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Datenverarbeitungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Datenverarbeitungseinrichtung,
und insbesondere eine einfache und praktische #atenverarbeitungseinrichtung, die
eine Ubertragung oder arithmetrische Operation bezüglich Datensignalen durchführen
kann, die aus zwei verschiedenen Arten von Informationssignalen, beispielsweise
aus Signalen, die eine numerische Information darstellen, und aus Signalen, die
eine Information-über das Dezimalkomma darstellen, bestehen.
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Bei einer herkömmlichen Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise
bei einer arithmetrischen Schaltung mit einem Elektronenrechner, sind verschiedene
#Anordnungen bekannt,
um die numerische Information und die Information
Uber die Lage des flezimalkommas zu speichern. Nach einer dieser bekannten Anordnungen
sind zwei Schieberegister unabhängig vorgesehen, um die numerische Information und
die Information über die Lage des Dezimalkommas respektive zu speichern. In diesem
Fall ist nachteilig, daß verschiedene Gatter, die zur Übertragung der Information
zu anderen Schaltungen oder zum Verschieben der Stelle der Ziffer der Zahl und/oder
des Dezimalkommas dienen, für jedes Schieberegister erforderlich sind. Daraus ergibt
sich eine erhöhte Zahl an Gattern, wodurch sich größere Herstellungskosten ergeben.
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Bei einer anderen herkömmlichen Anordnung ist ein Reihen-Schieberegister
mit einer Vielzahl von Stufen vorgesehen, von denen jede aus einer Vielzahl von
Bitzellen zur Speicherung von binär kodierten Signalen besteht, die die numerische
Information anzeigen. Daher ist die numerische Information und die Position über
die Lage des Dezimalkommas in einer der Stufen respektive gespeichert. In diesem
Fall ist es ebenfalls nachteilig, daB, da die Dezimalpunkt-Positionsinformation
in dem Schieberegister in Form von binär kodierten Signalen gespeichert ist, verschiedene
Hilfskreise, beispielsweise eine Dekodierschaltung, die die binär kodierten Signale
in die dezimale Form dekodiert, um die Stelle des Dezimalkommas zu transferieren
und/oder zu verschieben, außer den verschiedenen Toren erforderlich sind.
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Daher ist die Schaltungsanordnung kompliziert und nicht weniger teuer.
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Neuerdings sind verschiedene Arten elektronischer Rechner auf dem
Markt gefragt. Vom Standpunkt der Kapazität des Rechners' ist beispielsweise ein
Elektronenrechner gefragt, der arithmetrische Resultate bestehend aus 8, 10, 12
oder 14 DezLmalsiffern ausgeben kann.
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Andererseits wurden in letzter Zeit in Massenproduktion hergestellte,
integrierte Schaltungen, im folgenden LSI-Schaltungen (nach: large scale integrated
circuits) genannt, in arithmetrischen Schaltungen oder anderen Kreisen eines elektronischen
Rechners verwendet, um die Größe des Rechners zu reduzieren.
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Es ist dabei zu beachten, daß die Kosten für die Herstellung eines
LSl-ilättchens sich proportional zu der Erhöhung der Zahl der produzierten LSI-ilättchen
reduzieren kann.
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Eine Art und Weise, um die Kosten der Herstellung für dieISI-Plättchen
zu reduzieren, besteht aus diesem Grund darin, die LSI-Plättchen für vielseitige
Zwecke zur Ver£Rgung zu s#tellen, so daß die ISI-Plättchen in verschiedenen Typen
von Rechnern verwendet werden können, bei denen die maximale Zahl von verarbeitbaren
lezimalstellen voneinander abweicht.
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Zu diesem Zweck können Umschalteinrichtungen, die die Zahl der Stufen
in dem Schieberegister und/oder die Zahl der Stufen in einem Zifferntaktsignalgenerator,
dessen Zifferntaktæignale zum Verschieben des in dem Schieberegister gespeicherten
Inhartes verwendet werden, in dem LSI-Plättchen vorgesehen sein, um die Zahl der
Ziffern auszuwählen, die je nach der Art des
Rechners vorbestimmt
ist.
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Es ist jedoch zu beachten, daß, wenn solch eine Umachalteinrichtung
in einem der zuerst oder als zweites genannten Anordnungen zum Speichern der numerischen
und Dezimalkomms-Positionsinformationen vorgesehen ist, Nachteile auftreten, da
eine Vielzahl von Sätzen von Umschalteinrichtungen oder anderen HilSsschaltungen
erforderlich sind.
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Folglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und
praktische Datenverarbeitungseinrichtung zu schaffen, bei der die den herkömmlichen
Anordnungen ähnlicher Art anhaftenden Nachteile vermieden werden, wobei insbesondere
eine verhältnismäßig kleine Zahl von Toren erforderlich Bein soll und die Operation
zum Übertragen oder Vaschieben der Stelle der Daten einfach sind. Ferner soll eine
einfache und kompakte Datenverarbeitungseinrichtung geschaffen werden, bei der die
maximale Zahl der zu verarbeitenden Dezimalziffern leicht geändert werden kann.
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Erfindungsgemäß sind Gattereinrichtungen für die Verschiebe- und Übertragungsoperationen
zusammen mit einem Reihenschieberegister vorgesehen, das eine Vielzahl von Stufen
aufweist, von denen jede aus wenigstens einer Bitzelle für die Speicherung der Dezimalkomma-Information
oder einer ersten Information und mehrere Bitelementezur Speicherung der numerischen
Information oder einer zweiten Information vorgesehen sind. Die Gatter werden bei
Beaufschlagung mit Taktimpulsen betätigt, um die erste und/
oder
zweite Information zu verschieben oder zu übertragen, Die Gatter dienen für die
Schiebe- oder Übertragungsoperationen sowohl der ersten als auch der zweiten Information,
und. die Zahl der Gatter ist daher kleiner als die, die bei den he@kömmlichen Einrichtungen
erforderlich ist.
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Perner ist die numerische Information durch binär kodierte Signale
dargestellt, die aus Bittaktsignalen t1 bis t4, wobei jedes Signal die Gewichte
AO, A1, A2 und A3 hat, besteht und die Dezimalkomma-Positionsinformation durch ein
Bittaktsignal t5 dargestellt ist, das nach dem Bittaktsignal t4 auftritt. In dieser
Anordnung werden die numerischen Signale in der ersten bis vierten Bitzelle und
das ieziinalkomma-Positionssignal in der ftinften Bitzelle gespeichert, die in Reihe
mit der vierten Bitzelle derselben Stufe des Reihenschieberegisters angeschlossen
ist.
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Es ist jedoch zu beachten, daß gewisse Nachteile auftreten, wenn ein
herkömmlicher Volladdierer in der latenverarbeitungseinrichtung gemäß der Erfindung
verwendet wird. Wenn beispieleweise die Addition von n0011 und [0111] , a. h. (9
+ 7), durchgeführt werden soll, ist das Resultat [10000]. Folglich tritt ein Trägersignal
"1" an dem Fünften Bit auf, d. h. dieses Trägersignal "11' tritt an dem Bittakt
t5 auf. Dies bedeutet, daß das Trägersignal tiln unnötigerweise in der fünften hitzelle
des Schieberegisters gespeichert wird, so daß eine Konfusion zwischen den numerischen
Signalen und dem Dezimnlkomma-Informationesignal auftritt. Gemäß der Erfindung wird
daher ein.
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Volladdierer angegeben, der in der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungseinrichtung
verwendet werden kann.
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Ein Vorteil, der mit der Erfindung eraelt werden kann, beruht darin,
daß eine Heligkeitsinterferenz wirksam verhindert werden kann, die bei in elektronischen
Rechnern verwendeten Figurenanzeigesystemen auftritt. Der Begriff Helligkeitsinterferenz
wird für die Erscheinung verwendet, bei der eine eine bestimmte Figur anzeigende
Anzeigeröhre eine mit einer anderen Ziffer überlagerte Ziffer anzeigt, die durch
eine eine andere Figur anzeigende Entladeröhre angezeigt werden soll, die links
oder rechts von der Anzeigeröhre liegt, die die überlagerten Ziffern angezeigt hat.
Diese Helligkeitsinterferenz wird durch die Deformation der Wellenform von Impulssignalen
verurßacht, wie an sich bekannt ist. Die bekannte Schaltungsanordnung zum Verhindern
der Helligkeitsinterferenz ist kompliziert und der Helligkeitswirkungsgrad ist verhältnismäßig
gering, beispielsweise 3/4.
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Durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung wird die Schaltungsanordnung
für diesen Zweck sehr einfach, wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich ist.
