DE2158833A1

DE2158833A1 - Einrichtung an einem Elektronenrechner zur Durchführung von Reihenberechnungen

Info

Publication number: DE2158833A1
Application number: DE19712158833
Authority: DE
Inventors: Isao; Nagano Akira; Kyoto Hatano (Japan). P G09b 29-10
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1972-06-29
Also published as: CA969282A; US3775601A; FR2116150A5; JPS5021330B1; GB1376145A; IT942990B; DE2158833B2; DE2158833C3

Description

PATENTANWÄLTE . ^ I O O CJ O

DR₁-ING₁RICHARDGLAWe · DIPL-ING₁KLAUSDELFS-DIPL-PHyS₁DR₁WALTERMOLL

MÖNCHEN HAMBURG MÜNCHEN

8 MÖNCHEN 26 2 HAMBURG 52

POSTFACH 37 WAITZSTR. 12

LIEBHERRSTR. 20 TEL (0411)89 22 55 TEL (0811) 22 65 48

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		A	65
BETRIFFT:

MÜNCHEN

Omron Tateisi Electronics Co. Hanazono, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto-fu, Japan

Einrichtung an einem Elektronenrechner zur Durchführung von Reihenberechnungen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einem Elektronenrechner, insbesondere einem elektronischen Tischrechner, die dazu dienen soll, Reihenberechnungen, d.h. eine Folge von arithmetischen Operationen zwischen einer jeweils konstant bleibenden Zahl und einer Folge von beliebig variierenden Zahlen, einfacher durchführen zu können.

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Bei bisher bekannten elektronischen Rechnern ist die Durchführung von Reihenberechnungen, bei denen jeweils ein Teil der Rechnungsglieder konstant bleibt, verhältnismäßig kompliziert.

TJm dies deutlicher zu machen, wird anhand der folgenden vereinfachten Beispiele die Reihenfolge der Betätigung der lasten eines üblichen elektronischen Rechners beschrieben:

(A) a x (3 + 2) χ 4 = a χ 20

(B) b χ (3 + 2) χ 4 = b χ 20

(C) c χ (3 + 2) χ 4 = c χ 20

wobei a, b und c jeweils" willkürliche Zahlen sind. Um das zahlenmäßige Ergebnis jeder der obigen Gleichungen zu erhalten, sollte zunächst der konstante Teil (3 + 2) χ 4 der Gleichung verarbeitet werden. Hierzu muß die Bedienungsperson die folgenden Tasten in der angegebenen Reihenfolge betätigen:

Taste für Ziffer "3"

Additionstaste

Taste für Ziffer "2" ©

Additionstaste (+

Taste für Ziffer "4" (ΐ Multiplikationstaste

Ergebnistaste

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21S8833

Abgekürzt können diese Arbeitsschritte wie folgt dargestellt werden:

©Θ©ΘΘ®Θ

Mit diesem Rechenvorgang erhält man das zahlenmäßige Ergebnis "20" des konstanten Teils der Gleichungen. Um jedoch dann die Berechnung der Folge von Gleichungen (A), (B) und (C) vorzunehmen, muß die Bedienungsperson das Ergebnis "20", welches vom Anzeigefenster des Rechners angezeigt wird, entweder im Gedächtnis behalten oder auf einen Zettel schreiben, da dieses im Rechner gespeicherte Zwischenergebnis "20" dann für die weiteren Rechenvorgänge gelöscht werden muß. Nach diesem Löschen des gespeicherten Zwischenergebnisses sind die folgenden Vorgänge für die Rechnung zwischen der konstanten Zahl "20" und den verschiedenen beliebigen Zahlen a, b und c erforderlich;

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wobei (κ) eine Hilfst aste bedeutet, die betätigt werden muß, wenn eine Folge von gleichartigen Rechenoperationen mit einer konstant bleibenden Zahl durchgeführt werden soll.

Nach der Betätigung dieser Tasten können die Ergebnisse der Folge gleichartiger Rechenoperationen abgelesen werden.

