

(51) Test L Logarithmusregister 28

auf Vorzeichen prüfen.

Die Kartenabtasteinrichtung 42 ist in geöffnetem Zustand in Fig. 2 genauer dargestellt. Sie enthält einen Deckel 58, der durch ein Scharnier 60 an einem Unterteil 62

0 S 3 1 U ! 1 P B 1

- 13 - '

angelenkt iat. Zwischen die Oberflache 64 des Unterteiles 62 und die Oberfläche 66 des Deckels kann eine Karte 46 (Fig. 5) eingelegt werden. Die Lage der Karte wird durch eine senkrecht verlaufende vordere Führungsnase 68 und eine senkrecht verlaufende hintere Führungsnase 70 fixiert, welche in entsprechende Ausnehmungen 72, 74 im Deckel 58 eintreten können, so daß die Oberflächen 64, 66 mit der dazwischen liegenden Karte zur Deckung gebracht werden können. In vertikaler Bichtung wird die Lage der Karte durch einen Anschlag 76 festgelegt, der in einen Schlitz 78 im Unterteil 62 eintritt, wenn der Deckel geschlossen wird. Der Deckel wird durch eine lasche 80 und einen Stift 82 in der geschlossenen Stellung gehalten.

Die Oberfläche 64 wo&st außerhalb des Kartenabtastbereiöhes eine Reihe 84 aus zwölf nierenförmigen flachen Kontaktstücken 86 auf. Im Kartenabtastbereich befindet sich eine Matrix 88 aus vierzig Spalten von Kontaktstücken, die jeweils zwölf nierenförmige, flache Kontakte 86, die auf der Oberfläche 64 entsprechend den vorperforierten Datenplätzen der Karte 46 angeordnet sind, wie in Fig. 3 deutlicher zu sehen ist. Im Unterteil 62 befindet sich eine Dioden-Decodierungsmatrix, die die an den Kontakten 86 auftretenden Signale entschlüsselt und die entschlüsselten Signale dem Kabel 44 zuführt.

Die Oberfläche 66 enthält eine Reihe 90 aus zwölf Paaren von Kontaktstiften 92. Die Kontaktstifte in der Reihe 90 sind eo angeordnet, daß jeweils zwei Kontaktstifte 92 ein

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1543580 .

entspreeilendes nierenförmiges Kontaktstück 86 in der Reihe 84 ■berühren und einen Stromkreis schließen, wenn der Deckel 58 geschlossen ist· Auf dem Rest der Oberfläche 66 ist eine Matrix 94 mit vierzig Spalten aus jeweils zwölf Paaren von Kontaktstiften 92 angeordnet, die sich an den den möglichen löchern der Karte entsprechenden Stellen befinden. Die Kontakte der Matrix 94 sind so angeordnet, daß beide Kontaktstifte 92 eines Paares mit einem entsprechenden nierenförmigen Kontaktstück 86 in der Matrix 88 Kontakt machen, wenn der Deckel 58 geschlossen ist und die eingesetzte Karte an der betreffenden Stelle gelocht ist·

Die vierzig Paare von Kontaktstiften 92 in jeder der zwölf verschiedenen Reihen in der Matrix 94 sind in Reihe geschaltet und mit einem entsprechenden Kontaktstift der zwölf Kontaktstiftβ in der Reihe 90 verbunden. Die nierenförmigen Kontaktstücke 86 in jeder der achtzig Spalten der Matrix 88 eind in Gruppen zu sechsen miteinander an eine Eingangsleitung in einem Kabel 88, nicht jedoch direkt mit einem der Kontakte in der Reihe 84 verbunden. Die Kontakte in der Reihe 84 sind in zwei gleiche Gruppen zu je sechs unterteilt und mit sechs entsprechenden Ausgangsleitungen im Kabel 44 verbunden.

Wenn eine bestimmte Befehlsgruppe (eine Spalte mit sechs Datenstellen) einer in der Kartenabtasteinrichtung 42 befindlichen Karte abgefragt werden soll, werden die ent-

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sprechenden sechs Kontakte in einer Spalte der Matrix 99 erregt. Alle Kontaktstücke in der betreffenden Spalte, die mit einem gelochten Speicherplatz in der entsprechenden Spalte der Karte zusammenfallen, stehen in Kontakt mit zwei Kontaktstiften in den entsprechenden Reihen- und Spaltenplätzen der Matrix 94. Da alle vierzig Paare von Kontaktstiften in jeder Reihe der Matrix 94 in Reihe geschaltet sind, wird ein an irgendeiner beliebigen Stelle in der Reihe auftretendes Signal durch diese Reihe zu einem entsprechenden Kontaktstiftpaar in der Reihe 90 weitergeleitet, von dem aus es über das entsprechende Kontaktstück 86 in der Reihe 84 zur zugehörigen Ausgangsleitung gelangt.

In Fig. 4 ist die Konstruktion der paarweise angeordneten Kontaktstifte 92 genauer dargestellt _o Jedes Kontaktstückpaar 92 springt vom Deckel 58 durch eine Öffnung in der Oberfläche 66 vor· Jeder Kontaktstift hat einen Schaft 100, der integral mit einem Streifen 102 aus einem Federwerkstoff gebildet ist, durch den der Schaft 100 durch die Öffnung 98 nach außen gedrückt wird. Der Streifen 102 ist an einer Sammelschiene 104 befestigt, die zur Halterung und zum elektrischen Anschluß der Kontaktstifte der verschiedenen Reihen dient.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Rechengerätes gemäß der Erfindung. Das Akkumulatorregister 26 ist ein Schieberegister mit zehn Ziffernstellen, das mit binär codierten Dezimalzahlen arbeitet, jede Ziffernstelle speichert also

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in der Praxis vier Bits. Im Akkumulatorregister 26 ist die Ziffer der höchsten Stelle links und die der niedrigsten Stelle rechts gespeichert. Das Arbeitsregister 14, das Iogarithmusregister 28 und die Speicherregister 34 und 36 gehören dem gleichen Typ an wie das Akkumulatorregister 26 ο Das ganze Rechenwerk des Gerätes arbeitet mit binär codierten Dezimalzahlen. Im Akkumulatorregister 26 kann die Summe oder die Differenz einer in ihm enthaltenden Zahl und einer vom Speicherregister 34 über ein Gatter 106 oder einer vom Arbeitsregister 14 über ein Gatter 108 zugeführten Zahl angesammelt werden. Beim Addieren und Subtrahieren wird die Ziffer vom Ausgang der der niedrigsten Stelle entsprechenden Stufe des Akkumulatorregisters 26 einem Eingang, und eine zweite Ziffer vom Gatter 106 oder 108 (je nachdem welches aufgetastet ist) einem zweiten Eingang eines Addier/Subtrahierwerkes 110 zugeführt, das durch eine Addition/Subtraktions-Steuerstufe 112 gesteuert wird und die Resultatziffer dem Eingang, also der der höchsten Stelle entsprechenden Stufe des Akkumulatorregisters 26 zuführt. Das Gatter 106 wird durch ein Signal P^g, ¹^¹⁰" ^{das Ga}"^t"^{ter 108 durci}i ein Signal P-jqs aufgetastet. Die Addition/Subtraktions-Steuerstufe 112 stellt das Addier/Subtrahierwerk 110 auf Addition oder Subtraktion ein, ;je nachdem ob ihr ein Signal P«. oder ein Signal P.„ zugeführt worden ist. Zum Verschieben der im Akkumulatorregister 26 gespeicherten Ziffern werden bei P₂g Impulse zugeführt. Zum Verschieben der im Speicherregister 34 gespeicherten Ziffern wird diesem bei 34 ein Impuls zugeführt, und die Infor-