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Eine spezielle Ausfdhrungsform der Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt
werden. Es wird eine Datenverarbeitungseinrichtung angegeben, die im wesentlichen
ein Schieberegister mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Stufen aufweist,
von denen jede aus einer Vielzahl von Bitzellen besteht. Wenigstens
eine
der Bitzellen ist dazu geeignet, eine erste Information zu speichern und die restlichen
Bitzellen können eine zweite Information speichern. Die Inforniationssignale, die
in den entsprechenden Stufen des Schieberegisters- gespeichert sind, treten aus
diesen mit Hilfe von Torelementen hervor, die während entspr#echenden Taktintervallen
aufgetriggert werden, um eine arithmetrische Rechenoperation und eine Positionsverschiebung
durchzufähren.
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Ausförrungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Logik-Schaltungsdiagramm
einer Ausf~uhrungsSorm der Erfindung; Fig. 2 eine Zeitkarte der verschiedenen aktsignale,
die im allgemeinen in der Datenverarbeitungseinrichtung verwendet werden; Fig. 3
ein schematisches Diagramm, das die Wellenformen der Datensignale zeigt, die bei
der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungseinrichtung verwendet werden; Fig. 4 ein
schematisches Logik-Schaltungsdiagramm, das einen in der Datenverarbeitungseinrichtung
von Fig. 1 verwendeten Volladdierer zeigt; Fig. 5 ein Beispiel der Art und Weise
der Verschiebung der numerischen und Dezimaikomma-Positionsinformationen in einer
speziellen, digitalen Taktgabe, wobei die Figuren ~5(A), Fig. 5(B) und Fig. 5(C)
ein Beispiel darstellen,
nach dem numerische und Dezimalkoinnia-Positionsinformationen
um eine Stelle nach rechts verschoben werden, die Figuren 5(A'), 5(B') und 5(C')
ein anderes Beispiel bei dem nur die numerische Information nach rechts verschoben
wird, und die Figuren 5(a),5(b) und 5(c) ein weiteres Beispiel verdeutlichen, bei
dem nur die flezimalkomma-Positionsinformation nach rechts verschoben wird; Fig.
6 ein schematisches Blockdiagramm eines anderen Ausfdh'-rungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 7 ein schematisches Blockdiagramm eines weiteren Ausftthrungsbeispieles der
Erfindung; Fig. 8 ein schematisches Blockdiagramm, das verschiedene Wellenformen
der Plattensegment-Wählsignale und der Ziffern-Taktsignale zeigt, die bei dem AusfUhr#sbeispiel
gemäß Fig. 7 verwendet werden; Figuren 9(1) und 9(2) die Versetzung einer Ziffer,
die in einem bei dem Ausftihrungsbeispiel von Fig. 7 verwendeten Schieberegister
gespeichert ist; Fig.10(a) ein schematisches Diagramm, das eine Anordnung von Plattensegmenten
zeigt, die in einer Figurenanzeigeröhre verwendet werden, die eine solche Form hat,
daß sie eine der Dezimalziffern von Null bis neun darstellen kann; Fig.10(b) ein
schematisches Diagramm eines Beispiels, bei dem einige der Plattensegmente beleuchtet
sind; Fig.10(c) ein schematisches Diagramm eines Beispiels von Helligkeitsinterferenz;
und
Fig.11 ein schematisches Blockdiagramm eines elektronischen
Rechners, bei dem die erfindungsgemäße J)atenverarbeitungs einrichtung verwendet
ist.
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Bei der folgenden Beschreibung der Erfindung sind gleiche Teile in
den verschiedenen Zeichnungen jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner
sind die Begriffe "Bittakt ti", "Zifferntakt Ti",(wobei i eine ganze Zahl außer
Null ist) und "Worttakt" zur Bezeichnung entsprechender Perioden verwendet, während
denen ein Bittaktsignal ti, ein Zifferntaktsignal Ti und ein Worttaktsignal erzeugt
werden.
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In Fig. 1 ist ein dynamisches Serien-Schieberegister X mit acht Stufen
xl, x2 .... x7 und x8 zwischen einem UND-Gatter G1 und einem UND-Gatter G2 angeordnet.
Jede Stufe xi bis x8 des Registers X besteht aus fünf Bit zellen mi, m2, m3, m4
und dx, die in Reihe miteinander verbunden sind, um das iezimalkomma-Signal entsprechend
einer der Stellen der zu verarbeitenden numerischen Information außer der numerischen
Information zu speichern, die durch binär kodierte Signale mit vier Bits dargestellt
ist. Es ist jedoch zu beachten, daß erfindungsgemäß die Datensignale, die aus numerischen
Signalen und dem Dezimalkomma-Positionssignal zusammengesetzt sind, bezüglich der
Zeit durch jeden Platz der Ziffer in solch einer Weise in Reihe angeordnet sind,
daß die früheren Signale an einem der Bittakte tl bis t4 auftreten, und das letztere
Signal an dem Takt t5 l; relativ zu einem der Zifferntakte Ti bis T8 auftritt, wie
in
Fig. 3 gezeigt ist.
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Folglich speichern die Zellen m1 bis m4 jeder Stufe die numerische
Information, während die Zelle dx die Dezimalkomma-Information speichert.
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Der Inhalt, d. h. die numerischen Signale und das Dezimalkomma-Positionssignal,
der in dem Register X gespeichert ist, wird von einer Bitzelle zur anderen Bitzelle,
die daneben angeordnet ist, und von einer Stufe zu anderen Stufen in Abhängigkeit
von Taktimpulsen Cpl und Cp2 (nicht gezeigt), Bittaktsignalen tl bis t5 und Zifferntaktsignalen
T1 bis T8 in an sich bekannter Weise verschoben. Zusätzlich wird der in dem Schieberegister
X gespeicherte Inhalt im Umlauf von dem Ausgangsanschluß des Registers X zu dem
Eingangsanschluß desselben durch verschiedene Gatter-Einrichtungen weitergegeben,
wie noch beschrieben wird.
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Die numerischen Signale und/oder das Dezimalkomma-Positionssignal
werden an den Eingangsanschluß des Registers X durch ein ODER-Gatter G3 und das
UND-Gatter G1 von einem Zahlensignalgenerator 1 und einem Dezimalkomma-Positionssignalgenerator
2 respektive zugeführt. Die Generatoren 1 und 2 können Bingangsschaltungen sein,
die in einem elektronischen Tischrechner vorgesehen sind, um verschiedene Informationssignale
in Abhängigkeit von der Betätigung jeder Ziffern- oder Dezimalkomm-Taste zu erzeugen,
die in dem Tastenfeld des Rechners angeordnet sind.
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Das UND-Gatter G1 wird durch die Eingangssignale gesteuert, die von
einem ersten Instruktionsgenerator 3 zugeftihrt werden, der Signale mit hohem Niveau
in einer Zeitdauer erzeugt, während der die von den Signalgeneratoren 1 oder 2 erzeugten
Signale in das Schieberegister X übertragen werden sollen.
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Ein Ausgangsanschluß des ~Schieberegisters X oder der Ausgangsanschluß
der Stufe x1 ist mit einem Eingangsanschluß eines Schieberegisters LR mit 5 Bits
und einem Eingangsanschluß eines UND-Gatters G4 verbunden. Der Ausgangsanschluß
des' Schieberegisters ER ist mit einem Eingangsanschluß des UND-Gatters G2 verbunden.
Das Schieberegister ER besteht aus fünf Bitzellen mi bis m4 und dx in der gleichen
Weise wie die Stufe xl des Schieberegisters X. Der Verbindungspunkt zwischen der
Stufe x2 und der Stufe xl ist mit einem Eingangsanscbluß eines UND-Gatters G5 verbunden.
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Die Ausgangsanschlüsse der Gatter G2, G4 bzw. G5 sind mit dem Eingangsanschluß
des Sperrgatters G9 verbunden, dessen Aus g~gsanschluß mit einem Eingangsanschluß
11 eines Volladdierers FA verbunden ist. Ein Sperreingangsanschluß des Sperrgatters
G9 nimmt ein Signal EN auf, das an dem Bittakt t5 erzeugt wird, wenn die arithmetrische
Operation-in dem Volladdierer 2S durchgeführt ist.
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Ein anderer Eingang#anschluß 12 des Volladdierers FA kann Fünf Bitzahlensignale
aufnehmen, die von einem anderen Schieberegister
(nicht gezeigt)
durch ein Sperrgatter G9B zugefuhrt werden.
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Der Ausgangsanschluß des Volladdierers FA ist mit dem Eingangsanschluß
des Schieberegisters X so verbunden, daß der in dem Schieberegister X gespeicherte
Inhalt zu dem Eingangsanschluß desselben durch eines der UND-Gatter G2, G4 oder
G5 und zu dem Volladdierer FA surückgeiuhrt werden kann, wie im folgenden beschrieben
wird.
