DE2643649B2 - Elektronischer Kleinrechner zum Addieren und Subtrahieren zweier ganzer Zahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Kleinrechner zum Addieren und Subtrahieren zweier ganzer Zahlen mit integrierten Schaltkreisen zum Ausführen dieser Rechenoperationen, mit einem den Schaltkreisen zugeordneten Tastenfeld zum Eingeben von Daten und Funktionen in den Rechner und einem Anzeigefeld mit elektro-optischen Anzeigeelementen, die mit den Ausgängen der integrierten Schaltkreise verbunden sind.

Der Rechner kann als Taschen- oder Tischrechner ausgebildet sein und soll Kinder beim Erlernen der mathematischen Grundprinzipien unterstützen.

Der Wert von Kleinrechnern als Unterrichtshilfe ist heute allgemein anerkannt. Der National Council of Teachers of Mathematics wendete sich erst kürzlich an die Lehrer, daß sie erkennen müßten, daß Rechner einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung des Unterrichts liefern könnten. Dies ist auch Inhalt einer Aussage des National Council, die in Verbindung mit einem Artikel über die Anwendung von elektronischen Rechnern in der Januarausgabe 1976 der Zeitschriften für Grund-

bo schullehrer »The Arithmetic Teacher« und »The Mathematics Teacher« veröffentlicht wurde.

Es bestehen jedoch erhebliche Meinungsverschiedenheiten bei Erziehungsfachleuten darüber, ab welchem Alter Kinder elektronische Rechner benutzen sollen. In einem Aufsatz mit dem Titel »Über Erziehung«, erschienen in The New York Times vom 24. 12. 75, erläutert der Präsident des National Council, Dr. E. G. Gibb, seine Bedenken, bereits Schüler der untersten

Grundklassen Rechner zur Verfügung zu stellen, da »Rechner nicht verwendet werden sollten, bevor nicht der Schüler Verständnis dafür hat, was der Rechner für ihn tut«.

George Crossman, der Vorsitzende des Mathematics Bureau of The New York City School System, meint ebenfalls, daß die Verwendung von Rechnern durchaus geeignet sei, das Interesse an der Mathematik zu wecken und zu fördern, meint jedoch laut dem erwähnte? Aufsatz in The New York Times, daß Rechner Schülern nicht vor dem siebten Schuljahr zur Verfügung gestellt werden sollten.

Obwohl die Mathematiklehrer in den Grundschulen überzeugt sind, daß elektronische Rechner das Lernen der Grundzahlen unterstützen und den Schülern eine gute Möglichkeit geben, ihre selbsterrechneten Rechenaufgaben schnell zu überprüfen, haben sie Bedenken, Rechner jungen Schülern auszuhändigen. Normalerweise lernt der junge Schüler die G™undzüge der Mathematik, indem die Aufgaben auf eine Tafel oder in ein Heft geschrieben werden; in dieser ersten Lernphase sollte der Schüler nicht mit Rechnern umgehen.

Der darin liegende Widerspruch, daß einerseits der Wert eines Rechners als nützliches Hilfsmittel für den Unterricht zugestanden, andererseits dieses Hilfsmittel den Schülern vorenthalten wird, solange sie η ent einige Jahre mit herkömmlichen Methoden unterrichtet worden sind, ist in erster Linie nicht durch den Widerstand der Lehrer gegen neue Unterrichtsmethoden begründet, sondern vor allem durch die Unzulänglichkeit der heute erhältlichen Rechnertypen.

Um diese Unzulänglichkeiten aufzuzeigen, sei angenommen, daß ein Schüler von seinem Lehrer aufgefordert wird, die Additionsaufgabe »24+19« an der Tafel zu lösen. Der Schüler wird die Aufgabe und das Resultat in der folgenden herkömmlichen Weise an die Tafel schreiben:

24 = 43

Wenn der Schüler aufgefordert würde, dieselbe Aufgabe mit Hilfe eines Rechners zu lösen, wird er zuerst die Zahl »24« eintippen, die auf einem normalerweise aus Leuchtdioden aufgebauten Anzeigefeld des Rechners aufleuchtet Als nächstes wird der Schüler die Taste mit dem Zeichen » + « drücken, wobei diese Aktion jedoch nicht im Anzeigefeld erscheint; vielmehr verbleibt dort die Zahl »24«. Dann wird der Schüler die Zahl »19« eintippen, wodurch die zuerst eingegebene Zahl »24« im Anzeigefeld gelöscht wird und dafür die zweite Zahl »19« erscheint. Um das Ergebnis der Rechnung zu erhalten, wird der Schüler nunmehr die Ergebnistaste mit dem Zeichen » = « drücken, wodurch im Anzeigefeld die Zahl »19« gelöscht wird und an deren Stelle das Resultat aufleuchtet