■ 1OSB 1 LJ 166 7

!nation wird in dieses Speicherregister durch ein Gatter 114* eingegeben, das durch ein bei P₁₁^ zugeführtes Signal auftastbar ist·

Die den Zifferntasten 18 entsprechenden Werte werden in das Arbeitsregister 14 über eine Adressierstufe 116 zugeführt. Der Adressierstufe 116 können ferner entsprechende numerische Daten bei P 116 von der Kartenabtasteinrichtung 42 zugeführt werden. Bei jedem liederdrücken einer Zifferntaste 18 wird eine binäre Eins im Dezimalregister 26 weitergeschoben, bis die Kommataste 20 gedrückt wird. Uach Betätigung der Kommataste wird das Dezimalregister 22 nicht mehr weitergeschaltet, so daß die Stellung des Kommas in der eingegebenen Zahl gespeichert ist.

Das Arbeitsregister 14 liefert Signale an das Akkumulatorregister 26 über das Gatter 108, an das zweite Speicherregister 36 über ein Gatter 11Θ, an den Dekrementzähler 32 über ein Gatter 120, an den Programmzähler 30 über ein Gatter 122, und zwei Eingangssignale für das ihm zugeordnete Addier/ Subtrahierwerk 124« Das eine Eingangssignal erhält das Addier/ Subtrahierwerk 124 direkt, während das zweite Eingangssignal, das vom selben Ausgang des Arbeitsregisters 14 wie das erste Eingangssignal stammt, entweder ebenfalls direkt oder über eine oder mehrere Yerzögerungsstufen 126, 128, 130 und 132 zugeführt wird, je nachdem welches der Gatter 134, 136, 138, 140 oder 142 durch Signale auf ge tastet wird, die bei P·^» ^136' "^138' "^140 ^bzw· ^i42 zugeführt werden. Dem zweiten Eingang; dea Addier/Subtrahierwerkes 124 können außerdem Signale

^0W0INAL

zugeführt werden vom Dekrementzähler 32 über ein Gatter 144, das durch ein bei P 144 zugeführtes Signal auftastbar ist, vom Akkumulatorregister 26 über ein Gatter 146, das durch ein bei P₁₄g zugeführtes Signal auftastbar ist, vom Logarithmusregister 28 über ein Gatter 148, das durch ein P^._Q zugeführtes Signal auftastbar ist, oder vom Speicherregister über ein Gatter 150, das durch einen bei P-icq zugeführtes Signal auftastbar ist. Die Ausgangssignale des Addier/Subtrahierwerkes 124 werden dem Eingang des Arbeitsregisters 14 zugeführt, in dem die Information durch Impulse verschoben wird, die bei P₁. zugeführt werden. Die vier Verzögerungsstufen 126, 128, 130 und 132 ermöglichen, den im Arbeitsregister 14 gespeicherten Wert dem Addier/Subtrahierwerk mit einer Verschiebung um eine, zwei, drei oder vier Stellen zuzuführen, je nachdem welches Gatter aufgetastet ist. Die Anzahl der Verzögerungsstufen wird entsprechend den Anforderungen gewählt, die an das jeweilige Rechengerät gestellt werden sie kann also kleiner oder auch wesentlich größer als vier sein.

Das Addier/Subtrahierwerk 124 wird durch eine Additions/Subtraktions-Steuerstufe 152 auf Addition oder Subtraktion eingestellt, je nachdem ob bei P^. oder bei P™ Signal zugeführt wird. Eine Anzahl von Stufen, mit Ausnahme der der höchsten Stelle entsprechenden Stufe (MSD) 156 des Arbeitsregisters 14 wird durch ein UND-Gatter 154 überwacht, je nachdem welche Genauigkeit bei den Rechnungen gewünscht wird. Das Gatter 154 spricht an, wenn alle Eingänge Null

10 98 U/ 1667 ^_kI.,

BAD ORIGINAL

sind oder wenn alle Eingänge Neun sind, je nachdem ob die Additions/Subtraktions-Steuerstufe 152 eine Subtraktion oder eine Addition befiehlt/Das Ausgangs signal des ÜHD-Gatters 154 wird der Steuereinrichtung 52 über eine Leitung i zugeführt. Von der Steuerstufe 152 und von der der höchsten Stelle entsprechenden Stufe 156 des Arbeitsregisters werden je ein Signal einem Gatter 158 zugeführt. Beide Signale werden einer MSD-Auswertestufe 160 zugeführt, wenn das Gatter 158 durch ein Signal auf einer Leitung J aufgetastet wird, das von der Steuereinrichtung 52 geliefert wird, wenn der Logarithmus einer im Arbeitsregister 14 gespeicherten Zahl im Logarithmusregister 28 sukzessive gebildet wird. Wenn die Steuerstufe 152 auf Addition eingestellt ist, spricht die Stufe 160 beim Auftreten der Ziffer 1 in der der höchsten Stelle entsprechenden Stufe 156 des Arbeitsregisters 14 an, während bei Subtraktion das Ansprechen der Auswertstufe 160 beim Auftreten einer Null in der ersten Stufe 156 des Registers 14 anspricht.

Die Bildung des Logarithmus einer Zahl im Arbeitsregister 14 erfolgt im Logarithmusregister 28 mittels eines Addier/Subtrahierwerkes 162. Die im Logarithmusregister 28 gespeicherte Zahl wird durch ein bei Pp₈ zugeführtes Signal verschoben, wobei das entstehende Ausgangssignal dem Arbeitsregister 14 über das Gatter 148, dem einen Eingang des zugeordneten Addier/Subtrahierwerkes 162 direkt, und einem zweiten Eingang des Addier/Subtrahierwerkes 162 über ein

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Gatter 164, das durch ein bei P₁₆₄^ zugeführtes Signal aufgetastet wird, zugeführt wird. Ein dritter Eingang des Addier/ Subtrahierwerkes 162 wird durch einen Logarithmusspeicher über ein Gatter 168 geliefert, das durch ein bei P₁ g₈ zugeführtes Signal auftastbar ist. Der vom Logarithmusspeicher 166 dem Gatter 168 zugeführte Logarithmus kann gegebenenfalls durch eine Logarithmus-Änderungsstufe 170 geändert werden. Die Stufe 170 kann beispielsweise den Logarithmus verdoppeln, wenn die Quadrattaste 24 betätigt worden war, oder den Logarithmus halbieren, wenn die Quadratwurzeltaste 24 gedrückt worden war, sie erhält hierzu einen entsprechenden Befehl von der Steuereinrichtung 52 über eine Leitung g. Z)ea? Logarithmusspeicher 166 enthält die Logarithmen, die vom Rechengerät verwendet werden sollen und durch ein Signal auf einer der Leitungen P^, Pp ··· Pg herausgelesen werden können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden nur sechs Logarithmenwerte verwendet, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird, selbstverständlich kann diese Zahl vergrößert werden, wenn eine höhere Genauigkeit gefordert wird.