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Ein anderer Eingangsanschluß des UND-Gatters G2kann k#ein Signal für
eine Verschiebung nach links durch ein ODER-Gatter G6 von einem zweiten Instruktionsgenerator
4 oder einem dritten Instruktionsgenerator 5 aufnehmen. Der zweite Instruktionsgenerator
4 erzeugt Signale mit hohem Niveau an dem Takt t5 in einer Zeitdauer, während der
die Position des Dezimalkommas des Inhaltes, der in dem Schieberegister X gespeichert
ist, um einen oder mehrere Plätze nach links verschoben werden soll. Auf ähnliche
Weise erzeugt der dritte Instruktionsgenerator 5 Signale mit hohem Niveau an dem
Takt t1 bis t4 in einer Zeitdauer während der die Ziffern in dem in dem Schieberegister
X gespeicherten Inhalt um eine oder mehrere Stellen nach links verschoben werden
sollen.
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Ein anderer Eingangsanschluß des UND-Gatters G4 kann ein Zirkulationssignal
durch ein ODER-Gatter G7 von einem vierten Instruktionsgenerator 6 oder einem fünften
Instruktionnerator 7
aufnehmen. Der vierte Instruktionsgenerator
6 erzeugt hohe Niveaus an dem Takt t5 in einer Zeitdauer, wa~hrend der die Information
der Dezimalkomma-Position des in dem Schieberegister X gespeicherten Inhaltes lediglich
in Umlauf gebracht werden soll, um in dem Schieberegister X gespeichert zu werden.
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Auf ähnliche Weise erzeugt der fünfte Instruktionsgenerator 7 Signale
mit hohem Niveau an dem Takt t1 bis t4 in einer Zeitdauer, während der die Ziffern
des in dem Schieberegister X gespeicherten Inhaltes lediglich in Umlauf versetzt
werden sollen, um darin gespeichert zu werden.
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Ein anderer Eingangsanschluß des UND-Gatters G5 kann ein Signal zur
Verschiebung nach rechts durch ein ODER-Gatter G8 entweder von einem sehsten Instruktionsgenerator
8 oder einem siebten Instruktionsgenerator 9 aufnehmen. Der sehste Instruktionsgenerator
8 erzeugt Signale mit hohem Niveau an dem Takt t5 in einer Zeitdauer, während der
die Position des Dezimalkommas in dem in dem Schieberegister X gespeicherten Inhalt
um eine oder mehrere Stellen nach rechts verschoben werden soll. Auf ähnliche Weise
erzeugt der siebte Instruktionsgenerator 9 Signale mit hohem Niveau an dem Takt
t7 bis t4 in einer Zeitdauer, während der die Zahlen 4es in dem Schieberegister
X gespeicherten Inhalt es um eine oder mehrere Stellen nach rechts verschoben werden
sollen.
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Fig. 4 zeigt ein Bus Führuragsbeispi el des Volladdierers FA, der
in einer Datenverarbeitungseinrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird.
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In Fig. 4 sind die Eingangsanschlüsse 11 und 12 getrennt an beide
Eingangsanschlüsse eines Halbaddierers 13 und an beide Eingangsanschlüsse eines
UND-Gatters G10 angeschlossen. Der Eingangsanschluß 11 ist ferner mit einem Eingangsanschluß
eines UND-Gatters Gil, und der Eingangsanschluß 12 mit einem Eingangsanschluß eines
UND-Gatters G12 verbunden. Die Ausgänge der UND-Gatter G10, G11 und G12 liefern
Eingänge an ein ODER-Gatter G13, dessen Ausgangsanschluß mit einer 1-Bit-Verzögertmgsschal
tung 14 verbunden ist. Der Ausgangsanschluß der Verzögerungsschaltung 14 ist mit
einem Eingangsanschluß eines UND-Gatters G14 und mit einem Eingangsanschluß einer
Sperrschaltung G15 verbunden. Eine Leitung 15 fahrt ein Bittaktsignal t5 in jedem
Zifferntakt und ist mit einem anderen Eingangsanschluß des UND-Gatters G14 und dem
Sperreingangsanschluß des Sperrgatters G15 verbunden. Der Ausgangsanschluß des UND-Gatters
G14, der mit dem ODER-Gatter G13 verbunden ist, und der Ausgangsanschluß des Sperrgatters
G15 sind mit den and-eren Eingangsanschlüssen der UND-Gatter Gil und G12 verbunden.
Die Eingangsanschlüsse eines Halbaddierers 16 sind respektive mit dem Ausgangsanschluß
des Sperrgatters G15 und dem Summenausgangsanschluß des Halbaddierers 13 verbunden.
Der Ausgangsanschluß 17 des Volladdierers FA ist mit dem Ausgangsanschluß des Halbaddierers
13 verbunden. Im folgenden wird die Betriebsweise der Datenverarbeitungseinrichtung
beschrieben, die wie oben dargelegt aufgebaut ist.
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Es sei angenommen, daß kein Signal an den EingangsanschluB 12 des
Volladdierers FA angelegt ist, und daß die zu verarbeitenden Daten aus einer Dezimalzahl
C17 in Kombination mit einem
Dezimalkomma besteht. Daher werden
die Signale der Daten durch [10001] dargestellt. Unter diesen Bedingungen werden
die numerischen Signale und das Dezimalkomma-Signal [10001] , kurz der Inhalt, im
folgenden als II dargestellt. Diese Signale werden in den entsprechenden Fällen
dx, m4, m3, m2 und ml der Stufe x8 des Schieberegisters X an den Bittakt t1 in dem
Zifferntakt Tl gespeichert, wie in Fig. 5(A) gezeigt ist.
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Der in dem Schieberegister gespeicherte Inhalt wird in dem Schieberegister
X in Abghängigkeit von Bittaktsignalen tl bis t5 und den Zifferntaktsignalen T1
bis T8 übertragen, und an dem Takt T8 erreicht der Inhalt II die Stufe x1.
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Wenn der vierte und der fünfte Instruktionsgenerator 6 bzw. 7 Signale
"1" bei hohem Niveau erzeugt, werden diese "1"-Signale an den Eingangsanschluß des
UND-Gatters G4 durch das ODER-Gatter G7 an jedem Bittakt t5 und t1 bis t4 respektive
angelegt, wodurch sich das UND-Gatter G4 öffnet und ermöglicht, daß der Inhalt 1.
zu dem Volladdierer FA durchtritt.
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Der Inhalt [1.] , der auf diese Weise an den Volladdierer FA angelegt
ist, tritt durch beide Halbaddierer 13 und 17 hindurch und erscheint an dem Ausgangsanschluß
17 des Volladdierers ohne irgendwelche arithmetrischen Operationen, da kein Signal
an dem Eingangsanschluß 12 ansteht. Die Ausgänge des Volladdierers, d. h. der Inhalt
[i.J , wird zu dem Eingangsanschluß der Stufe x8 des Schieberegisters X zurückgeführt,
wodurch der Inhalt Li J im Umlauf zurückgeführt und in dem
Schieberegister
X gespeichert ist. Der Inhalt Ei.# wird einmal in einem Worttakt zirkuliert, der
gleich der Summe des Zifferntaktes T1 bis T8 ist. In dem nachfolgenden Worttakt
wird der Inhalt auf ähnliche Weise dadurch in Umlauf gebracht, daß er entlang dem
Schieberegister X bewegt und durch das UND-Gatter G4 und den Volladdierer FA gegeben
wird.
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Gemäß dieser ersten Operation wird, wie oben erwähnt wurde, jede der
Ziffern und das Dezimalkomma an derselben Stelle des Schieberegisters gehalten,#as
den gleichen Zifferntakt in jedem Worttakt betrifft.
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Um den Inhalt C , der in der Stufe x8 während einem Zifferntakt T1
gespeichert ist, der in einer beliebigen Worttaktperiode enthalten ist, um eine
Stufe nach rechts gegenilber einem Zifferntakt 1, der in einem anderen Worttakt
enthalten ist, zu verschieben, werden Signale zur Verschiebung nach rechts, nämlich
die "1"1Signale auf einem hohen Niveau von dem sechsten und dem siebten Instruktionsgenerator
8 und 9 erzeugt.
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Diese auf einem hohen Niveau liegenden Signale werden an das UND-Gatter
G5 durch das ODER-Gatter G8 während einer Wortperiode angelegt, so daß das UND-Gatter
as geöffnet wurde, so daß, wenn der Inhalt Eine die Stufe x2 an dem Zifferntakt
T7 erreicht, der Inhalt (1.3 von dem Ausgangsanschluß der Stufe x2 abgeleitet und
dem Eingangsanschluß des UND-Gatters G5 zugefahrt wird.
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Der an das UND-Gatter G5 angelegte Inhalt kann daher durch den
Volladdierer
FA durchtreten, wodurch der Inhalt c1J an dem Ausgangsanschluß des Volladdierers
PA erscheint und der Stufe x8 des Schieberegisters X bei dem nachfolgenden Zifferntakt
28 zugeführt wird.
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Der Inhalt li.I , der auf diese Weise in der Stufe x8 gespeichert
ist, wird zu der nächsten Stufe x7 durch das nachfolgende Zifferntaktsignal T1 übertragen.