Kleinrechner, die auf diese Weise arbeiten, sind nur nützlich für Schüler, die bereits in ihren Kenntnissen der Mathematik weit vorgeschritten sind und daher verstehen, daß der Rechner die gleiche Rechnung wie diejenige an der Tafel ausführt, auch wenn dies auf dem Anzeigefeld nicht unmittelbar sichtbar wird. Doch für gerade eingeschulte Kinder, die Mühe haben, die einfachsten Prinzipien der Arithmetik zu erlernen, ist die beschriebene Art der Darstellung von Rechenaufgaben verwirrend, da nicht sämtliche Zahlen und Funktionszeichen, sondern lediglich die gerade eingegebene Zahl sichtbar dargestellt wird. Aus diesen Gründen befürworten Lehrer zwar die Verwendung von Rechnern für ältere Schüler, lehnen aber deren Einführung in den ersten Grundschulklassen ab.

Es ist jedoch eine Tatsache, daß die ersten'Schritte bei jedem Lernprozeß, sei es beim Lesen, Schreiben oder Rechnen, äußerst mühevoll für jeden Schüler sind, und

ίο daß der Ablauf und das Verstehen dieser Schritte die Haltung des Schülers gegenüber dem Lehrstoff wesentlich beeinflussen. Wenn ein junger Schüler bei seinen ersten Erfahrungen mit einem gegebenen Lehrstoff Enttäuschungen erlebt oder gar in seiner Fähigkeit gehemmt wird, Grundprinzipien zu begreifen, kann das seine Haltung gegenüber dem gesamten Stoff beeinflussen und seine Fähigkeiten beschneiden, in diesem Lehrstoff gute Kenntnisse zu erreichen.

Aus diesen Gründen schenken in der letzten Zeit Eltern und Lehrer dem Kindergarten immer mehr Aufmerksamkeit; hier können Spielen und Lernen so miteinander verbunden werden, daß das Kind dahingehend geführt wird, Grundlagen von Wissen und Fertigkeiten im Laufe der Teilnahme an einem Spiel

2, oder einer anderen es begeisternden Tätigkeit zu erfassen, wodurch es einen wesentlich leichteren und angenehmeren Zugang zu dem Lehrstoff hat.

Rechner in ihrem herkömmlichen Aufbau sind jedoch nicht geeignet von Vorschulkindern oder Schülern der

«ι ersten Grundschulklassen benutzt zu werden, da sie das spielerische Element beim Lernen wegen der aufgezeigten Unzulänglichkeiten nicht untersützen; gleichwohl sind sie für ältere Schüler oder Studenten geeignet, deren Interesse an der Mathematik zu wecken und zu

j > bekräftigen sowie den Lernprozeß zu unterstützen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen elektronischen Rechner, und zwar insbesondere dessen Bedienungs- und Anzeigeelemente so zu gestalten, daß der Rechner als wertvolles Hilfsmittel geeignet ist, Kinder und Schüler der ersten Grundklassen in die Grundprinzipien der Arithmetik einzuführen und ihnen insbesondere die Lösung von Additions- und Subtraktionsaufgaben klar zu machen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch

·»■-> gelöst, daß der Rechner folgende Merkmale aufweist:

(a) Das Tastenfeld des Rechners weist drei parallele Tastenreihen auf, wobei die Tasten der ersten bzw. zweiten Tastenreihe zur Eingabe der ersten bzw.