Der Logarithmusspeicher 166 speichert die logarithmischen Werte bestimmter Konstanten, die in Beziehung zur Grundzahl des Zahlensystems stehen, mit dem das Rechengerät arbeitet, und die eine beliebige Basiszahl, z.B. die Basiszahl 10 haben können. Bei dem vorliegenden Rechengerät wird die Basiszahl e der natürlichen Logarithmen verwendet, und die Konstanten haben die in der folgenden Tabelle aufgeführten Wertet

1 0 S :? Ί /, / 1 R S 7

Tabelle IY

Logarithmen und zugehörige Konstanten

Konstante	Logarithmus
10	2,302585093
2	0,693147181
0,9	0,1.05360516
1.01	0,009950331
0,999	0,001000500
1,0001	0,000099995

Operation 1 2 3 4 5 6

Es ist ersichtlich, daß die letzten vier Konstanten die Form 1 + 1/R haben, wobei R die Grundzahl und A der -Seihe nach eine der ganzen Zahlen 1, 2, 3 und 4 ist. Jeder unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 52 aus dem Logarithmusspeicher 166 herausgelesene Logarithmus wird dem Addier/ Subtrahierwerk 168 zugeführt, um den Inhalt des Hegisters durch eine Addition oder Subtraktion zu verändern, was ebenfalls durch die Steuereinrichtung 52 gesiaiert wird. Die Einrichtung 52 bewirkt außerdem eine Veränderung des Inhaltes des Arbeitsregisters 14 bei Multiplikations- und Divisionsoperationeh mittels dieser Konstanten. Diese Multiplikationsoperationen können bei Koordinierung auf die verschiedenste Weise durchgeführt werden, beispielsweise praktisch gleichzeitig oder eine Abänderungsoperation kann durchgeführt und die nächste dann als Punktion der ersten begonnen und durchgeführt wordenο

10'.-. ί ·: / V· fi 7

Das Addier/Subtrahierwerk 162 wird durch eine Additions/Subtraktions-Steuerstufe 162 auf Addition bzw. Subtraktion eingestellt, wenn letzterer bei P-r. bzw. P™ ein Signal zugeführt wird. Eine Anzahl von Stufen, außer der der höchsten Stelle (MSD) entsprechenden Stufe 176, des Logarithmusregisters 28 wird entsprechend der gewünschten Genauigkeit durch ein UND-Gatter 174 überwacht, das anspricht, wenn bei Subtraktion alle Eingänge Null sind, und bei Addition alle Eingänge Neun sind. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 174 wird der Steuereinrichtung 52 über eine Leitung f zugeführt.

Die Additions/Subtraktions-Steuerstufe 172 liefert außerdem ein Signal an ein Gatter 178, das außerdem ein Signal von der ersten Stufe 176 des Logarithmusregisters 28 erhält ο Beide Signale werden der MSD-Auswertestufe 160 zugeführt, wenn das Gatter 178 durch ein Signal auf einer Leitung e aufgetastet wird, das von der Steuereinrichtung 52 abgegeben wird, wenn der Numerus eines im Logarithmusregister 28 gespeicherten Logarithmus im Arbeitsregister gebildet werden soll. Wenn die Steuerstufe 172 auf Addition eingestellt ist, spricht die Auswertstufe auf eine Eins in der Stufe 176 an, während bei Einstellung auf Subtraktion dia Auswertestufe 160 auf eine Null in der Stufe 176 anspricht»

Ku bestimmten Seitsn, z.B* bei der Division durch

'■.'ι'-Ui 3 -ι..;; in dor ^L^-teü Bistriebsar & bo L der Eraeugimg des

BAD 1098U/1667

Logarithmus einer Zahl durchgeführt wird, liefert die Steuereinrichtung 52 bei P₂₂ ein Signal, das die Abfrage, ob sich in der höchsten Stelle des Dezimalregisters 22 ein Komma befindet oder nicht, bewirkt und die gewonnene Information an die Steuereinrichtung 52 liefert. Wenn das Gerät den Numerus aus einem Logarithmus bildet, löscht die Steuereinrichtung 52 ein etwa vorhandenes Komma im Dezimalregister 22. Durch eine Verzögerungsstufe 180 veranlaßt dasselbe !Signal ein Kennziffer-Übertrag-Gatter 182, die in der Stufe 176 enthaltene Kennziffer in das Deziaialregister 22 zu übertragen. Das Dezimalregister 22 ist wie das Logarithmusregister 28 für binär codierte Dezimalzahlen ausgelegt, so daß eine direkte Datenübertragung zwischen diesen beiden Registern möglich ist·

Dem Programmzähler 30 können Eingangssignale vom Arbeitsregister 14 Über das Gatter 122, oder vom Programmzähler 56 über ein Gatter 184·, das durch ein bei P-J₈^. zugefühtftes Signal auftastbar ist, zugeführt werden. Der Prograüizähler 30 wird durch ein bei P,q zugeführtes Signal verschoben und durch ein P zugeführtes Signal weitergeschaltetf der Programmzählerspeicher 56 wird durch ein Peg zugeführtes Signal verschoben. Das PDS-Kommando, Codezeichen (43) in Tabelle III bewirkt die Übertragung des Inhaltes dee'Dekrementzählers 32 in den Dekrementzählerspeicher 54, die Übertragung des Inhalts des Programmzählers 30 in den Programmaählerspeicher 56,uril die Übertragung der Zahlen

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in den "beiden höchsten Stellen des Arbeitsregisters 14 in den Programmzähler 30, Die auf diese Weise entfernten Werte können im Programmzähler 30 und Dekrementzähler 32 mittels des !DR-Kommandos, Codezeichen (44), ersetzt werden.

Der Dekrementzähler 32 kann ein Ausgangssignal vom Arbeitsregister 14 über das Gatter 120, oder vom Dekrementzähle rsp ei eher 54 über ein Gatter I90, das durch ein bei P-jgg zugeführtes Signal auftastbar ist, erhalten. Die Werte im Dekrementzähler 32 können durch ein bei P^ zugeführtes Signal verringert, und durch ein bei P,p zugeführtes Signal verschoben werden. Ein für den Dekrementzählerspeicher 54 bestimmtes Signal muß ein Gatter 192 durchlaufen, das durch ein bei £-jq₂ zugefühittes Signal auf tastbar istj die Daten im Dekrementzähler 54 werden durch Signale verschoben, die bei Pe^ zugeführt werden.