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Durch, den oben genannten Nachteil wird für die Durchführung einer solchen Folge von Rechnungen verhältnismäßig viel Zeit benötigt und die Bedienungsperson stark belastet, da sie außer der Betätigung der für den jeweiligen Rechenvorgang benötigten Tasten auch die konstante Zahl als Ergebnis der Zwischenrechnung ablesen und im Gedächtnis behalten muß und diese im Gedächtnis behaltene Zahl jedesmal wieder durch Betätigung der entsprechenden einzelnen Zifferntasten in den Rechner eingeben muß.

Dieselben Nachteile gelten natürlich auch, wenn eine Folge von Additionen, Subtraktionen oder Divisionen zwischen jeweils einer konstanten Zahl und einer Folge von beliebigen Zahlen durchgeführt werden soll.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese den bisher üblichen Rechnern innewohnenden Nachteile zu beseitigen und eine Einrichtung oder ein Rechensystem für einen Elektronenrechner vorzusehen, mit dem eine Folge von Rechnungen mit konstant bleibenden Bestandteilen in vereinfachter Weise durchgeführt werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, die ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt.

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Vor der eigentlichen Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist darauf hinzuweisen, daß die Steuerung der verschiedenen Bestandteile eines Elektronenrechners, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist, in dem Fachmann bekannter Weise durch verschiedene Taktsignale synchronisiert ist. Mit anderen Worten, jedes binäre Signal wird in Abhängigkeit von einem Bit-Taktimpuls von Stufe zu Stufe übertragen, während ein Signal, welches einer Ziffer einer Dezimalzahl entspricht, in Abhängigkeit von einem Ziffern-Taktsignal, dessen Dauer im wesentlichen vier Bit-Taktsignalen entspricht, von Stufe zu Stufe weitergegeben wird. Die detaillierte Beschreibung des Arbeitsablaufes mit diesen Taktsignalen ist im folgenden der Einfachheit halber weggelassen.

In der Zeichnung ist mit 1 die Tastatur eines elektronischen Rechners bezeichnet, die eine Vielzahl von tastenbetätigten Schaltern umfaßt, die jeweils einer von zehn Zifferntasten für die Ziffern null bis neun und Steuer- oder Punktionstasten, z.B. für (x), (^), (+), (T) usw., zugeordnet sind. Die dargestellte Tastatur weist ferner einen Kontakt CK auf, der " einer Konstanten-Taste (κ) zugeordnet ist, die von der Bedienungsperson für die Durchführung der Konstanten-Berechnung gedrückt wird. Die Signale, die durch Drücken jeder einzelnen Eingabetaste erzeugt werden, werden durch eine Codiermatrix 2 in eine bestimmte binär codierte Dezimalzahl umgewandelt und dann einem Eingang eines UED-G-atters G-1 zugeführt. Der Ausgang

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dieses Gatters G1 ist mit einem Eingang einer Addierstufe 4 (full adder) verbunden, und der Ausgang der Addierstufe 4 ist mit einem Eingang eines als Schieberegister ausgebildeten Sichtregisters 5 (visual register) verbunden, welches 48 Bits zum Speichern der binär codierten Dezimalsignale auf v/eist.

Der andere Eingang des Gatters G1 kann ein Signal g1 empfangen, welches während des Zeitintervalls erzeugt wird, in welchem das von der Codiermatrix 2 gelieferte Binärsignal der Addierstufe 4 zugeführt werden soll. Das Gatter G1 kann somit durch Empfang des Signals g1 getriggert oder eingeschaltet werden, um die' Zuführung des Binärsignals von der Codiermatrix 2 zur Addierstufe 4 zu bewirken.

Ein Ausgang des Registers 5 ist durch ein UND-Gatter G2 mit dem Eingang eines 48-Bit-Schieberegisters 6 verbunden. Der Ausgang des Registers 5 ist mit einem Anzeigeteil 7 verbunden, der eine Anzahl von (nicht dargestellten) ziffernanzeigenden Röhren umfaßt. Ferner ist der Ausgang des Registers mit dem Eingang der Addierstufe 4 über ein Tor G3 verbunden.