->(i zweiten Zahl jeweils den Ziffern »0« bis »9« zugeordnet sind und die dritte Tastenreihe Funktionstasten für Addition, Subtraktion und das Ergebnis aufweist;

(b) das Anzeigefeld weist drei parallele Gruppen von » Anzeigeelementen auf, wobei die Anzeigeelemente der ersten Gruppe Ziffernelemente zur Darstellung der über die erste Tastenreihe eingegebenen ersten Zahl sind, das erste Anzeigeelement der zweiten Gruppe ein Funktionselement zur Darstellung der

bo gewählten Rechenoperation und die übrigen Anzeigeelemente dieser Gruppe wiederum Ziffernelemente zur Darstellung der über die zweite Tastenreihe eingegebenen zweiten Zahl sind und die Anzeigeelemente der dritten Gruppe Ziffern-

b-> elemente zur Darstellung des Ergebnisses der Rechenoperation sind;

(c) die drei Gruppen der Anzeigeelemente auf dem Anzeigefeld sind in Anlehnung an die übliche

Schreibweise von Additions- oder Subtraktionsaufgaben untereinander angeordnet.

Bei einem Rechner gemäß der Erfindung kann der Schüler eine Rechenaufgabe analog der ihm gewohnten Schreibweise an der Tafel oder im Rechenheft lösen, wobei die gesamte Aufgabe in allen Schritten in der gewohnten Darstellung auf dem Anzeigefeld erscheint. Schüler, die zum erstenmal einfache arithmetische Aufgaben lösen müssen, können demnach diese Aufgaben zuerst an der Tafe:l oder in ihrem Heft ausarbeiten und gleich danach das gefundene Ergebnis auf dem Rechner in der ihnen gewohnten Weise nachprüfen, ohne daß ihnen hierbei ein Lehrer bei der Bedienung des Rechners zur Hand gehen müßte. Den Schülern wird auf dem Rechner gleichfalls dargestellt, ob sie die einzelnen Schritte des Rechenprozesses richtig aufgeschrieben haben.

Da zudem bei der Verwendung eines Rechners gemäß der Erfindung beim Drücken der Tasten für eine bestimmte Ziffer oder ein Symbol für eine Funktion jedesmal diese Ziffer oder das Symbol auf dem Anzeigefeld erscheint, ist die Betätigung der Tasten für den Schüler ein spielerischer Anreiz, der sein Interesse aufrechterhält

Zudem muß bedacht werden, daß in der heutigen expandierenden Industriegesellschaft, in der immer mehr bedeutende Erkenntnisse erzielt werden, auch eine Vielzahl von über Tasten zu bedienenden Maschinen etwa zur Datenverarbeitung und Prozeßsteuerung eingesetzt werden. Mit einem Kleinrechner gemäß der Erfindung erhält der Schüler neben der Unterrichtshilfe gleichzeitig die Kenntnis, wie im allgemeinen Tastenfelder auch solch komplizierter Maschinen zu bedienen sind. So lernt der Schüler durch die Benutzung des Rechners wie etwa Telefone mit Tastenfeldern, oder andere ähnliche zu bedienende Apparate anzuwenden sind. Bei einem Kleinrechner gemäß der Erfindung werden handelsübliche LED-Anzeigen (Light Emitting Diodes) und integrierte Schaltkreise verwendet, wie etwa bei Taschenrechnern der Hewlett-Packard Company, Palo Alto, Kalifornien, USA. Eine nähere Beschreibung dieser Elemente erübrigt sich daher; verwiesen sei auf die US-PS 38 63 060, in der ein Rechner mit integrierten Schaltkreiser zur Darstellung arithmetischer und anderer Funktionen beschrieben ist, die auf einer einzeiligen LED-Anzeige sichtbar gemacht werden.

Die handelsüblichen weitverbreiteten Rechner sind normalerweise mit Speichern ausgerüstet, die Register zum Speichern von numerischen Daten aufweisen, die über Tasten eingegeben werden können. Mit den eingegebenen numerischen Daten in einem oder mehreren Speichern können (durch Betätigen einer Funktionstaste) verschiedene arithmetische Operationen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation oder Division ausgeführt werden, deren Ergebnis dann sichtbar auf einem Anzeigeteld erscheint

Bei den üblichen Rechnern ist ein einziges Tastenfeld für die Ziffern 0 bis 9, sowie eine einzige zellenförmige Anzeige mit mehreren Stellen vorgesehen. Die Eingabe einer ganzen Zahl bzw. eines Operanden erfolgt durch sukzessives Betätigen der entsprechenden Tasten in der der Schreibweise gleichenden Reihenfolge:

Um etwa die Zahl 216 in den Rechner einzugeben, wird zunächst die Taste für die Ziffer »2«, dann die für die Ziffer »1« und schließlich diejenige für die Ziffer »6« Bedrückt Im Rechner werden diese Eingabewerte entsprechend dem verwendeten Code binär aufbereitet und in ein Eingangsregister übertragen. Nach Eingabe der letzten Ziffer wird eine Funktionstaste, z. B.