Der Dekrementzähler 32 wird dazu verwendet, die Anzahl der durchgeführten Schritte einer iterativen Operation zu zählen. Wenn beispielsweise eine bestimmte Operation M mal durchzuführen ist, wird die Zahl M in den Dekrementzähler eingegeben und jedesmal, wenn die Operation durchgeführt worden ist, um Eins verringert, bis bei diesem Rückwärtszählen der Wert UuIl erreicht ist« Nach jedem Iterationsschritt wird eine Null-Erkennungsstufe 194 abgefragt, um festzustellen, ob der Wert NuIl erreicht ist, ist dieses jedoch noch nicht der FaIl so wird das Gerät veranlaßt, wieder mit dem ersten Schritt der Operation zu beginnen.

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Der Steuereinrichtung 52 ist eine Taktimpulsquelle 198 zugeordnet, die an eine Verteilerschaltung 196 die mit P und einem Index bezeichneten Signale liefert, die unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 52 als Steuer- und Verschiebesignale im Gerät verteilt werden.

Mit dem vorliegenden Rechengerät können die verschiedensten mathematischen Arbeiten durchgeführt werden. Einfache Additionen und Subtraktionen werden durch Akku_ mulierung der Summe oder Differenz im Akkumulatorregister 26 ausgeführt. Andere Hechnungen erfolgen mit Hilfe der Logarithmen der betreffenden Zahlen. Da im Rechengerät nur die Logarithmen einer Gruppe bestimmter Konstanten, beispielsweise gemäß Tabelle IV, gespeichert sind, wird der Logarithmus jeder in Betracht kommenden Zahl vor der Durchführung dieser speziellen Rechenoperationen, wie Multiplikation oder Division, gebildet.

Die Bildung des Logarithmus einer Zahl wird im folgenden anhand der Tabelle V erläutert, in der die zur Bildung des Logarithmus erforderlichen Operationen tabellarisch aufgeführt sind.

Tabelle V Qperationsablauf beim Logarithmieren

•1 . Die Zahl, deren Logarithmus zu bilden ist, wird mit Hilfe der Zifferntasten 18 oder der Kartenabtastein-

lOS'iH/ 166 7

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richtung (CR) 42 in das Arbeitsregister (WR) 14 eingegeben-

2'. Durch Betätigen der Multiplikatortaste 24 oder iurch die Kartenabtasteinrichtung 42 wird der Steuereinrichtung über eine Leitung k ein Multiplikationsbefehl zugeführt. Hierdurch wird die in Tabelle IY aufgeführte Reihe von Operationen eingeleitet.

3. Bei der Operation 1 (Tabelle IY) wird die Stellung des Kommas ermittelt und die Steuereinrichtung 52 liefert bei P_R ein Abfragesignal an das Dezimalregister 22. Wenn sich das Komma in der höchsten Stelle des Dezimalregisters befindet, erscheint ein Signal auf einer leitung a, sonst auf einer Leitung b.

4. Ein Signal auf der Leitung a bewirkt, daß die Steuereinrichtung 52 einen Grundzyklus von Signalen, die durch die Taktimpulsquelle 198 erzeugt und durch die Verteilerschaltung 196 verteilt werden, 4 an die verschiedenen Schaltungen des Gerätes liefert, lin Signal wird bei ^22. dem Dezimalregister 22 zugeführt, um das Komma um eine Stelle in Richtung auf die der höchsten Stelle entsprechende, erste Stufe des Registers zu verschieben, was in der Praxis einer Division der im Arbeitsregister 14 gespeicherten Größe um den Paktor 10 entspricht. Ein weiteres Signal wird bei P-r. zugeführt und stellt die Additions/Subtraktions-Steuereinrichtung (ASC) 172 und das UND-Gatter 154 auf Addition ein} ein weiteres Signal wird dem Gatter 168 bei P-] gg zugeführt und tastet dieses Gatter auf. Eine Folge von zehn

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Signalen wird bei P₁ und P₂₈ zugeführt, wodurch der im Logarithmusspeicher 166 gespeicherte Logarithmus von zehn negativ mit dem (anfänglich KuIl betragenden) Wert im Logarithmusregister 28 durch das Addier/SubtraTilerwerk 162 kombiniert und ihre Summe im Logarithmusregister 28 akkumuliert werden. Ein Impuls bewirkt nun, daß die Steuereinrichtung 52 das Dezimalregister 22 erneut hinsichtlich der Stellung des Kommas abfragt. Wenn sich das Komma noch nicht in der der höchsten Stelle entsprechenden ersten Stufe des Registers 22 befindet, erscheint wieder ein Signal auf der Leitung A, das eine Wiederholung der im vorangehenden beschriebenen Operation bewirkt, bis sich das Komma in der höchsten Stelle des Dezimalregisters 22 befindet und die i Arbeitsregister 14 gespeicherte Zahl dann effektiv einen Wert hat, der kleiner als Eins ist.

5. Wenn sich das Komma in der höchsten Stelle des Desimalregisters 2-2 befindet, erscheint ein Signal auf der Leitung b, das die Operation 2 (Tabelle IT) einleitet. Die Steuereinrichtung 52 liefert nun ein Signal bei P^., das die Additions/Subtraktions-Steuerstufe (ASC) 152 auf Addition einstellt, während die Additions/Subtraktions-Stufe (ASC) 172 bei P₁^ ein Signal erhält, durch das sie auf Subtraktion eingestellt wird. Nun erscheint ein Signal auf der Leitung c, wenn der Wert in der ersten Stufe (IKD) 156

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des Arbeitsregisters 14 Eins ist, oder auf der leitung d, wenn dieser Wert Null ist.

6· Das Auftreten eines Signals auf der leitung d veranlaßt die Steuereinrichtung 52, einen Grundzyklus von Signalen an das Gerät zu liefern. Bei P₁, und P₁^₂ ^zuS^e~ führte Signale bewirken, daß jede Ziffer im Arbeitsregister 14 beiden Eingängen des Addier/Subtrahierwerkes (AS) 124 zugeführt wird, so daß der im Arbeitsregister 14 gespeicherte Wert zu sich selbst addiert wird; in einer Doppel-Operation werden außerdem bei P₂, P₂₈, P^g, und P.|gg Signale zugeführt, die bewirken, daß von jeder Ziffer im Logarithmusregister 28 durch das Addier/Subtrahierwerk (AS) 162 die entsprechende Ziffer des Logarithmus von 2 abgezogen wird. Von der im Logarithmusregister 28 gespeicherten Zahl wird also Ln 2 abgezogen. Nun wird der Zustand der Leitungen c und d geprüft. Wenn der Wert in der Stufe 156 des Arbeitsregisters 14 noch Null ist, bewirkt das auf der Leitung d dann auftretende Signal, daß die Steuereinrichtung 52 die Operation wiederholt· Wenn eine Eins festgestellt wird, tritt ein Signal auf der Leitung c auf, das die Operation 3 der Tabelle IV einleitet.