Mit anderen Worten ist, wenn der Zifferntakt Ti wieder an dieser Stelle vorbeigeht,
der Inhalt [1.] um eine Stufe nach rechts verschoben, wie in Fig.
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5(B) gezeigt ist.
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Wenn die auf einem hohen Niveau liegenden Signale des sechsten und
des siebenten Instruktionsgenerators 8 und 9 in dem nachfolgenden Worttakt gegeben
werden, überspringt der Inhalt [1.] die Stufe xl wie vorher, so daß sich eine Verschiebung
um eine weitere Stufe nach rechts ergibt, wie in Fig. 5(C) dargestellt ist.
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Um den Inhalt Ei.) um eine Stufe nach links entgegengesetzt zu der
oben beschriebenen Rechtsverschiebung zu verschieben, werden Signale für die Linksverschiebung,
d. h. Signale mit hohem Niveau, die von dem ersten und dem zweiten Instruktionsgenerator
4 und 5 erzeugt werden, durch das ODER-Gatter G6 an das UND-Gatter G2 während einem
Worttakt angelegt, so daß sich dann das UND-Gatter G2 öffnet. Daher kann der Inhalt
ç , der in der Stufe x8 in dem Zifferntakt 21 gespeichert ist, durch das UND-Gatter
G2 in Umlauf versetzt (zirkuliert) wird.
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Es ist jedoch zu beachten, daß der in dem Schieberegister gespeicherte
Inhalt durch die gesamte Stufen x8 bis xl und weiter durch das zusätzliche 5-Bit-Schieberegister
LR geht.
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Der Inhalt [13. wird zu dem Eingangsanschluß der Stufe x8 durch
das UND-Gatter G2 zurüekgefuhrt, und der Volladdierer FA in dem Zifferntakt T2,
der in dem nachfolgenden Worttakt enthalten ist, wird um einen Zifferntakt dadurch
verzögert, daß er durch das zusätzliche Register LR hindurchtritt. Mit anderen Worten
wird der in dem Schieberegister X gespeicherte Inhalt um eine Stufe nach links verschoben.
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Die vorhergehende Beschreibung bezog sich auf die gemeinsame Verschiebung
von Ziffern und Dezimalkomma. Die Versohiebung der in der Stufe x8 in dem Zifferntakt
Ti gespeicherten Information allein wird durch die Signale von dem zugehörigen der
Instruktionsgeneratoren 4 bis 9 an die entsprechenden Gatter bewirkt, wie nun beschrieben
wird.
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Um beispielsweise nur die numerische Information um eine Stufe nach
rechts zu verschieben, werden Signale mit hohem Niveau, die von dem siebenten Instruktionsgenerator
9 zugeführt werden, an das UND-Gatter G5 angelegt. Da die Signale des siebenten
Instruktionsgenerators 9 nur in den Bittaktperioden t1 bis t4 angelegt werden, wird
das UND-Gatter G5 in den Bittaktperioden ti bis t4 geöffnet, jedoch in der Bittaktperiode
t5 geschlossen.
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Wenn andererseits die hohen Signale des vierten Instruktionsgenerators
6 an das UND-Gatter G4 nur während jeder Bittaktperiode
t5 angelegt
wird, öffnet sich das UND-Gatter G4 in dem Bittakt t5 jedes Zifferntaktes und das
Dezimalkomma wird daher normalerweise durch die Stufen x8 # x7 x1 # UND-Gatter G4
-+ Volladdierer FA -+ Stufe x8 in der angegebenen Reihenfolge in Umlauf gebracht,
so daß es wieder in der Stufe x& in der naöhfolgenden Periode Ti gespeichert
ist. Die numerische Information Cil (0001 in binärer Darstellung) überspringt die
Stufe xl und wird entlang folgendem Weg zirkuliert: Stufe x8 # x7 # .... x2 # UND-Gatter
G5 # Volladdierer FA --> Stufe x8. In der nächsten Periode T1 wird der Inhalt
[1] in der Stufe x7 gespeichert. Die sich daraus ergebende Situation ist in den
Figuren 5(A') und 5(B') dargestellt. Eine weitere Verschiebung der numerischen Information-nach
rechts kann nur in dem weiteren, nachfolgenden Worttakt ebenfalls durch Aussendung
ähnlicher Instruktionssignale erzielt werden, wobei in diesem Fall der Inhalt des
Schieberegisters X in der nachfolgenden Periode T1 die in Fig. 5(C') gezeigte Form
haben wurde.
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Um das Dezimalkomma jedoch nicht die numerische Information #i3 um
eine Stufe nach rechts zu verschieben, werden hohe Signale von dem sechsten Instruktionsgenerator
8 abgegeben. Diese hohen Signale werden durch das ODER-Gatter G8 gegeben und dem
UND-Gatter G5 zugeführt. Da diese Impulse nur während dem Bittakt t5 abgegeben werden,
öffnet sich das UND-Gatter G5 nur in dem Bittakt t5 und ist in den Takten t1 bis
t4 geschlossen.
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Andererseits werden die hohen Signale von dem fünftel Instruktionsgenerator
in den Bittakten ti bis t4 jedes Zifferntaktes
abgegeben, und das
UND-Gatter G4 öffnet sich in den Bittakten tl bis t4 und schließt in dem Takt t5.
Die numerische Information wird daher entlang folgendem Weg zirkuliert: Stufe x8
----> x7 .... x2 --->xl ---> UND-Gatter G4 -->Volladdierer ---> Stufe
x8. Er wird sodann in der Stufe x8 in dem nächsten Zifferntakt T1 gespeichert, während
die Dezimalkomma-Information folgenden Weg durchläuft: X8 -X7 --->... X2 #UND-Gatter
G5 ---> Volladdierer FA X8, wobei sie die Stufe X1 überspringt und in der nächsten
Periode T1 in der Stufe X7 gespeichert wird, wie in den Figuren 5(a) und 5(b) gezeigt
ist. Das Dezimalkommn kann um eine weitere Stufe nach rechts durch Abgabe derselben
Instruktionen in dem nachfolgenden Worttakt verschoben werden, wobei in diesem Fall
der Inhalt des Schieberegisters X in der folgenden Periode T1 die in Fig. 5(c) gezeigte
Form haben würde.
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Die Operation für die individuelle Linksverschiebung der numerischen
oder Dezimalkomma-Information ist analog zu der Rechtsverschiebung, so daß sich
eine Erläuterung erübrigt.
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Um den in dem Schieberegister X gespeicherten Inhalt zu einem anderen
Schieberegister (nicht gezeigt) zu übertragen, wird ein Gatter, das den Ausgang
des Volladdierers FA aufnehmen kann, und ein UND-Gatter G4 in einem geeigneten Takt
geöffnet.
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In der vorhergehenden Beschreibung wurden zur Vereinfachung verschiedene
Instruktionsgeneratoren als getrennte Anordnungen beschrieben. Es ist jedoch selbstverständlich
möglich, daß sie
in einer einzigen Einheit ausgeführt sind, wobei
beispielsweise ein nur zum Lesen vorgesehener Speicher (read-only memory) verwendet
werden kann.
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Im folgenden werden die Operationen der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungseinrichtung,
insbesondere des Volladdierers FA (Fig. 4), unter der Bedingung beschrieben, daß
beide Datensignale, die die entsprechenden Eingangsanschlüsse 11 und 12 des Volladdierers
FA betreffen, anstehen. In diesem Fall wird angenommen, daß diese Eingangsdatensignale
an den Eingangsanschlüssen 11 und 12 Dezimalzahlen (9) und (7) respektive, d. h.
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und und [00111] inder BCD-Form, sind.
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Es ist jedoch zu beachten, daß diese SCD-Signale [01001] und [00111]
beiden Eingangsanschid'ssen des Volladdierers FA Bit für Bit beginnend mit den am
weitesten rechts stehenden Bitsignalen in Abhängigkeit von den Bittaktsignalen tl
bis ffi in dieser Reihenfolge zugeführt werden. Folglich empfangen an dem Bittakt
t1 des Zifferntaktes T1 die Eingangsanschlüsse 11 und 12 des Volladdierers FA die
Signale 11111 respektive, und die Signale werden im folgenden an die Eingangsanschlüsse
des Halbaddierers 13 angelegt, so daß der Ausgang "Q" an dem Summenausgangsanschluß
des Halbaddierers 13 erzeugt wird. Der Inhalt der 1-Bit-Verzögerungsschaltung 14
ist "0". Dann ist kein Eingang an dem Sperreingangsanschluß des Sperrgatters G15
vorhanden, so daß der Ausgang des Sperrgatters G15 auf "0" steht.
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Daher ist der Eingang an jedem dieser Anschlüsse des Halbaddierers
16
auf ~0", und der Ausgang des Halbaddierers 16 ist auf "O". In anderen Worten ist
bei dem Bittakt tl der Ausgang des Volladdierers FA auf "O". Andererseits wird ein
Eingang von "1" ln an beiden Eingangsanschlüssen des UND-Gatters G10 aufgegeben,
so daß ein Ausgang "1" erzeugt wird, der durch das ODER-Gatter G13 durchgegeben
und als "1" in der 1-Bit-Verzögerungsschaltung 14 gespeichert wird.