»minus«, »plus«, »Multiplikation« oder »Division« betätigt, womit dem Rechner gleichzeitig angezeigt wird, daß die Eingabe der gewünschten Zahl beendet ist.

Durch die Betätigung einer Funktionstaste wird der

Rechner zudem bereitgestellt, weitere numerische Daten aufzunehmen, die über das gleiche Tastenfeld

ίο eingegeben werden. Ferner werden dadurch die einzelnen Rechenschritte getrennt und eine Vermischung der eingegebenen Daten verhindert Üblicherweise wird dies dadurch erreicht, daß die in das Eingangsregister eingeschriebenen Daten in ein zweites 5 Speicherregister übertragen werden.

Bei herkömmlichen Kleinrechnern muß zur Addition zweier ganzer Zahlen demnach zunächst die erste Zahl in der beschriebenen Weise über die Tasten eingegeben werden. Die einzelnen eingegebenen Ziffern erscheinen gleichzeitig in der Anzeigenzeile durch Aufleuchten der entsprechenden Leuchtdioden. Nach Betätigen einer Funktionstaste, z. B. der »Plus«-Taste wird die zweite Zahl auf die gleiche Weise durch Drücken einzelner Tasten des gleichen Tastenfeldes in den Rechner eingegeben.

Wenn, wie im beschriebenen Fall, die »Plus«-Taste gedrückt wird, wird üblicherweise diese Operation auf dem Anzeigefeld nicht angezeigt; vielmehr verbleibt dort weiterhin sichtbar die zuerst eingegebene Zahl.

jo Wird jedoch die zweite Zahl eingegeben, so wird die Anzeige der ersten Zahl gelöscht und es erscheint auf dem Anzeigefeld die zweite Zahl Ziffer für Ziffer. Um das Ergebnis der gewünschten Aufgabe zu erhalten, wird die Funktionstaste »Ist gleich« (» = «) gedrückt.

wobei die zweite Zahl im Anzeigefeld gelöst wird und das Ergebnis erscheint Das »Ist gleich«-Zeichen erscheint in der Anzeige jedoch nicht

Im Unterschied zu herkömmlichen Taschen- oder Tischrechnern ist das Tastenfeld für die Eingabe der

jo Zahlern in zwei parallele Reihen mit Tasten für die Ziffern 0 bis 9 aufgeteilt, wobei die erste Zahl über die Tasten der ersten Reihe und die zweite, mit der ersten Zahl durch eine arithmetische Funktion verbundene zweite Zahl über die Tasten der zweiten Reihe in den Rechner eingegeben werden.

Das Anzeigefeld ist dreizeilig und zweigt die eingegebenen Zahlen, die gewünschte arithmetische Verknüpfungsfunktion (»Plus«, »Minus«) sowie das Gleichheitszeichen und das Ergebnis in untereinander angeordneten Zeilen an. Die Anzeige entspricht der vor Schülern gewohnten Schreibweise etwa an der Schultafel oder im Schulheft

Der Rechner gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für Kinder im Vorschulalter und in den erster Schuljahren, die erstmals mit einfachen arithmetischen Operationen umgehen müssen. Aus diesen Gründen ist die Rechenkapazität des Rechners beschränkt aul Addition und Subtraktion, wobei negative Resultate ausgeschlossen sind. Der Rechner soll die Schüler beim Erfassen einfacher Aufgaben unterstützen, was Voraussetzung für das Begreifen und Lösen kompliziertei Aufgaben ist

Auch aus diesen Gründen ist die Addition und Subtraktion auf maximal dreistellige Zahlen begrenzt so daß für die Anzeige des Rechenergebnisses nur viei Stellen vorgesehen sind. Gleichwohl ist die Erfindung nicht auf diesen Rahmen beschränkt, so daß Anzeigen in größerem Format, etwa an der Schultafel selbst, odei

komplizierte Rechenoperationen durchaus vorgesehen werden können.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei stellen dar

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Kleinrechners gemäß der Erfindung mit einem dreizeiligen Anzeigefeld in perspektivischer Ansicht,

F i g. 2 die Aufteilung des Anzeigefeldes des Rechners und die

F i g. 3 ein Blockdiagramm der elektronischen Komponenten des Rechners.