7. Ein Signal auf der Leitung c bewirkt die Zuführung eines Signales bei Pj^, das die Additions/Subtraktions-Steuerstufe 172 auf Addition einstellt, und die Zuführung eines Signales P^g, das die Additions/Subtraktions-Steuerstufe 152 auf Subtraktion einstellt. Da sich in der Stufe

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des Arbeitsregisters 14 eine Eins befindet, erscheint auf der Leitung d ein Signal, das bewirkt, daß bei P₁^.und P₁₄₀ eine Folge von zehn Signalen zugeführt wird, wodurch von der im Arbeitsregister 14 gespeicherten Zahl dieselbe Zahi nach Verschiebung um eine Stelle abgezogen wird, was einer Multiplikation dieser Zahl um 9/IO entspricht. G-leichzeitig werden bei P₂₈, P-jg^» ^P168 "²^ ^P3 SiS³¹³¹⁸ zugeführt, durch die der Logarithmus von 0,9 aus dem Logarithmusspeicher abgefragt und zu dem im Logarithmusregister 28 gespeicherten Wert addiert wird_e Der Zustand der Leitungen c und d wird nun wieder überprüft und wenn der in der ersten Stufe 156 des Arbeitsregisters 14 gespeicherte Wert noch nicht Null ist, bewirkt ein Signal auf der Leitung d die Wiederholung der beschriebenen Operation. Ist der Wert jedoch Null, so tritt auf der Leitung c ein Signal auf, das die Operation 4 der Tabelle IY einleitet.

8. Ein Signal auf der Leitung c bewirkt, daß bei P^k unä I^g Signale zugeführt werden, die die Addition/Subtraktions-Steuerstufen 152 und 172 auf Addition bzw. Subtraktion einstellen. Da sich in der Stufe 156 eine Hull befindet, tritt auf der Leitung d ein Signal auf, das bewirkt, daß bei P^. und P^x₈ Signale zugeführt werden, wodurch zu der im Arbeitsregister 14 gespeicherten Zahl ein zweimal verschobener Wert dieser Zahl addiert und die gespeicherte Zahl dadurch effektiv mit 1,01 multipliziert wird. Gleich-

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zeitig werden bei P₂₈, I^54» ^?i68 ^{und P}4 Signale zugeführt, die bewirken, daß der Logarithmus von 1,01 von dem im Logarithmusregister 28 gespeicherten Wert abgezogen wird· Als nächstes werden die Leitungen c und d überprüft, und wenn sich in der Stuf© 156 immer noch eine Hull befindet, wird die Operation durch das auf der Leitung d auftretende Signal wiederholt. Wenn sich in der Stufe 156 eine Eins befindet, wird durch das auf der Leitung c auftretende Signal die Operation 5 der Tabelle IT eingeleitet.

9. Ein Signal auf der Leitung d bewirkt nun die Zuführung von Signalen Px^ und P™, durch die die Steuerstufen 172 und 152 auf Subtraktion bzw. Addition eingestellt werden. Da sich in der Stufe 156 eine Eins befindet, führt die Leitung d ein Signal, das bewirkt, daß bei P^"und P₁^g Signale zugeführt werden und von der im Arbeitsregister 14 ein dreimal verschobener Wert dieser Zahl subtrahiert wird, was effektiv einer Multiplikation der gespeicherten Zahl mit dem Paktor 0,999 entspricht· Gleichzeitig werden bei P₂₈, P-ca* -^168 ¹^ ^5 Signale zugeführt, durch die der Logarithmus von 0,999 aus dem Logarithmusspeicher 166 abgefragt und zu dem im Logarithmusregister 28 gespeicherten Wert addiert wird. Nun werden wieder die Leitungen c und d überprüft, und wenn der Wert in der Stufe 156 noch nicht Null ist, bewirkt das Signal auf der Leitung d eine Wiederholung der

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Operation. Wenn die Stufe 156 eine Null enthält, erscheint ein Signal auf der Leitung c, das die Operation 6 der Tabelle IV einleitet.

10. Ein Signal auf der Leitung c bewirkt, daß bei Pxg und P™.. Signale zugeführt werden, die die Steuerstufen 172 und 152 auf Addition bzw. Subtraktion einstellen. In der ersten Stufe 156 des Arbeitsregisters 14 befindet sich eine UuIl und das Signal auf der Leitung d bewirkt dementsprechend die Zuführung von Signalen bei P₁ * und ^154» wodurch die im Arbeitsregister 14 gespeicherte Zahl zu einem viermal verschobenen Wert von sich selbst addiert und damit effektiv mit dem Paktor 1,0001 multipliziert. Gleichzeitig jrden bei P₂s» ^164» "^168 ¹^ "^6 Signale zugeführt, durch die der Logarithmus von 1,0001 aus dem Logarithmus spei eher 166 entnommen und von dem im Logarithmusregister 28 gespeicherten Wert,subtrahiert wird. Hierauf werden die Leitungen c und d geprüft, und wenn der Wert in der Stufe 156 noch nicht Eins ist, bewirkt ein Signal auf der Leitung d die Wiederholung der Operation. Wenn der Wert Eins ist, erscheint ein Signal auf der Leitung c, der die Operation beendet und bei Steuerung des Gerätes durch die Kartenabtasteinrichtung 42 ein Signal bei P auftreten läßt, durch das der Programmzähler 30 weitergeschaltet wird·

Ein Beispiel dieses Operationsablaufes ist in Tabelle VI aufgeführt, in der die Schritte angegeben sind,

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die bei Bildung des natürlichen Logarithmus der Zahl 2,10, also des "Logarithmus von 2,10 zur Basis e, unter Verwendung der in Tabelle IY aufgeführten sechs Operationsarten durch das vorliegende Rechengerät durchgeführt werden.

Tabelle TI

	Erzeugung von	In 2,1	Register 28
Operation	angew. Konstante	Register 14	0,00000
		2,100000	2,30259
1	10	0,210000'	1,60944
OJ	2,0	0,420000	0,91629
2	2,0	0,840000	0,22314
2	2,0	1,680000	0,32850
3	0,9	1,512000	0,43389
3	0,9	1,360800	0,53922
3	0,9	1,224720	0,64458
3	0,9	1,102248	0,74994
3	0,9	0,992024	0,73999
4	1,01	1,001944	0,74099
5	0,999	1,000943	0,74199
5	0,999	0,999943	0,74189
6	1,0001	1,000042

Wenn eine Multiplikation durchzuführen ist, wird

der Multiplikator in das Arbeitsregister 14 eingegeben und der Logarithmus der eingegebenen Größe wird in der oben beschriebenen Weise gebildet, wobei diese Größe zu dem bereits

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im Logarithmusregister 28 gespeicherten logarithmischen Wert addiert wird. Ist eine Division durchzuführen, so werden die Schritte zur Erzeugung ctts Logarithmus der zweiten Zahl in komplementärer Folge durchgeführt, so daß die■ betreffende Größe effektiv von dem im Logarithmusregister 28 gespeicherten Wert abgezogen wird.