-
In dem Bittakt t2 ist der Eingangsanschluß 11 auf llon, der Eingang
an dem Anschluß 12 auf "1" und der Summenausgang des Halbaddierers 13 daher auf
"1".
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Ferner steht außer während dem Bittakt t5 kein Eingang an dem Sperreingangsanschluß
des Sperrgatters G15 an, so daß das Trägersignal "1", das in der 1-Bit-Verzögerungsschaltung
14 gespeichert ißt, an dem Ausgangsanschluß des Sperrgatters G15 auftritt. Die Ausgänge
des Sperrgatters G15 werden an die EingangsanschlUsse der UND-Gatter G11 und G12
und des Halbaddierers 16 angelegt. Das Eingangssignal "1", das von dem Anschluß
12 angeführt wird, wird an den anderen Eingangsanschluß des UND-Gatters G12 angelegt.
Daher erzeugt das UND-Gatter G12 einen Ausgang "1", der durch das ODER-Gatter G13
hindurchtritt und in der 1-Bit-Verzögerungsschaltung 14 gespeichert wird. Die Eingänge
zu dem Halbaddierer 16 sind der Summenausgang "1", der von dem Halbaddierer 13 zugeführt
wird, und das Träger-Signal "1", das von dem Sperrgatter G15 zugefiüirt wird, Daher
erzeugt der Halbaddierer 16 einen Ausgang "O".
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Auf änliche Weise steht in dem Bittakt t3 der Eingang an den Eingangsanschlüssen
11 und 12 auf "O" bzw. "1", so daß der Ausgang des Halbaddierers 13 auf "1" steht.
Ein Trägersignal #1#' steht an dem Eingangsanschluß des Volladdierers 16 an, während
der Ausgang des Halbaddierers 13 auf "O" steht. In dem Bittakt t3 wird daher "O"
an dem Ausgangsanschluß 17 des Volladdierers FA erzeugt, und ein Trägersignal "1"
wird in der 1 -Bit-Verzögerungsschaltung 14 gespeichert.
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In dem Bittakt t4 sind die Eingänge zu den Anschlüssen 11 und 12 auf
"1" bzw. "O", so daß das Ausgangssignal des Halbaddierers 13 wieder "1" ist. Auch
das UND-Gatter G11 empfängt das Eingangssignal "1", das von dem Eingangsanschluß
11 zugeführt wird, und ein Trägersignal "1", das von dem Sperrgatter 15 erzeugt
wird, dessen Eingangssignal von der l-Bit-Verzögerungssobaltung 14 zugeführt wird.
Daher ist der Ausgang des UND-Gatters G11 auf ~1", wobei dieser Ausgang durch das
ODER-Gatter G13 hindurchtritt und in der Yerzögerungsschaltung 14 gespeichert wird.
Die Eingangsanschlüsse des Halbaddierers 16 nehmen respektive den Summenausgang
"1" von dem Halbaddierer 13 und das Trägersignal "1" auf, das den Ausgang von dem
Sperrgatter G15 darstellt.
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Folglich ist der Summenausgang des Halbaddierers 16 auf "O".
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Der Bittakt t5 ist der Zeitpunkt Für die Impulse, die ein Dezimalkomma
anzeigen. Es ist jedoch zu beachten, daß selbst, wenn der an den Volladdierer FA
anzulegende Inhalt ein Dezimalkommt Signal begleitet, das Dezimalkomma-Signal nicht
an die
Eingangsanschlu"sse 11 und 12 des Volladdierers FA angelegt
werden kann. Dies beruht darauf, daß beide Sperrgatter G9A und G9B durch das Bittaktsignal
t5 in den Sperrzustand gebracht sind. Folglich ist der Summenausgang des Halbaddierers
13 an dem Bittakt t5 auf "O". Andererseits wird das Bittaktsignal t5 durch die Leitung
15 an den Sperreingangsanschluß des Sperrgatters G15 angelegt. Folglich kann das
Trägersignal "1" in der Verögerungsschaltung 14 nicht an dem Ausgangsansohluß des
Sperrgatters G15 abgeleitet werden. Daher sind beide Eingangsanschlüsse des Halbaddierers
16 auf "0", und der Summenausgang des Halbaddierers 16 ist auf "0, In dem Bittakt
t5 empfängt das UND-Gatter G14 ein Trägersignal ~1" von der Verzögerungsschaltung
14 an einem Eingangsanschluß und das Bittaktsignal t5 an dem anderen Eingangsanschluß,
und das UND-Gatter G1 4 erzeugt ein Ausgangsßignal" 1", das durch das ODER-Gatter
G13 hindurchtritt und in der Verzögerugsschaltung 14 gespeichert wird.
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In dem Bittakt t1 des nachfolgenden Zifferntaktes T2 sind die Eingänge
fUr beide Anschlüsse 11 und 12 auf tritt respektive, und der Summenausgang des Halbaddierers
13 ist auf "o". Andererseits wird das Sperrgatter G15 wieder geöffnet, um das Trägersignal
~1" in Abhängigkeit von dem Ausgang der Verzögerungsschaltung 14 zu erzeugen. Der
Halbaddierer 15 hat daher Eingänge ~0" und ~1" und erzeugt dadurch den Summenausgang
"1".
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Ein Ausgang "1t' kann daher an dem Ausgangsanschluß 17 des Volladdierers
FA in dem Bittakt tl des Zifferntaktes T2 abgeleitet
werden. Wenn
die Eingang an beiden Ansohlässen 11 und 12 auf "O" sind, sind die Ausgänge der
UND-Gatter G10s-G11 und G12 auf "0", und der Inhalt der Verzögerungsschaltung 14
ist ebenfalls "0". Auf diese Weise wird Bil und [0111] addiert, um [10000] zu ergeben.
Der Übertrag von dem 4* Bit wird jedoch nicht in dem 5. Bit gespeichert, sondern
zu dem ersten Bit der nächsten Ziffer genommen.
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Die oben gegebene Erläuterung des Ausführungsbeispieles der Erfindung
wurde unter Bezug auf den Fall durchgeführt, wo die Dezimalkomma-Information in
dem 5. Bit gespeichert ist. Es ist jedoch selbstverständlich möglich, diese Information
in dem 1. Bit zu speichern, wobei in diesem Fall ein Impuls entlang der Leitung
15 in dem Bittakt t1 angelegt würde.
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Auch kann die Sperrung des Übertrages (carry) nicht nur für einen
Bittakt sondern Für zwei, drei oder soviele Bitperioden andauern, wie erforderlich
ist, wobei das Anlegen von Bittaktimpulsen entlang der Beitung 15 so ausgewählt
wird, um zu bewirken, daß der Übertrag die erforderliche Zahl von Bits überspringt.
In diesen Fällen wiirde ein Zifferntakt 6, 7 Bittakte enthalten.
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Fig. 6 zeigt ein anderes Ausf ührungsb ei spi el der vorliegenden
Erfindung, bei dem die maximale Zahl der zu verarbeitenden Ziffern leicht geändert
werden kann.
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Gemäß Fig. 6 hat ein Schieberegister X eine Vielzahl von Stufen xl
bis x12, wobei der Aufbau im wesentlichen ähnlich wie bei den Stufen xl bis x8 des
Schieberegisters X von Fig. 1 ist, die in drei Abschnitte xl, xR1, xR2 unterteilt
sind.
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Der Abschnitt xR1 besteht aus den Stufen x2 bis xr, während der Abschnitt
xR2 aus den Stufen x6 bis x12 besteht.
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Jede Stufe, beispielsweise die Stufe x12, ist aus Zellen mt, m2, m3,
m4 und dx zusammengesetzt, die fünf Bits entsprechen.
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Diese ünf Zellen jeder Stufe sind in Reihe geschaltet. Die Zellen
ml bis m4 jeder Stufe speichern die numerische Information, wahrend die Zelle dx
die Dezimalkomma-Information speichert.
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Die Reihenregister xR1 und xR2 sind miteinander in Reihe verbunden
und bestehen beispielsweise jeweils aus einem an sich bekannten dynamischen Schieberegister.
Die in dem Schieberegister X gespeicherte Information wird durch Taktimpulse (nicht
gezeigt) verschoben und wird gespeichert, wobei sie durch eine Umlaufbahn zirkuliert
wird. Die Periode, die zum Verschieben der Information durch eine Zelle zu einer
anderen erforderlich ist, ist gleich jedem der Bittaktsignale tl bis t5, wie in
Fig. 2 gezeigt ist. Daher ist die Zeit, die zum Verschieben der Information durch
eine Stufe zu einer anderen in dem Schieberegister erforderlich ist, gleich jedem
der Zifferntaktsignale T1 bis T12 (Fig. 2).