In F i g. 1 ist ein Kleinrechner in Form eines Tischrechners dargestellt, dessen Gehäuse 10 nicht näher dargestellte integrierte Schaltkreise zur Berechnung arithmetischer Operationen aufnimmt, die über Tasten eines Tastenfeldes 11 eingegeben werden. Mit dem Gehäuse 10 ist eine gegen dieses leicht geneigte Anzeigetafel 12 mit einem LED-Anzeigefeld verbunden. Im Gehäuse 10 sind ferner nicht gezeigte Batterien für die integrierten Schaltkreise und für die Speisung der Leuchtdioden des Anzeigefeldes angeordnet. Selbstverständlich ist es möglich, daß abweichend von der dargestellten Form das Anzeigefeld in das Gehäuse integriert ist.

Das Tastenfeld 11 ist in drei parallele, gleichlange, horizontale Tastenreihen aufgeteilt; die oberste Reihe HA enthält zehn Tasten für die Ziffern 0 bis 9; die zweite, mittlere Reihe 115 ist gleich aufgebaut; die dritte, unterste Reihe llCumfaßt fünf Funktionstasten. Die erste Taste der dritten Reihe ist eine »Plus«-Taste (Addition), die zweite eine »Minus«-Taste (Subtraktion), die dritte eine »Ist-gleich«-Taste und die vierte eine Löschtaste. Mit der fünften Taste wird der Rechner anoder ausgeschaltet.

Mit den Tasten der ersten Reihe WA kann ein Schüler, der eine Rechenaufgabe lösen will, die erste Zahl als Operanden eingeben; diese Zahl erscheint in einer ersten Zeile des Anzeigefeldes, wie dies in der F i g. 1 für die Zahl »800« gezeigt ist Die einzelnen Ziffern im Anzeigefeld leuchten auf, sobald die entsprechende Zifferntaste gedruckt ist Die erste Zeile des Anzeigefeldes hat drei Stellen, an denen zur Darstellung der eingegebenen Ziffern entsprechende noch zu beschreibende LED-Gruppen vorgesehen sind.

Die zweite Zahl der Rechenaufgabe — in diesem Fall »200« — wird vom Schüler mit den Tasten der zweiten Reihe 11B des Tastenfeldes eingegeben; diese Zahl wird in der zweiten Zeile des Anzeigefeldes sichtbar. Durch diese Aufteilung des Tastenfeldes für die einzugebenden Zahlen in zwei Tastenreihen, werden Eingabefehler des Schülers, wie sie bei einem einzigen Tastenfeld auftreten, vermieden; die Aufteilung entspricht nämlich der tatsächlichen, vom Schüler an der Tafel oder im Heft gewohnten Schreibweise.

Bevor die zweite Zahl eingegeben wird, muß der Schüler die Funktionstaste »Plus« oder »Minus« drücken und dem Rechner damit die gewünschte mathematische Operation anzeigen. Das gewählte Funktionszeichen, in der Fig. 1 das Zeichen +, wird ebenfalls in der zweiten Zeile des Anzeigefeldes in einer separaten vierten Stelle sichtbar dargestellt Unter der zweiten Zeile des Anzeigefeldes ist auf der Anzeigetafel 12 eine Linie 13 aufgedruckt, die die zweite Zeile von einer dritten Zeile des Anzeigefeldes trennt, in der das Ergebnis — in diesem Fall »1000« — aufgezeigt wird. Damit der Rechner die gewünschte mathematische Operation ausführt, wird die Funktions- bzw. Ergebnistaste » = « gedrückt, wobei das Gleichheitszeichen ebenfalls in der dritten Zeile des Anzeigefeldes vor der vierstelligen Ziffernanzeige dargestellt wird.

Durch die beschriebene Art der Darstellung einer Rechenaufgabe auf dem Anzeigefeld, die der Darstellung auf einer Tafel entspricht, wird dem Schüler einleuchtend klar gemacht, wie eine einfache Rechenaufgabe ausgeführt werden soll.

Die Löschtaste »Θ« in der dritten Reihe HC des ίο Tastenfeldes dient dazu, die eingegebene Information wieder zu löschen, wodurch der Rechner zur Annahme einer neuen Aufgabe bereitgestellt wird.

Beim Einschalten des Rechners durch Drücken der »An/Aus«-Taste wird der Rechner automatisch zurückgesetzt, und ist, wie bei Betätigung der Löschtaste, zur Annahme einer neuen Rechenaufgabe bereit.