Wenn der Numerus (Antilogarithmus) eines Logarithmus erzeugt.werden soll, werden die Verfahrensschritte umgekehrt, wobei das Arbeitsregister 14 anfänglich auf den Wert 1,0 eingestellt wird, während das Logarithmusregister 28 den Logarithmus der Zahl enthält, der im Arbeitsregister 14 eingestellt werden solle Ein Signal von der Steuereinrichtung 52 löscht dann das Dezimalregister 22 und dieses Signal bewirkt außerdem über die Yerzögerungsstufe 180 daß über das Gatter 182 in das Dezimalregister 22 die Stellung des Kommas eingegeben wird, die durch den Wert der Kennziffer des Logarithmus im Logarithmusregister 28 gegeben ist. Die folgenden Yerfahrensschritte laufen nun in der gleichen tfeise ab, wie es oben bei der Bildung des Logarithmus erläutert wurde.

Die automatische Durchführung einer Keihe von Befehlen durch das Gerät wird durch Betätigung der PQ-Taste 40 eingeleitet, wodurch das Gatter 186 aufgetastet wird und die von der Kartenabtasteinrichtung 42 empfangenen Befehle ' an einen Befehledecoder 200 weiterleiten. Die Befehle werden

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τοπ einer Karte 46 abgefragt, in der aie in einem 6-Bit-Octalcode gespeichert sind. Jeder Speicherplatz ist durch den Programmzähler 30 für sich adressierbar. Die Karte 46 enthält 80 Befehlsspeicherplätze. Die von der Karte 46 abgefragten Befehle enthalten jedoch nicht wie bei einem Computer einen Operationsteil und einen. Adressenteil, sondern jeweils nur einen Operationsteil. Die Befehlssignale werden durch den Befehlsdecoder 200 entschlüsselt und die JLusgangssignale des Befehlsdecoders 200 werden zur Einstellung eines Befehlsregisters 202 über eine Leitung k der Steuereinrichtung 52 zugeführt·

Ein Signal auf der Leitung η verhindert die Zuführung weiterer Signale vom Befehlsdecoder 200 an das Befehlsregister 202, während ein Befehl durchgeführt wird. Während der Durchführung eines Befehls bewirkt ein auf einer Leitung 1 auftretendes Signal, daß eine Schaltstufe 204 den Programmzähler 30 weiterschaltet, um den nächsten Befehl der Folge zu identifizieren und die Abfragung des betreffenden Speicherplatzes der Karte 46 durch die Kartenabtasteinrichtung 42 zu veranlassen. Der nächste Befehl wird dann durch den Befehlsdecoder 200 entschlüsselt, dessen Ausgangssignal dann zur Verfügung steht, wenn das Sperrsignal auf der Leitung η endet.

Ein Befehl zur Übertragung eines Wertes vom Arbeitsregister 14 in den Dekrementzähler 32 veranlaßt die Steuer-

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einrichtung 52 ein Signal an P_10Q und P^ jedesmal dann zu liefern, wenn eine Abfrage der Null-Erkennungsstufe 194- ergibt, daß keine Full vorhanden ist, während drei Signale dem Programmzähler 30 zugeführt werden, wenn eine Null festgestellt wird. Die Abfrage der Nullerkennungsstufe erfolgt durch einen bei P^„, zugeführten Impuls, der die Erzeugung eines Signales auf der Leitung 3? bewirkt, das die · Gegenwart oder Abwesenheit einer Null anzeigt. Das Ausgangssignal der Stufe 194 auf der Leitung T wird der Steuereinrichtung 52 zugeführt. Wenn das Signal auf der Leitung T anzeigt, daß eine Null vorhanden ist, wird der Schaltstufe 204 über eine Leitung T¹ ein Signal zugeführt, um den Erogrammzähler um drei Schritte weiterzuschalten und den drittne ?hsten Speicherplatz der Karte 46 zu adressieren. Wenn das Signal auf der Leitung T anzeigt, daß keine Null vorhanden ist, wird bei ?₁₀8 ^ein Signal zugeführt, das eine Schaltstufe 208 veranlaßt, den Dekrementzähler 32 weiterzuschalten und ein Signal tritt auf., der Leitung 1 auf, das die Schaltstufe 204 veranlaßt, den Programmzähler 30 weiterzuschalten. Ähnliche Abfrageergebnisse, wie sie durch die Ausgänge I der !Register 14 und 26 geliefert werden, haben einen entsprechenden Einfluß auf die Schaltstufe 204·

Immer wenn der Programmzähler 30 durch die Schaltstufe 204 dreimal weitergeschaltet wird, tritt eine Art rudimentärer Verzweigung auf, da ein nicht unmittelbar folgender Befehl adressiert wird. Wie oft der Programmzähler

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30 durch die Schaltstufe 204 bei einer solchen Programmverzweigung weitergeschaltet wird, liegt im Beliebendes Konstrukteurs, die oben erwähnte Zahl 3 stellt nur eine Möglichkeit dar. Es ist jedoch einleuchtend, daß diese Art von Verzweigung nicht ohne weiteres für beliebige Programme paßt·

Eine zweite und anpassungsfähigere Art der Programmverzweigung, die bei dem vorliegenden Gerät möglich ist, arbeitet im wesentlichen nur mit der Zifferneingabeeinrichtung des Rechengerätes zuzüglich einem Übertragsbefehl. Eine Verzweigung dieser Art erfordert drei Befehle. Der erste Befehl gibt in das Arbeitsregister 14 die erste von zwei Zahlen ein, die den Befehl bezeichnen, auf den 4 zu verzweigen ist. Der zweite Befehl gibt die zweite Zahl ein, die den Befehl bezeichnet, auf den zu verzweigen ist. Der dritte Befehl (W ^ PO) überträgt die beiden Zahlen vom Arbeitsregister 14 in den Programmzähler 30. Auf diese Weise kann jeder beliebige Befehl in einer Eeihe von Befehlen im Programmzähler 30 als der als nächstes auszuführende Befehl identifiziert werden.

Die beiden erwähnten Arten von Programmverzweigungen ermöglichen dem Rechengerät, selbst Entscheidungen zu fällen. Auf einen Befehl, der eine Abfrage der 0-Erkennungsstufe 194 fordert, können zwei Befehle folgen, um die Zahlen, die einen speziellen Programmschritt bezeichnen, in das Arbeitsregister 14 zu bringen, und ferner der Übertragsbefehl, der die

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- 37 - '

Übertragung vom Arbeitsregister H in den Programmzähler 30 fordert. Wenn also eine Null vorhanden iat, wird der Programmzähler durch die Schaltstufe 204 dreimal weitergeschaltet, so daß die drei eingeschalteten Verzweigungsbefehle entfallen. Wenn keine Hull vorhanden ist, wird der Programmzähler 30 jeweils nur um einen Befehl weitergeschaltet, bis die Adresse die in den Programmzähler durch den

Befehl (W * PO) gebracht wurde, erreicht ist, der als

nächstes ausgeführte Befehl ist dann derjenige, der durch die in den Programmzähler übertragene Zahl bezeichnet wird, wobei es sich um irgendeinen beliebigen Befehl der Reihe von Befehlen handeln kann, die in der Karte 46 in der Kartenabtasteinrichtung 42 gespeichert sind.