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Die Datensignale werden an einen Eingangsanschluß 21 des Schieberegisters
X angelegt. Der Ausgangsanschluß des'Scbieberegisters XR1, insbesondere der Ausgangsanschluß
der Stufe x2 ist mit einem Eingangsanschluß eines Sperrgatters G21 verbunden. Der
Ausgangsanschluß des Sperrgatters G21 ist mit einem Eingangsanschluß der Stufe xl
des Schieberegisters X durch ein ODER-Gatter G22 verbunden. Der Ausgangsanschluß
des ODER-Gatters G22 ist auch mit dem Eingangsanschluß 1g1 der orschaltung G verbunden,
deren Aufbau im wesentlichen gleich dem Aufbau der Torschaltüng G ist, die in Fig.
1 gezeigt ist.
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Der Ausgangsanschluß der Stufe x1 ist mit dem Eingangsanschluß 1g3
und dem 5-Bit-Verzögerungsschieberegister LR verbunden, dessen Ausgangsanschluß
mit dem Eingangsanschluß 1g2 der Torschaltung G verbunden ist.
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Andererseits#ist ein Verbindungspunkt 22 zwischen dem Ausgangsanschluß
der Stufe x6 und dem Eingangsanschluß der Stufe x5 an einen Eingangsanschluß eines
UND-Gatters G23 angeschlossen, dessen Ausgangsanschluß mit einem anderen Eingangsanschluß
des ODER-Gatters G22 verbunden ist.
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Ein Umschalter 23 ist vQrgesehen, um die maximale Zahl von zu verarbeitenden
Ziffern zwischen 8 Ziffern bis 12 Ziffern xmsuschalten. Ein Kontaktpunkt 23a des
Umschalters 23 ist mit einem Ausgangsanschluß eines Signalgenerators 24 verbunden,
der ein kontinuierliches, auf einem hohen Niveau liegendes Signal für den 8-Ziffern-Betrieb
erzeugt. Ein anderer Kontaktpunkt 23b
des Umschalters 23 ist mit
einem anderen Eingangsanschluß des UND-Gatters G23 und den Sperreingangsanachllissen
entsprechender Sperrgatter G21 und G24 verbunden.
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F1 bis F12 sind Flip-Flop-Schaltnngen von dem Verzögerungstyp.
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Die Flip-Flop-Schaltungen F1 bis F8 sind in Reihe geschaltet, während
die Flip-Flop-Kreise F9 bis F12 in ähnlicher Weise in Reihe geschaltet sind. Der
Ausgangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung F8 ist durch das Sperrgatter G24 mit dem
Eingangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung F9 verbunden.
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Ferner ist der Ausgangsanschluß jeder Flip-Flop-Sohaltung F1 bis F12
durch ein NOR-Gatter G25 mit dem Eingangsanschluß der Flip-Flop-Schaltung F1 verbunden.
Hohe Signale, die in einer der Flip-Flop-Schaltungen F1 bis F12 gespeichert sind,
werden einzeln in Abhängigkeit von fünf Taktimpulsen 5CP verschoben, die in den
Taktimpulsen Gr (nicht gezeigt) enthalten sind, die zur Erzeugung der Bittaktsignale
t1 bis t5 verwendet werden.
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In dieser Anordnung ist ein Ringzähler aus den Flip-Flop-Schaltungen
Fl bis F12 (oder F1 bis F8) und dem NOR-Gatter G25 zusammengesetzt, und die Zifferntaktsignale
T1 bis 12 (oder T1 bis T8) können erzeugt werden.
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Bei der nach der obigen BeschreibuFg aufgebauten Schaltung werden,
wenn der Schalter 25 zur Verbindung des Punktes 23a mit 23b eingestellt ist, die
hohen Signale von dem Signalgenerator 24 an den Eingangsanschluß des UND-Gatters
G23 und
den Sperreingangsanschluß des Sperrgatters G21 und das
Sperrgatter G24 angelegt, wodurch das UND-Gatter G23 geöffnet und die Sperrgatter
G21 und G24 geschlossen werden. Daher wird die in dem Schieberegister xR2 gespeicherte
Information verschoben und in dem folgenden Weg in Umlauf gebracht: Stufe x12 -->
Stufe x11 bis x6 fi UNDGatter G23 --> ODER-Gatter G22 > Stufe xi ~: Torschaltung
G --> Volladdierer FA Stufe --< x1 In diesem Fall ist das Schieberegister
zum Speichern der Dateninformation aus acht Stufen x12, x11, ... x6 und x1 zusammengesetzt.
Da das Sperrgatter G24 in dem Zifferntaktsignalgenerator geschlossen ist, sind die
Flip-Flop-Schaltungen 29 bis F12 abgetrennt. Ein 8-stufiger Ringzähler ist aus den
Flip-Flop-Schaltungen Fi bis B8 und dem NOR-Gatter G25 zusammengesetzt und bereit,
um die Zifferntaktsignale T1 bis T8 zu erzeugen.
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Folglich ist die in Fig. 6 gezeigte Datenverarbeitungseinrichtung
in der Lage, Daten mit bis zu 8 Ziffern zu verarbeiten.
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Wenn der Schalter 23 so eingestellt ist, daß der Kreis zwischen den
Punkten 23a und 23b geöffnet ist, werden keine hohen Signale von dem Signalgenerator
24 an die entsprechenden Sperreingangsanschlüsse der Sperrgatter G21 und G24 und
den Eingangsanschluß des UND-Gatters G23 angelegt. Daher sind das Schieberegister
XR2 und das Schieberegister XR1 in Reihe miteinander geschaltet, und die in dem
Schieberegister XR2 gespeich@te Information wird verschoben und auf dem folgenden
Weg zirkuliert: Stufen x12 bis x2 --> Sperrgatter G21 --> ODER-Gatter G22
-->Stufe Stufe xl
Torschaltung G --> Volladdierer FA -->Stufe
x12.
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In diesem Fall besteht das Register zum Speichern der Datensignale
aus zwölf Stufen. Auch ist die Flip-Flop-Schaltung B8 mit der Flip-Flop-Schaltung
F9 durch das Sperrgatter G24 verbunden. Die Flip-Flop-Schaltungen F1 bis F12 sind
in Reihe geschaltet, so daß sie einen Ringzähler mit zwölf Stufen mit dem NOR-Gatter
G25 bilden, wodurch die Zifferntaktsignale 1 bis T12 erzeugt werden können.
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Selbstverständlich sind in der Anordnung gemäß Fig. 6 die numerischen
Signale und das Dezimalkomma-Positionssignal, die an das Schieberegister X angelegt
werden, in derselben Form aufgebaut, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
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Ferner können die Zirkulation, die Rechts oder Linksverschiebung des
Inhaltes und arithmetrische Operationen zwischen zwei Datensignalen, die an die
beiden EingangsanschlUsse des Volladdierers angelegt werden, in im wesentlichen
derselben Weise durchgefuhrt werden, wie oben im Zusammenhang mit dem Ausfuhrungabeispiel
von Fig. 1 beschrieben wurde.
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Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß gemäß der Datenverarbeitungseinrichtung
von Fig. 6 die maximalen Ziffern der zu verarbeitenden Daten leicht geändert werden
können, ob das hohe Signal an den Punkt 23b angelegt ist oder nicht.
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Es ist jedoch zu beachten, daß, wenn die in Fig. 6 gezeigte Einrichtung
in einem LSI-Plättchen hergestellt wird, das Für einen elektronischen Rechner verwendet
wirdg der Punkt 23b lediglich ein Eingangsanschlußstift des LS,I-Plättchens sein
kann. Ein hohes oder niedriges Signal kann wahlweise an den Anschlußstift angelegt
werden, je. nachdem, ob das LSI-Plättchen fUr den 8-Ziffern-Elektronenrechner oder
den 12-Ziffern-Elektronenrechner verwendet wird.
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Es ist folglich ein Vorteil des Ausf'u1#'#ningsbeispieles von Fig.
6, daß das LSI-Plättchen, welches eine Einrichtung aufweist, wie sie in dem Ausführungsbeispiel
von Fig. 6 der vorliegenden Erfindung ge#eigt ist, effektiv f~ur Rechner mit einer
Kapazität von 8 oder 12 Ziffern verwendet werden kann.
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Die Zahl der Ziffern ist selbstverständlich nicht auf die Zahlen 8
oder 12 beschränkt, vielmehr kann jede gewünschte Zahl von Ziffern gewählt werden.
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Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausfahrungsbeispiel der Erfindung, bei dem
effektiv @erhindert werden kann, daß die Helligkeitsinterferenz zwischen zwei Figurenanzeigeröhren
auftritt8 In Fig. 7 weisen die Fluoreszenz-Anzeigeröhren V V2 .. V8 jeweils Platten-(Anoden)-Segmente
P1, P2 .... P8, ein Gitter (Steuerelektrode) und eine Kathode auf Es ist selbstverständlich
möglich, daß die Röhre eine gemeinsame Kathode hat, oder daß einzelne Röhren Mehrröhren-Einheiten
sind.