Zusammengefaßt kann die Lösung einer Rechenaufgabe mit Hilfe des Rechners folgendermaßen dargestellt werden:

(A) Zunächst wird die erste Zahl der Aufgabe mit den Tasten der ersten Reihe 11/4 des Tastenfeldes beginnend mit der ersten Ziffer eingegeben; die Zahl wird auf dem Anzeigefeld in der ersten Zeile 12Λ dargestellt;

(B) Danach wird die gewünschte Funktionstaste » + « oder » — « gedrückt, wobei das Funktionszeichen in der zweiten Zeile des Anzeigefeldes aufleuchtet;

(C) Danach wird die zweite Zahl durch Betätigen der Zifferntasten der zweiten Reihe 115 des Tastenfeldes wiederum beginnend mit der ersten Ziffer eingegeben; diese Zahl wird in der zweiten Zeile des Anzeigefeldes sichtbar;

(D) Schließlich wird die Ergebnistaste gedrückt, wobei das Gleichheitszeichen und das Ergebnis der Rechenaufgabe in der dritten Zeile des Anzeigefeldes erscheinen.

Das dreizeilige Anzeigefeld, das in Fig.2 näher dargestellt ist besteht aus drei parallel untereinander angeordneten Gruppen 12Λ, 12.5 und 12C von LED-Elementen. Die obere Gruppe \2A, die der Darstellung der ersten eingegebenen Zahl dient, bildet eine Zeile aus drei Leuchtdiodeneinheiten mit je sieben Segmenten a—g, mit denen durch entsprechende Ansteuerung jede Ziffer zwischen 0 und 9 dargestellt werden kann. Werden alle Segmente angesteuert erscheint die Ziffer »8«, werden alle Segmente bis auf das mittlere horizontale Segment # angesteuert so wird die Ziffer »0« sichtbar.

Die zweite Gruppe 125 besteht aus vier LED-Einheiten; die erste Einheit weist vier in Kreuzform angeordnete Leuchtdioden auf, mit denen bei Ansteuerung aller Segmente das »Plus«-Zeichen, bei Ansteuerung lediglich der horizontalen Segmente das »Minus«- Zeichen darstellbar ist Die sich daran anschließenden drei Einheiten aus Leuchtdioden mit sieben Segmenten sind wie die Gruppe der ersten Zeile aufgebaut und dienen zur Darstellung der zweiten in den Rechner eingegebenen ZahL

Die untere Gruppe, mit der das Ergebnis der Aufgabe angezeigt wird, ist eine Zeile aus fünf Einheiten, wobei die ersten Einheit zwei Segmente zur Darstellung des Gleichheitszeichens, die zweite ein vertikales Segment zur Darstellung der Ziffer »1« und die drei verbleibenden Einheiten wiederum sieben Segmente aufweisen.

Da als größte dreistellige Zahl »999« als erste oder zweite Zahl eingegeben werden kann, und die Summe

dieser Zahlen 1998 ist, ist ersichtlich, daß bei der vierstelligen Ziffernanzeige in der untersten Linie des Anzeigefeldes die erste Stelle maximal »1« sein kann.

Die elektronische Schaltung des Rechners weist eine« integrierten Rechenbaustein in Chipform aus, dessen Eingänge über eine Kontrollschaltung 15 mit den Tastern des Tastfeldes 11 und dessen Ausgänge mit den einzelnen Segmenten der Leuchtdioden der Zeilen 12A, und 12Cauf der Anzeigetafel 12 verbunden sind.

Die integrierten Schaltkreise des Rechners sind so ausgelegt, daß fehlerhafte Eingaben des Schülers nicht berücksichtigt werden. Als Beispiele seien hier genannt:

(A) Nach Betätigen der Ergebnistaste »=« werden weitere Eingaben nicht berücksichtigt, es sei denn, die Löschtaste »Θ« wird gedrückt. Falls demnach einmal das Ergebnis auf dem Anzeigefeld erscheint, kann dieses nur gelöscht werden, um den Rechner für eine neue Aufgabe vorzubereiten.