Das Taktsignal g3 wird dem Tor G3 an einem Taktsignaleingang aufgeprägt, so daß dieses während des Empfangs des Signals g3 getriggert oder eingeschaltet wird, um den Umlauf des Speicherinhaltes des Registers 5 über die vom Gatter G3 und der Addierstufe 4 gebildete Schleife zu ermöglichen. Gleichzeitig damit wird der Speicherinhalt des Registers 5 dem An-

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zeigeteil 7 zugeleitet, so daß die Anzeigeröhren die dem Speicherinhalt entsprechenden Ziffern anzeigen können.

Der Ausgang des Registers 5 ist über ein Tor G4 mit einem Eingang eines 48-Bit-Schieberegisters 8 zum Speichern der Konstanten verbunden. Mit einem zweiten Eingang des Tors G-4 ist der Ausgang einer Differenzierstufe 9 verbunden, die ein Signal überträgt, wenn die Konstanten-Taste (g) gedrückt wird, wie noch erläutert wird. Somit kann das Signal von der Differenzierstufe 9 dem Tor G-4 während der Durchführung der Kon- ^ stanten-Berechnung aufgeprägt werden, um das Tor G4 zu Öffnen, wodurch das der Konstanten entsprechende und in dem Register gespeicherte Signal zum Register 8 übertragen wird.

Der Eingang der Differenzierstufe 9 ist mit dem Kontakt CK der Konstanten-Taste (g) verbunden. Die Differenzierstufe 9 ist so ausgebildet, daß sie bei Empfang des vom Kontakt CK gelieferten stufenförmigen Eingangssignals ein Signal erzeugt, dessen Impulsdauer mindestens gleich einer Y,^;ortperiode ist, d.h. einer Periode, in der ein 48-Bit-Signal übertragen wird. *

Ein Eingang eines Tors G5 ist mit einem Ausgang des Registers 8 verbunden, während der Ausgang des Tors G-5 mit dem Eingang des Registers 8 verbunden ist. Das Tor G7 kann getriggert oder eingeschaltet werden durch Eingabe des Signals g7 an seinem Eingang, wodurch der Inhalt des Registers 8 zum

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Umlaufen gebracht wird, während das Tor G-8 durch Zuführung des Signals g8 an seinem Eingang getriggert oder eingeschaltet wird, um den Inhalt des Registers 6 zur Addierstufe zu übertragen.

Ein löschsignal CAS, welches beim Drücken einer Löschtaste VCAy der Tastatur vom entsprechenden Löschkontakt erzeugt v/ird, wird den Leitungen 11 und 12 zugeführt. Die Leitungen 11 und sind mit den Sperrelektroden der Tore G3 und G7 verbunden, so daß beim Zuführen des Signals CAS zu diesen Toren G3 und G-7 der in den Registern 5 bzw. 7 gespeicherte Inhalt gelöscht v/ird.

Die Wirkungsweise dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der eingangs angegebenen Beispiele erläutert, nämlich

(A) a χ (3 + 2) χ 4 = X

(B) b χ (3 + 2) χ 4 = Y

(C) c" x (3 + 2) χ 4 = Z

Zunächst v/erden die Tasten in der Reihenfolge (D (±) (D (J) (D @ @ gedrückt, um das Ergebnis der Größe (3 + 2) χ 4 zu erhalten, die als Konstante dienen soll. Dieser Vorgang wurde auch bisher bei den üblichen Rechnern durchgeführt. Die Dezimalzalil "20" als Ergebnis der obigen Gleichung