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Die Plattensegmente P1 bis P8 der Anzeigeröhre sind wie in Fig. 10
in an sich bekannter Weise angeordnet, und eine gewdnschte Figur oder ein Dezimalkomma
werden in Abhängigkeit von den Plattensegment-Wählsignalsn angezeigt, die wahlweise
an eines der Segmente angelegt werden. X ist ein Schieberegister, dessen Aufbau
und Betriebsweise im wesentlichen dem Schieberegister X in Fig. 1 gleich ist.
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31 ist ein Pufferregister, das die Ausgänge der Zellen dx, m4, m3,
m2, m1 der Stufe x1 des Scflleberegisters X aufnimmt und dessen Inhalt in Abhängigkeit
von Jedem Taktimpuls 5cp ausgelesen wird, der bei jedem 5. Taktimpuls des Taktimpulses
cp abgegeben wird. Diese Taktimpulse sind in den Zeichnungen nicht gezeigt.
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Ein Binär-in-Dezimal-Dekoder 32 nimmt die Ausgangsimpulse des Pufferregisters
31 auf, die den binär kodierten, in dem Pufferregister 31 gespeicherten Daten entsprechen,
setzt sie in die dezimale Form um und führt Impulse für die Auswahl der Anzeigeröhren
Plattensegmente zu, die den dekodierten Dezimaiwerten entsprechen.
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Sperr-(Antikoinzidenz)-Gatter A1 .... A8 haben je zwei Eingangsanschlu"sse,
von denen einer die Plattensegment-Wählimpulse für die Anzeigeröhren von dem Dekoder
32 und der andere, der Sperreingangsanschluß, das t5-Bittaktsignal aufnimmt.
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S1 .... S8 sind Plattensegment-Betätigungsschaltungen, von denen jeweils
ein Ausgangsanschluß mit den entsprechenden Plattensegnenten jeder Anzeigeröhre
V1 bis V8 verbunden sind und die bei Empfang von Pittensegment-W~ahlimpuleen von
den Sperrgattern Al ... A8 auf einem hohen Niveau liegende Impulse zufulir"en, um
das Potential der entsprechenden Anzeigeröhren-Plattensegmente anzuheben.
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T ist eine Schaltung zum Abgeben von Zifferntaktsignalen T1 8, die
einzeln durch geeignete Verbindungen an die Steuer elektroden der Anzeigeröhren
V1 .... V8 respektive angelegt werden.
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Im folgenden wird eine Erläuterung der Betriebsweise des Ausf\:ihrungsbeispieles
von Fig. 7 gegeben.
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Es sei angenommen, daß kein Bittaktsignal t5 an die Sperrein gangsanschlüsse
der Sperrgatter Al ... A8 angelegt wird, d. h.
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daß eine Vollwelle jedes Segmentwählimpulses an eine der Anzeigeröhren
V1 bis V8 angelegt wird und daß folglich die Helligkeitsinterferenz nicht eliminiert
wird.
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Ferner sei angenommen, daß das Schieberegister X die Zahl 34 speichert.
Diese Situation ist in Fig. 9 dargestellt. Die Zahl 34 ist selbstverständlich ~in
binär kodierter Dezimaldarstellung (0011) und (0100).
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Wenn der Inhalt des Registers X so wie in Fig. 9(1) in dem Zifferntakt
21 ist, hat der in den Zellen m4, m3, m2, ml der Stufe X1 des Registers X gespeicherte
Inhalt die Form (0100) (das Dezimalkomma in der Zelle dx wird später beschrieben).
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Diese Information (0100) wird in das Pufferregister 31 eingelesen,
das einen entsprechenden Ausgang erzeugt, der in den Dekoder 32 eingegeben wird.
Von dort werden die Plattensegment-Wählimpulse an die Sperrgatter Al .... A8 angelegt,
um die relevanten Anzeigeröhren-Plattensegmente zur Anzeige der Figur (4) zu betätigen.
In diesem Fall sind die Plattensegment-Wählimpulse von dem Dekoder 32 so, daß ~1"
(auf einem hohen Niveau liegende) Ausgangsimpulse von den Sperrgattern A2, A6, AS
und A7 allein abgeleitet werden, wobei dieser Ausgang die Plattensegment-Betätigungsschaltungen
S2, S6, S5 und S7 betätigt.
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Die hohen Impulse werden auf die Plattensegmente P2, P6, P5 und P7
in den Anzeigeröhren V1 bis V8 aufgeprägt.
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Ein ideales Segment-Wählsignal ist eine solche Rechteckwelle, daß
ein auf einem hohen Niveau liegendes Signal nur in einem einzigen vorbestimmten
Zifferntakt, beispielsweise in dem Zifferntakt T1, auftritt.
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Es ist jedoch zu beachten, daß die Wellenform der Segmentwählsilgnale
in der Praxis etwas deformiert ist, wie durch Pa in Fig. 8 gezeigt ist. Mit anderen
Worten, hat die Wellenform stirnseitige und rückwärtige Flanken, von denen eine
in unerwiinachter Weise in einem nachfolgenden Zifferntakt, beispielsweise in dem
Zifferntakt T2, auftritt.
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Auch wird ein Taktimpuls Tl an das Gitter der Anzeigeröhre V1 von
dem Zifferntaktsignalgenerator T angelegt, wobei die Wellenform so ausfällt, wie
bei @1 in Fig. 8 gezeigt ist. Während das Potential der Plattensegmente P2, P6,
PS und P7 aller Anzeigeröhren hochgehalten wird, ist daher die einzige Röhre, deren
Giter hochgehalten wird, die Röhre V1, deren Segmente P2, P6, P5 und P7 daher aufleuchten,
um die Figur (4) darzustellen, wie in Fig. 10(b) gezeigt ist.
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In dem nachfolgenden Zifferntakt T2 wird die Speicherung in dem Register
X verschoben, wie in Fig. 9(1) dargestellt ist, und die Zellen m4, m3, m3 und ml
der Stufe X1 speichern (3) in binären Kode, d. he (0011). Diese Information (0011)
wird in dem Pufferregister 31 gespeichert und dann als entsprechende Eingangsimpulse
an den Dekoder 32 aufgegeben, der zur Betätigung der Plattensegmente Pl, P7, P6,
P5-und-P4 eine~1" als Eingang an die Sperrgatter A1, A7, A6, AS und A4 zuführt,
deren Ausgänge die Plattensegment-Betätigungsschaltungen 81, S7, S6, S5 und S4 betätigen.
Dadurch werden auf einem hohen Niveau liegende Impulse an die Anzeigeröhren-Plattensegmente
Pl, P7, P6, P5 und P4 angelegt. Diese Impulse haben die Wellenform Pb (Fig. 8) und
stehen an den Plattensegmenten an. Ähnlich zu der Wellenform Pa hat die Wellenform
Pb eine hintere Flanke.
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Ferner wird ein Taktsignal T2 an das Gitter der#nzeigeröhre V2 von
dem Zifferntaktsignalgenerator T angelegt. Die Wellenform dieses Impulses ist durch
die Welle q2 in Fig. 8 gezeigt Folglich werden die Plattensegmente Pl, P7, P6, P5
und 14
aller Anzeigeröhren auf einem hohen Niveau gehalten. Die
Segmente P1, P7, P6, P5 und P4 der Anzeigeröhre V2 leuchten daher auf, so daß die
Figur (3) durch die Anzeigeröhre V2 angezeigt wird. Dies ist durch den kreuzschraffierten
Teil in Fig. 10(c) angedeutet.
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Es ist jedoch zu beachten, daß das Segment P2 der Anzeigeröhre V2
auch während der Periode ta aufleuchtet, die der hinteren Flanke der Welle des Signales
pa entspricht.
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Folglich leuchtet das Segment P2 außer den Segmenten Pl, P7, P6, P5
und P4, die normal ausgeleuchtet sind, leicht auf.
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Dann tritt die Helligkeitsinterferenz auf.
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Wenn jedoch das Bittaktsignal t5 an den Sperranschluß der Sperrgatter
Al bis h8 angelegt wird, werden die Sperrgatter Al bis A8 in jedem Bittakt t5 gesperrt.
Selbst wenn die Plattensegnient-Wählsignale Pa oder Pb an den AusgangsanschlUssen
des Dekoders 32 anstehen, werden folglich die Plattensegmente P4 bis P8 jeder Röhre
T1, V2 .... V8 an einem niedrigen Niveau bei jedem Bittakt t5 gehalten. Daher haben
die Wellenformen der Signale Pa' oder pbt, die an die Plattensegmente angelegt werden,
die durch die gestrichelte Linie in Fig. 8 gezeigte Form.