(B) Falls die Löschtaste »Θ« gedrückt und damit auch die Anzeige gelöscht wurde, wird die Eingabe einer »0« als erste Ziffer über die Tastenreihe 11Λ unterdrückt, da eine »0« als erste Ziffer einer einzugebenden ganzen Zahl nicht vorkommt

(C) Wenn der Schüler über die erste Tastenreihe 11.4 bereits eine dreistellige Zahl eingegeben hat:, werden weitere über diese Tastenreihe eingegebene Ziffern nicht berücksichtigt, da der Rechner maximal dreistellige Zahlen annimmt.

(D) Nach Eingabe der »Plus«- oder »Minus«-Funktion werden sämtliche Eingaben über die erste Tastenreihe HA nicht berücksichtigt, es sei denn, die Löschtaste »Θ« würde vorher gedrückt, da nach Auswahl der mathematischen Verknüpfungsfunktion die erste Zahl nicht mehr geändert werden kann.

(E) Wird die »Plus«- oder »Minus«-Taste gedrückt, bevor eine erste Zahl eingegeben wurde, so ist dieses unschädHchi da zunächst diese Zahl eingegeben werden muß.

(F) Ebenso wird die Eingabe einer »0« nicht berücksichtigt, wenn sie direkt nach Drücken der »Plus«- oder »Minus«-Taste als erste Ziffer der zweiten Zahl erfolgt, da es eine mehrstellige ganze Zahl mit einer »0« an erster Stelle nicht gibt

(G) Sobald über die zweite Tastenreihe WB eine dreistellige Zahl eingegeben worden ist, werden weitere Eingaben über Tasten dieser Reihe nicht mehr angenommen, da der Rechner auf dreistellige Zahlen als Operanden beschränkt ist

(H) Alle Eingaben über die Tasten der zweiten Reihe 11B werden nicht berücksichtigt, wenn nicht vorher die »Plus«- oder »Minusw-Taste gedrückt wird, da die gewählte Funktionstaste vor der Eingabe der zweiten Zahl gedrückt werden muß.
(I) Vor der Eingabe der zweiten Zahl über die Tastenreihe 11.0, wird die Eingabe der Ergebnistaste » = « nicht in den Rechner übernommen, da ein Resultat ohne Eingabe einer zweiten Zahl nicht erhältlich ist.

(J) Werden zwei oder mehr Tasten gleichzeitig gedrückt, reagiert der Rechner so, als ob überhaupt keine Eingabe erfolgt wäre.

Das Anzeigefeld wird gelöscht entweder durch Drücken der »An/Aus«-Taste oder der Löschtaste. Alle richtigen Eingaben erscheinen gleichzeitig mit der Eingabe auf dem Anzeigefeld; das Gleichheitszeichen und das Ergebnis leuchten nach einer richtigen Eingabe auf. Ist das Ergebnis negativ, so wird eine Anzeige des Ergebnisses unterdrückt. Wenn demnach der Schüler als erste Zahl »150«, als Funktion »Minus« und als zweite Zahl »200« eintippt, so erscheint nach Drücken der Ergebnistaste keine Anzeige des negativen Resultates.

Durch eine derartige Programmierung ist der Rechner gegen falsche Eingaben des Schülers gesichert und zeigt auch keine mathematischen Aufgaben und deren Ergebnisse an, die den Schüler irreführen oder über dessen Verständnis hinausgehen. Der Rechner berechnet daher nur Additions- oder Subtraktionsaufgaben, bei denen die einzelnen Operanden nicht mehr als dreistellig und das Ergebnis nicht mehr als vierstellig sind. Diese Beschränkungen sind durch den Aufgabenstoff gegeben, den ein Schüler in den ersten Grundkursen in der Mathematik verarbeiten muß. Der Rechner ist insbesondere dafür gedacht, daß der Schüler zunächst eine Rechenaufgabe selber mit Papier und Bleistift oder an der Tafel löst und danach seine Rechnung mit dem Rechner überprüft, mit Hem ihm das richtige Resultat auf dem Anzeigefeld angezeigt wird.

Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen des Rechners als die beschriebene denkbar, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird. Zum Beispiel können die Tastenreihen anstatt horizontal auch vertikal angeordnet, sein. Anstelle der LED-Anzeigeelemente können andere elektrooptische Anzeigen verwendet werden. Ebenso kann das Gleichheitszeichen bereits auf die Anzeigetafel gedruckt sein, anstatt erst beim Drücken der Ergebnistaste durch Leuchtdioden dargestellt zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektronischer Kleinrechner zum Addieren und Subtrahieren zweier ganzer Zahlen mit integrierten Schaltkreisen zum Ausführen dieser Rechenoperationen, mit einem den Schaltkreisen zugeordneten Tastenfeld zum Eingeben von Daten und Funktionen in den Rechner und einem Anzeigefeld mit elektrooptischen Anzeigeelementen, die mit den Ausgängen der integrierten Schaltkreise verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Das Tastenfeld (11) des Rechners weist drei parallele Tastenreihen (HA, WB, WC) auf, wobei die Tasten der ersten bzw. zweiten Tasienreihe (IM bzw. WB) zur Eingabe der ersten bzw. zweiten Zahl jeweils den Ziffern »0« bis »9« zugeordnet sind und die dritte Tastenreihe (WC) Funktionstasten » + «, » —«, »=«) für Addition, Subtraktion und das Ergebnis aufweist;

b) das Anzeigefeld (12) weist drei parallele Gruppen (Zeilen 12A, X2B, 12C) von An2:eigeelementen auf, wobei die Anzeigeelemente der ersten Gruppe (i2A) Ziffernelemente zur Darstellung der über die erste Tastenreihe (WA) eingegebenen ersten Zahl sind, das erste Anzeigeelement der zweiten Gruppe (12B/ ein Funktionselement zur Darstellung der gewählten Rechenoperation (» + «, » —«) und die übrigen Anzeigeelemente dieser Gruppe (12.BJ wiederum Ziffernelemtnte zur Darstellung der über die zweite Tastenreihe (WB) eingegebenen zweiten Zahl sind und die Anzeigeelemente der dritten Gruppe (12CJ Ziffernelemente zur Darstellung des Ergebnisses der Rechenoperation sind;

c) die drei Gruppen (i2A, 12Ä, 12CJ der Anzeigeelemente auf dem Anzeigefeld sind in Anlehnung an die übliche Schreibweise von Additions- oder Subtraktionsaufgaben untereinander angeordnet.

2. Elektrischer Kleinrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenreihen (11/4, WB, WC)horizontal angeordnet sind.

3. Elektronischer Kleinrechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner als Tischrechner ausgebildet ist und ein Gehäuse (10) zur Aufnahme des Tastenfeldes (11) und der integrierten Schaltkreise (14, 15) aufweist, und daß das Anzeigefeld auf einer Anzeigetafel (12) angeordnet ist, die aus dem Gehäuse (10) herausragt und gegen dieses leicht geneigt ist.

4. Elektronischer Kleinrechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenri2;eichnet, daß die erste und zweite Gruppe (12Λ, Uli) der Anzeigeelemente jeweils drei Ziffernelemente und die dritte Gruppe (12CJ vier Ziffernelemente aufweisen.

5. Elektronischer Kleinrechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Tastenreihe (11 C) eine Löschtaste (Θ) zum Löschen der gesamten in den Rechner eingegebenen und auf dem Anzeigefeld dargestellten Daten aufweist.

6. Elektronischer Kleinrechner nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner batteriebetrieben ist, und daß die dritte Tastenreihe (UQ eine »An/Aus«-Taste zum Ein- und Ausschalten des Rechners aufweist, die den integrierten Schaltkreisen (14, 15) derart zugeordnet ist, daß beim Betätigen der Taste die im Rechner gespeicherten und auf dem Anzeigefeld dargestellten Daten gelöscht w erden.

7. Elektronischer Kleinrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Schaltkreise (14,15) eine Sperrschaltung zum Verhindern der Ausgabe von negativen Resultaten von Rechenaufgaben aufweisen.

8. Elektronischer Kleinrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrschaltung zum Unterdrücken, von Eingaben in den Rechner über die zwei ie Tastenreihe (WB) vor Betätigen einer Funktionstaste (»+«,» — «) vorgesehen ist

9. Elektronischer Kleinrechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld zwischen der zweiten und dritten Gruppe (12ßbzw. 12CJ der Anzeigeelemente eine sichtbare, insbesondere aufgedruckte Linie (13) aufweist

10. Elektronischer Kleinrechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritten Gruppe (12CJ der Anzeigeelemente auf dem Anzeigefeld ein weiteres, das Gleichheitszeichen (» = «) darstellendes Anzeigeelement vorangestellt ist

11. Elektronischer Kleinrechner nach einem der Ansprüche 1,4 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente aus Leuchtdioden (LED a bis g) bestehen.