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wird am Anzeigefenster angezeigt, und dieses Ergebnis wird gleichzeitig in dem Register 5 gespeichert. Danach wird die Konstanten-Taste (g) gedrückt und in gedrücktem Zustand verriegelt, und ein Signal mit höherem Spannungsniveau wird von dem Kontakt CK der Differenzierstufe 9 zugeführt, so daß letztere ein Ausgangssignal mit hohem Spannungsniveau abgeben kann, und zwar während der Dauer einer Wortperiode, nach dem die Taste (κ) gedrückt wurde. Das Signal (1) von der Differenzierstufe 9 öffnet das WD-Gatter G4, um den gespeicherten Inhalt "20" des Registers 5 zum Register 8 zu übertragen. Der zum Register 8 übertragene Inhalt "20" wird dann erneut durch dieses und das UND-Gatter G-5 zirkuliert. \7enn eine Zifferntaste (a) gedrückt wird, wird ein einer Dezimalzahl "a" entsprechendes Signal von der Codiermatrix 2 durch das UND-Gatter G1 und die Addierstufe 4 dem Register 5 zugeführt. \'!ewi anschließend die Taste (x) gedrückt wird, v/ird von einer (nicht dargestellten) Steuerschaltung ein Signal g6 einem Tor G6 zugeführt. Der Inhalt "20" des Registers wird durch die Addierstufe 4 so oft, als der Inhalt des Registers 5 beträgt, d.h. "a"-mal addiert, und das Ergebnis des Rechenvorgangs (20 χ a) kann durch das UND-Gatter G2 in dem Register 6 gespeichert werden und anschließend durch das UND-Gatter G8 in das Register 5 übertragen v/erden, wodurch das Rechenergebnis X der Gleichung (A) schließlich in dem Anzeigeteil 7 angezeigt v/ird. In diesem Pail wird die Konstante "20" in dem Register 8 memoriert.

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In gleicher Weise wird zum Berechnen des Ergebnisses Y der Gleichung (B) nach Drücken der Taste (b) das der Dezimalzahl "b" entsprechende Binärsignal von der Codiermatrix 2 durch das UND-Gatter G1 dem Register 5 zugeführt. Die Taste (x) wird dann gedrückt, und das arithmetische Resultat von (b χ 20) kann in dem Register 5 gespeichert werden und wird schließlich in gleicher Weise,wie oben beschrieben, angezeigt.

Gemäß der Erfindung kann in derselben V/eise auch bei einer Division, Addition oder Subtraktion vorgegangen werden, die zwischen einer konstanten Zahl und einer Folge von beliebigen Zahlen durchgeführt werden soll. Die Bedienungsperson muß dann die Taste (T) , (+) bzw. (£) anstelle der Taste (x) drücken, die im oben beschriebenen Beispiel für die Multiplikation zwischen der konstanten Zahl "20" und einer Folge von Dezimalzahlen "a", "b" und "c" verwendet wurde.

Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auch ein Rechenvorgang unter Verwendung der η-ten Potenz von "a" in vereinfachter V/eise durchgeführt werden, wobei η eine negative oder positive ganze Zahl ist. Hierbei zeigt sich ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen und in der Zeichnung dargestellten Einrichtung. Um diese Rechenoperation beispielsweise für das Beispiel (a χ a x a x a) oder a durchzuführen, müssen lediglich die Tasten in der Reihenfolge (a),(κ), (χ), (χ) und (χ) gedrückt werden.

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Venn zuerst die Taste (a) und dann die Taste (K) gedrückt werden, wird die Ziffer "a" im wesentlichen wie oben beschrieben dem Register 8 zugeführt und dort gespeichert, "rienn anschließend die Taste (x) gedrückt wird, wird die Multiplikation (a χ a) durchgeführt, deren Ergebnis a am Anzeigeteil 7 angezeigt und gleichzeitig dem Register 5 zugeführt und dort gespeichert wird. Wenn die Taste (x) erneut gedrückt wird,

ρ wird der Inhalt des Registers 5, nämlich a , erneut in der beschriebenen Weise mit "a" multipliziert, so daß man das Ergebnis der Multiplikation (a χ ax a) oder a erhält; das Er- ™ gebnis dieser Multiplikation (a χ a χ a) wird von dem Register 6 dem Register 5 zugeführt und dort gespeichert. Wenn schließlich die Taste (x) nochmals gedrückt wird, wird der Inhalt des Registers 5, nämlich a?, mit dem Inhalt "a" des Registers 8 multipliziert, und das Ergebnis a wird vom Register 6 zum Register 5 übertragen und wiederum am Anzeigeteil 7 angezeigt.