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Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß diese Plattensegment-Wähisignaie
pat und Pb nicht in den Takten T2 bzw. T3 auftreten, so daß das unerwünschte Segment
P2 der Anzeigerohre
V2 in den oben erwahnten Beispielen nicht aufleuchtet,
so daß die Helligkeitsinterferenz effektiv verhindert wird. Fernegist ersichtlich,
daß, solange der oben beschriebene Betrieb in einer sehr schnellen Sequenz wiederholt
wird, die Zahl "34" angezeigt und von dem menschlichen Auge ohne Schwierigkeiten
bei der Identifizierung der Zahl tl)4tB aufgenommen werden kann.
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Es ist ein Vorteil, daß der Helligkeitswirkungsgrad auf 4/5 gehalten
wird, so daß genügend Helligkeit der angezeigten Figuren erzielt werden kann, da
die Anzeige der Anzeigeröhren nur während 1/5 der Periode eines Zifferntaktes in
jedem Zifferntakt verschwinden kann.
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Um ein Dezimalkomma, dessen Signal in der Zelle dx der Stufe xl gespeichert
ist und an dem Bittakt t5 auftritt, anzuzeigen, wird dieses Dezimalkomma-Signal
in dem Pufferregister 31 während einem Zifferntakt gespeichert, wonach das Dezimalkomma-Signal
~1" an das Segment P8 der Anzeigeröhre angelegt werden kann, welches ein Segment
zur Anzeige des Dezimalkommas ist, so daß dieses Segment aufleuchtet.
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Die anderen Vorgänge zur Anzeige des Dezimalkommas sind im wesentlichen
dieselben wie die Vorgänge bei der Anzeige der Segmente P1 bis P7.
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Während die obige Beschreibung auf ein AusfUhrungsbeispiel mit elektronischen
Fluoreszenz-Anzeigeröhren für die Darstellung
bezogen war, hat
die Erfindung selbstverständlich viele andere Anwendungen, beispielsweise für die
Verwirklichung von Zeichen-Anzeigemustern mit fotoemittierenden Dioden.
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Obwohl in dem oben beschriebenen Ausf uhrungsbeiapiel die Impulsdauer
des Plattensegment-Wählsignales an dem Endabschnitt desselben entsprechend einem
Bittaktsignal t5 abgekürzt wird, um die Helligkeitsinterferenz zu verhindern, ist
es möglich, die Dauer jedes Zifferntaktimpulses abzukürzen, der an jedes der Steuergitter
der Anzeigeröhre angelegt wird, oder eine der Dauern des Wählsignales und das Taktsignal
abzuk~rzen.
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Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein weiteres AusfUhrungsbeispiel
eines Elektronenrechners zeigt, bei dem die erfindungsgemäße Datenverarbeitungseinrichtung
verwendet wird.
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Dieser elektronische Rechner weist eine Vielzahl Schieberegister auf,
von denen jedes in Aufbau und Betriebsweise im wesentlichen dem Schieberegister
X von Fig. 1 gleicht.
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In Fig. 11 sind in Reihe miteinander verbundene Schieberegister R1,
R2, R3 und R4 dargestellt, von denen jedes dieselbe Zahl von Stufen besitzt und
aus 5 Bits, nämlich einem Bit für das Dezimalkomma und vier Bits für die numerische
Information, zusammengesetzt ist. Gatter gl, g2 .... g10 und gil öffnen oder schließen
sich in Abhängigkeit von verschiedenen Signalen, die sie von einer Instruktionen
abgebenden Haupteinheit
M empfangen. 01, 02 und 03 sind ODER-Gatter,
und FA ist ein Volladdierer.
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Das Gatter g1 dient dazu, den in dem Schieberegister R4 gespeicherten
Inhalt durch das Register R4 selbst bei Aufnahme eines Instruktionssignales wiederholt
in Umlauf zu versetzen, das von der Instruktionseinheit M bzw. dem Signalgenerator
zugeführt wird. Das Gatter g2 wird geöffnet, während das Instruktionssignal U1 nicht
angelegt ist.
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Das Gatter g3 addiert ein 5-Bit-Reihenschieberegister R5 zu den Schieberegistern
Rl, X2, R3 und R4, die in Reihe miteinander geschaltet sind, um dadurch den in einem
der Schieberegister R1 bis R4 gespeicherten Inhalt nach links zu verschieben. Dieses
Gatter g4 kann bei Aufnahme des Signales U2 geöffnet werden, um den Inhalt an dem
Eingangsanschluß U2' nach links zu verschieben. Das Gatter g4 zirkuliert den Inhalt,
der in einem der Register Rl bis R4 gespeichert ist, durch alle Schieberegister
R1 bis R4. Dieses Gatter g4 wird bei Aufnahme des Signales U3 geöffnet, um an dem
Eingangsanschluß U3' eine normale Zirkulation zu bewirken. Wenn sich das Gatter
g3 öffnet, werden verschiedene Inhalte in dem folgenden Weg in Umlauf versetzt:
Register R1 -d Register R2 -+ Register R3 ^+ Gatter g2 > oder Gatter Oi -->Register
R4 --> Gatter g4 --> oder Gatter 02 --> Gatter gel 1 » Register R1. Dies
geschieht in Abhängigkeit von den Taktsignalen.
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Das Gatter g5 verschiebt den in einem der Schieberegister gespeicherten
Inhalt nach rechts. Wenn dieses Gatter geöffnet ist, wird ein Umlaufweg vollendet,
bei dem eine Stufe R42 des Schieberegisters R4 aus dem normalen Weg entfernt ist.
Das Gatter g5 wird durch das Instruktionssignal U4 geöffnet, um den Inhalt um eine
Stelle nach rechts zu verschieben, wobei dieses Signal von der Instruktionseinheit
M zugeführt und an dem Eingangsanschluß U4' aufgenommen wird. Das Gatter g5 ist
ein Gatter, welches, wenn es durch einen Instruktionsimpuls U4 (verschiebe um einen
Platz nach rechts) von der Instruktionseinheit M Silber seinen Anschluß U4' geöffnet
wird, eine um eine Stelle nach rechts erfolgende Vaschiebung des Inhaltes der Register
R1 .... R4 dadurch ermöglicht, daß ein einstufiger Abschnitt R42 des Registers R4
aus dem oben beschriebenen Zirkulationsweg ausgeblendet wird.
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Die Gatter g6 und g7 öffnen sich, damit der in den Registern R3 bzw.
R2 gespeicherte Inhalt auf das Register R1 übertragen werden kann. Die Gatter g9
und g10 öffnen sich, damit der Inhalt der Register R3 bzw. R2 an einen Einaangsanschluß
des Volladdierers FA zugeführt werden kann, wobei die Gatter durch Impuls U5, U6,
U8, U9 geöffnet wEden, die von der Instruktionseinheit M zugeführt und an die entsprechenden
Eingangsanschl-ti.sse U5', U6', U8', U91 angelegt werden.
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Das Gatter g8 öffnet sich bei Aufnahme eines Summen-Instruktionsimpulses
U7 von der Instruktionseinheit M an seinem Eingangsanschluß U7', um in das Register
R1 das Resultat der von
dem Volladdierer FA durchgefahrten Addition
des Einganges einzugeben, der ihm von dem Register R4 und durch das ODER-Gatter
05 zugeführt worden ist.
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Das Gatter G11 ist normalerweise offen, wird jedoch durch die Eingabe
eines Rücksetz-Instruktionsimpulses U10 an seinem Anschluß UlO' geschlossen, um
den in dem Register gespeicherten Inhalt zu löschen (auf Null zurUckzusetzen). UOt
ist ein Anschluß, um von einer äußeren Quelle eine numerische Information zur Speicherung
in den Registern einzugeben. Das Öffnen oder Schließen der Gatter in Fig. 1 1 kann
in der Zifferntaktperiode bewirkt werden. Auch kann diese Operation der Gatter bezüglich
der numerischen Information in den Bittakten t1 .... t4 allein oder beziiglich der
Dezimalkomma-Information in dem Bittakt t5 allein durohgeführt werden, wie oben
im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.
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Aus der vorhergehenden ausfahrlichen Beschreibung ist ersichtlich,
daß eines der Zusatzmerkmale der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß die Übertragung
und Verschiebung der numerischen Information und der Dezimalkomma-Positionsinformation
durch Vorsehung der Signalgatter-Anordnungen unabhängig durchgeführt werden.
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Ein weiteres Zusatzmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß, da die Dezimalkomma-Positionsinformation in einem einzigen und gemeinsamen
Schieberegister gespeichert werden kanne
das gleichzeitig zur Speicherung
der numerischen Information dient, wobei die Positionsinformation durch einen Zifferntakt
dargestellt wird, der bei Erzeugung des Dezimalkomma-Positionssignal es von der
Ausgangsstufe des Schieberegisters zur Verfügung steht, das Ausgangssignal des Schieberegisters
direkt verwendet werden kann, um die Figurenanzeigeröhren zu betreiben. Daher entfällt
die Notwendigkeit für Dekoder zum Dekodieren des Dezimllkomma-Positionssignales.