Die Arbeitsweise des !Rechengerätes bei Steuerung durch ein Programm und die Verwendung von Verzweigungsbefehlen läßt sich vielleicht am einfachsten anhand der Erläuterung eines typischen Programmes verstehen·

Bei einem Programm zur Errechnung von Nl wird der Dekrementzähler zur Steuerung der bei dieser Rechnung vorkommenden iterativen Operation verwendet. Als erstes wird die Zahl N mittels der Zifferntasten 18 in das Arbeitsregister 14 eingegeben. Die Betätigung der P₀-Taste 40 setzt den Programmzähler 30 in Betrieb, so daß dieser den Programmablauf beginnend mit dem Schritt 00 zu steuern beginnt. Die Programmschritte sind in der folgenden Tabelle VII aufgeführt, sie enthält zwischen den Programmschritten 01 und

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eine Schleife zur Akkumulierung des Logarithmus des Produktes und zur Zählung der Anzahl der Iterationen in der Schleife·

Sohritt-flr, OQ

Iabelle VII Programmbeispiel

Code Kommando 30 W * DC

31

06

45

46

14

15

27

Dekrement

DC Test

Bemerkungen

Übertragung der ganzen Zahl If rom Arbeitsregistei 14 in den Dekrementzähler 32

Übertragung der ganzen Zahl im Dekrementzähler 32 in das Arbeitsregister 14

Multiplizieren des vorherigen Wertes im Arbeitsregister mit dem der« zeit vorliegenden Wert (Akkumulierung der Logarithmen von hTb-1) ... 2,1]

Subtrahiere 1 von der im Dekrementzähler 32 gespeicherten Zahl

Prüfen des Dekrementzählers 32, wenn Hull Weiterschalten auf Schritt 08, wenn nicht Hall Weiterschalten auf Schritt 05

Eingabe einer ITuIl in die erste Stelle des Arbeitsregisters 14

Eingabe einer 1 in die zweite Stelle des Arbeit sregisters 14

Eingabe von 01 in den Programmzähler 30 als Adresse u. damit Beginn einer neuen Iteration

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Schritt-ffr» Code Kommando Bemerkungen

08 ΊΟ ΉΓ Delogarithmieren des

Logarithmus im Loga- . rithmusregister 28

09 26 Stop.

Die Erfindung wurde oben anhand eines mit dem Dezimalsystem arbeitenden Gerätes beschrieben, sie ist selbstverständlich, nicht hierauf beschränkt, sondern gestattet vielmehr den Bau von Eechengeräten, die mit einer beliebigen Grundzahl arbeiten und Multiplikationen, Divisionen und andere höhere mathematische Rechnungen unter Verwendung von Logarithmen, die eine beliebige Basiszahl haben können, durchz- ihren gestattet. Das Rechengerät erfordert nur eine kleine Speicherkapazität, da nur bestimmte Logarithmenwerte gespeichert zu werden brauchen. Da auch die logischen Schaltungen einfach sind, läßt sich das vorliegende Rechengerät kompakt, z.B. als Büro- oder Tischreehengerät aufbauen, das genaue Rechnungen durchzuführen gestattet, wie sie bisher nur mit wesentlich größeren und komplizierteren Maschinen ausgeführt werden konnten.

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Claims (1)

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Patentansprüche

1. Digitales Rechengerät mit einem Rechenwerk und einer Befehlseingabeeinrichtung, die eine Anzahl von durch Hand betätigbaren Tasten zur Erzeugung von Befehlssignalen, die das Rechenwerk steuern, enthält, gekennzeichnet durch eine zweite Befehlseingabeeinrichtung mit einer Einrichtung (42) zur Aufnahme einesAufzeichnungsträgers (46), auf dem codierte Daten in bestimmten, diskreten, koordinatenartig angeordneten Plätzen, deren Anordnung in einer festen Beziehung zu der den Aufzeichnungsträger aufnehmenden Einrichtung steht, gespeichert sind, ferner mit einer Matrix (88) aus Datenabfühleelementen (86), die entsprechend den Speicherplätzen in einer Eeihe von Gruppen angeordnet sind, einer Anzahl von Abfühlelementgruppen-Betätigungseinrichtungen, und einer Anzahl von Ausgangsleitungen, wobei jede Abfühlelementgruppe mit einer eigenen Betätigungseinrichtunge» gekoppelt ist und die entsprechenden Abfühlelemente der Gruppe mit einer entsprechenden Ausgangsleitung gekoppelt sind, und mit einer Zählvorrichtung (30) zur aufeinanderfolgenden Betätigung der Abfühlelementgruppen-Betätigungsvorrichtungen und um auf den Ausgangsleitungen Signale zu erzeugen, die den codierten Daten desAufzeichnungsträgers entsprechen und das Rechenwerk steuern.

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2· Rechengerät nach· Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Daten in dem Aufzeichnungsträger (46) in Form von Löchern gespeichert sind, die sich an ausgewählten Plätzen befinden, und daß jedes Eatenabfühlelement ein erstes Schaltungsteil (86), das sich in der den Aufzeichnungsträger aufnehmenden Einrichtung (42) auf der einen Seite des Aufzeichnungsträgers befindet, und ein zweites Schaltungsteil (92), das sich in der Einrichtung auf der entgegengesetzten Seite desAufZeichnungsträgers befindet, umfaßt, so daß zwischen diesen Schaltungsteilen ein Stromkreis der Datenabfühleinrichtung nur dann geschlossen wird, wenn der Aufzeichnungsträger an der entsprechenden Stelle ein loch hat.

5. Rechengerät nach Anspruch 2, dadur ch gekennzeichnet , daß die ersten Schaltungsteile jeweils aus einem Kontaktstück (86) bestehen, dessen Oberfläche mit einer Oberfläche (64) der den Aufzeichnungsträger (46) aufnehmenden Einrichtung (42) fluchtet, und daß die zweiten Schaltungsteile jeweils mindestens ein' elastisches Kontaktstück (92) enthalten, das an dem ersten Kontaktatück angreifen und mit diesem einen Stromkreis bilden kann.

4. Rechengerät nach Anspruch 3, dad u r c h gekennzeichnet , daß die ersten Kontaktstücke (86) flach, länglich und in Spalten und Reihen entsprechend

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äen Datenplätzen des Aufzeichnungsträgers (46) angeordnet sind, daß alle Kontaktstücke einer Spalte hintereinander geschaltet sind, und daß jedes zweite Schaltungsteil zwei federnde Kontaktstifte (92) enthält, die an einem entsprechenden flachen Kontaktstück anliegen können und in entsprechenden Spalten und Reihen angeordnet sind, so daß ein zwischen den Kontaktstücken angeordneter Aufzeichnungsträger abfühlbar ist, und daß alle Paare von Kontaktstiften jeder Reihe hintereinander geschaltet sind.

5« Eechengerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Schaltungsteile auf einer Oberfläche (64) eines Unterteiles (62) der den Aufzeichnungsträger (46) aufnehmenden Einrichtung (42) angeordnet sind, daß die zweiten Schaltungsteile (92) auf einer Oberfläche (66) eines Deckels (58) der den Aufzeichnungsträger aufnehmenden Einrichtung, der in eine dem Unterteil gegenüberliegende Lage gebracht werden kann, angeordnet sind, daß ferner eine getrennte Gruppe (84) von ersten Schaltungsteilen auf einem der Teile der Einrichtung (42) in einer Spalte neben der Matrix aus Abfühlelernenten angeordnet sind, daß eine entsprechende Gruppe (90) von zweiten Schaltungselementen auf dem anderen Teil der Einrichtung in einer Spalte so angeordnet sind, daß sie mit der ersten Gruppe

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von ersten Schaltungselementen zusammenarbeiten können, daß von einem Unterteil (62) der Einrichtung (42) Anschlagselemente (68, 70) vorspringen, durch die die richtige Eage des Aufzeichnungsträgers (46) bezüglich der Matrix (88) von Abfühle lementen gewährleistet wird, und daß der Deckel (58) Aussparungen (72, 74) zur Aufnahme der Anschlagselemente (68, 70) aufweist, so daß die einander zugewandten Oberflächen (64, 66) von Unterteil (62) und Deckel (68) einander bezüglich des Aufzeichnungsträgers (46) parallel gegenüberliegend angeordnet werden können»

6. Gerät nach Anspruch 5, d adurch gekennzeichnet , daß die Anschlagselemente etwa vertikal verlaufende !leisten sind und daß weiterhin eine im wesentlichen im rechten Winkel zu den Anschlagselementen verlaufende Anschlagsledsbe (76) vorgesehen ist, die mit dem Deckel beweglich ist und die horizontale Ausrichtung des Aufzeichnungsträgers bezüglich der Matrix von Abfühlelementen bewirkt, wenn der Deckel geschlossen wird·

7· Rechengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk enthält: Zwei Register (14, 28), einen Speicher (166) zur Speicherung der Logarithmen einer

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Gruppe von bestimmten Konstanten, eine Steuereinrichtung (124, 152; 162, 172) zur sukzessiven Multiplikation des Inhaltes eines dieser Register durch bestimmte Konstante und zur Änderung des Inhalts des zweiten Registers durch den Logarithmus der betreffenden Konstante in einer entsprechenden Operation, und eine auf den Inhalt eines der Register ansprechende Stufe (160) zur Steuerung der Steuereinrichtung.

8· Rechengerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichne t , daß die Steuereinrichtung enthält: line erste Schaltungsanordnung zur Änderung einer ersten Zahl mit der Grundzahl R durch Addition dieser ersten Zahl zu einem stellenverschobenen Wert von sich selbst, um das Produkt dieser ersten Zahl mit einer Konstanten aus einer ausgewählten Gruppe von Konstanten zu bilden, die die Form 1 + 1/R^a haben, wobei R die Grundzahl und A eine ganze Zahl sind, eine zweite Schaltungsanordnung zur Änderung eines logarithmischen Wertes durch Akkumulierung von Signalen, die den Wert des Logarithmus der von der ersten Schaltungsanordnung verwendeten Konstanten darstellen, und eine Programmsteueranordnung zur Steuerung der ersten und zweiten Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der von diesen Schaltungsanordnungen erzeugten Resultate, einschließlich einer auf diese Resultate ansprechenden Einrichtung, die die Programm-

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steueranordnung veranlaßt, den Wert der durch die Schaltungsanordnungen verwendeten Konstanten zu ändern.

9. Eechengerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Dezimalkomma-Steuereinrichtung mit einer Schaltungsanordnung, die mit der ersten inderungsschaltungsanordnung gekoppelt ist, um die erste"Zahl zu verschieben, und einer Anordnung, die mit der zweiten Änderungsschaltungsanordnung gekoppelt ist, um Signale zu akkumulieren, die den logarithmischen Werten einer bestimmten Konstanten entsprechen, bis bestimmte Stellen der Zahl in der ersten Xnderungsschaltungsanordnung einen bestimmten Wert enthalten.

10. Rechengerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Stufe (170) zur Änderung der durch die zweite ifoderungs-Schaltungsanordnung akkumulierten Signale, so daß ein logarithmischer Wert akkumuliert wird, der gleich dem Logarithmus einer Potenz der ersten Zahl ist.

11. Rechengerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung die auf einen Befehl von den Befehlseingabeeinrichtungen anspricht, der unter Steuerung durch den ersten Zähler zugegriffen worden ist, und ihn ausführt, durch eine Anordnung

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zur Überprüfung einer bestimmten Bedingung im Gerät, und eine Anordnung, die auf die den Befehl ausführende Anordnung anspricht, um den ersten Zähler zur Bezeichnung des nächsten Befehles der Eeihe von Befehlen weiter zu schalten, und auf die Prüfeinrichtung anspricht, um den ersten Zähler zur Bezeichnung eines anderen Befehles als des nächsten weiter zu schalten, wenn die bestimmte Bedingung eingetreten ist·

12· Rechengerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung, die auf einen Befehl von den Befehlseingabeeinrichtungen anspricht und eine Befehlsangabe in dem Register speichert, und durch eine erste Übertragsanordnung, die unter Steuerung durch einen Befehl von den Befehlseingabeeinrichtungen die Befehlsbezeichnung in den ersten Zähler überträgt, um den Inhalt des ersten Zählers zu ändern und einen anderen Befehl als den nächsten Befehl des Programmes zu adressieren·

13· Gerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen zweiten Zähler, der feststellt, wie oft eine spezielle Operation durch das Gerät durchgeführt worden ist, eine zweite Übertragsanordnung, die durch die Befehlsausführungsanordnung entsprechend einem Befehl von den Befehlszuführungseinrichtungen ge-

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steuert wird und einen Wert vom Register in den zweiten Zähler überträgt, eine Anordnung zur Änderung des Wertes im zweiten Zähler entsprechend einem Signal vaft der die Befehle ausführenden Anordnung als Funktion der Durchführung der speziellen Operation, und eine auf die Prüfanordnung ansprechende Einrichtung zur Prüfung, ob der zweite Zähler einen bestimmten Wert speichert.

14. Rechengerät nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Befehle ausführende Anordnung enthält! Einen Befehlsdecoder (200), der mit der den Aufzeichnungsträger abfl ".enden Einrichtung (42) gekoppelt ist und Befehle, die von dieser Einrichtung erhalten werden, in Befehlscodesignale umwandelt, und eine Steuereinrichtung (52) mit einem Befehlsregister (202), das die Befehlscodesignale aufnimmt, zum Leiten der Datenverarbeitung im Gerät, wobei die Steuereinrichtung (52) einer Schaltstufe (204) ein Signal zuführt, das den ersten Zähler (30) zur Adressierung des nächsten Befehls weiterschaltet.

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