\7enn ein Rechenvorgang mit a durchgeführt werden soll, wobei η eine negative ganze Zahl ist, also z.B. a , muß natürlich anstelle der Taste (x) die Taste (T) gedrückt werden.

Bei einem üblichen Elektronenrechner müßten statt dessen die Tasten (a) und (x) abwechselnd betätigt werden, um das Ergebnis der η-fachen Multiplikation, d.h. die n-te Potenz zu erhalten. Selbst wenn ein üblicher Rechner mit der Taste (κ) versehen ist, haben die Arbeitsvorgänge die Reihenfolge

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Die beschriebene Ausführungsform ist nur als nicht einschränkendes Beispiel zu verstehen, und zahlreiche Änderungen und Ausgestaltungen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Beispielsweise müssen die Ergebnistaste. (=) und die Additions- oder Subtraktionstaste (+) oder Q nicht getrennt vorhanden sein, sondern sie können auch miteinander kombiniert sein, z.B. in Form einer Taste ( * ) · Ferner kann statt der beschriebenen, im niedergedrückten Zustand verriegelbaren Konstanten-Taste auch eine Konstanten-Taste mit automatischer Rückkehr verwendet werden. In diesem Fall ist ein zusätzliches Speicherelement erforderlich, um ein Signal zu speichern, welches die Betätigung der Konstanten-Taste anzeigt, wobei der Speicherinhalt dieses zusätzlichen Speicherelementes gelöscht wird durch ein bei Beendigung der gewünschten Konstanten-Berechnung erzeugtes Signal.

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Claims

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Patent ans prüehe

(\J Einrichtung an einem elektronischen Rechner zur Durchführung von Reihenberechnungen, mit einer Tastatur mit einer Vielzahl von Zifferntasten für die Ziffern null "bis neun und einer Vielzahl von Funktionstasten einschließlich einer Konstanten-Berechnungstaste und einer Löschtaste, gekennzeichnet durch eine erste Speichereinrichtung zum Speichern von Eingangssignalen, die von einer geeigneten Quelle zugeführt werden, wobei der Inhalt dieser ersten Speichereinrichtung nur bei Betätigen der !Löschtaste gelöscht wird, eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern des Inhalts der ersten Speichereinrichtung, der während einer Periode, in der ein das Betätigen der Konstanten-Berechnungstaste anzeigendes Signal erzeugt wird, auf die zweite Speichereinrichtung übertragen wird, wobei die Übertragung gesteuert ist durch ein steuerbares Tor, dessen einer Eingang mit der ersten Speichereinrichtung und dessen anderer Eingang % mit einem Signalgeber zum Erzeugen eines die Betätigung der Konstanten-Berechnungstaste anzeigenden Signales von bestimmter Länge verbunden ist, und durch eine Rechenstufe zur Durchführung arithmetischer Rechenvorgänge mit den Speicherinhalten der ersten und zweiten Speichereinrichtung.

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2, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes steuerbares Tor zwischen dem Ausgang und Eingang der ersten Speichereinrichtung vorgesehen ist, um die Zirkulation des Speicherinhalts der ersten Speichereinrichtung zu ermöglichen, daß ein zweites steuerbares i'or mit einem Eingang an den Ausgang der ersten Speichereinrichtung und mit einem anderen Eingang an den durch das Drücken der Konstanten-Berechnungstaste gesteuerten Signalgeber angeschlossen ist und die Übertragung des Speicherinhalts von der ersten zur zweiten Speichereinrichtung steuert, und daß ein drittes steuerbares 2or zwischen einem Ausgang und einem Eingang der zweiten Speichereinrichtung angeordnet ist, um die Zirkulation des Speicherinhaltes der zweiten Speichereinrichtung während der Dauer des das Drücken der Konstanten-Berechnungstaste anzeigenden Signals zu ermöglichen.

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