DE2718174A1

DE2718174A1 - Alphanumerisch/grafische darstellungseinrichtung

Info

Publication number: DE2718174A1
Application number: DE19772718174
Authority: DE
Inventors: Jack Arthur Gilmore; Jack Duane Grimes; Hiro Moriyasu; Jun George Irvin Rhine
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1976-10-26
Filing date: 1977-04-23
Publication date: 1978-05-03
Also published as: JPS5353927A; NL7704289A; FR2369632A1

Description

Dipl.-lng. Peter-C. S ro led Patentanwälte

4 Düsseldorf 1 ■ Schadowplatz 9

Düsseldorf, 21. April 1977

PF 2318A-4
7725

Tektronix, Inc.

Beaverton, Oreg., V. St. A.

Alphanumerisch/grafische Darstellungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine alphanumerisch/grafische Darstellungseinrichtung, mittels der auf einer Kathodenstrahlröhre eine Sichtdarstellung von alphanumerischen und grafischen Informationen wiedergegeben werden kann.

Die Sichtdarstellung von digital vercodeten alphanumerischen Zeichen und anderen Symbolen auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre ist der inzwischen üblich gewordene Weg, um zu digital vercodeten Daten, die in einem Informationsverarbeitungssystem verwendet werden, einen schnellen Zugang zu erhalten. Es ist auch üblich geworden, digital vercodete grafische Daten sowie Symbole auf Papier sichtbar zu machen, um so schnellen Zugang zu digital codierten Daten zu erlangen, die in einem Informationsverarbeitungssystem verwendet werden. Diese Einrichtungen umfassen im allgemeinen einen "Gastcomputer", der über Telefonleitungen mit einer Endstelle in Verbindung steht, die den alphanumerischen Eingang und Ausgang bildet. Des weiteren kann ein Rechner oder eine ähnliche Einrichtung für den grafischen Eingang, ein Plotter für den grafischen Ausgang, sowie ein Magnetbandsystem für Programmladung und Datenspeicherung vorgesehen sein.

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Telefon (0211) 32 08 58 Telegramme Custopat

Ein Nachteil der bisher bekannten Systeme liegt darin, daß diese nur alphanumerische Zeichen auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre und die grafischen Darstellungen nur auf dem Papier wiedergeben können. Außerdem ist die Anwendung eines Gastcomputers, der über Telefonleitungen angesprochen wird, aufwendig. Die Speicherfähigkeiten sind begrenzt und Computersprachen können nur im begrenzten Umfange verwendet werden.

In einer von der Anmelderin stammenden älteren Patentanmeldung P 26 47 897.7 wird nun ein System vorgeschlagen, bei dem viele der vorgenannten Probleme bereits im Grundsatz gelöst werden. Die einzelnen Blöcke des Systems sind alle bereits seit längerem im Handel und ihre Funktionsweise dem Fachmann geläufig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bereits vorgeschlagene System noch vielseitiger anwendbar zu gestalten und weiter auszubauen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung der eingangs genannten Art, die mit einer Kathodenstrahlröhre mit steuerbaren Darstellungsmitteln für die Sichtdarstellung von Informationen sowie mit einer Tastatur versehen ist, einschließlich mehreren Tasten zur Erzeugung von digital codierten alphanumerischen und grafischen Signalen, die die darzustellende Information repräsentieren. Erfindungswesentlich sind elektronischen Schaltungen, die mit der Tastatur und der Kathodenstrahlröhre verbunden sind und mit denen die codierten alphanumerischen und grafischen Signale zur Darstellung auf der Kathodenstrahlröhre digital verarbeitet werden, wobei diese Schaltungen Festwertspeicher zur Speicherung von adressierbaren Programminstruktionen enthalten, die auch getrennte Routinen zur Lieferung von grafischen und alphanumerischen Daten umfassen. Des weiteren sind Speicher mit direktem Zugriff vorgesehen, um Zwischenergebnisse dieser Routinen zu speichern, außerdem Mikroprocessoren, um die Prograiraninstruktionen aufzunehmen und auszuführen und die Daten zu erzeugen,

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des weiteren periphere Interface-Adaptoren, um die Kathodenstrahlröhre und die Tastatur wirksam miteinander zu verbinden.

Besonders günstig ist es, wenn die verwendete Kathodenstrahlröhre eine Direktsicht-Speicherkathodenstrahlröhre, insbesondere eine bistabile Speicherkathodenstrahlröhre ist.

Auch ist es bei der vorliegenden Anordnung zweckmäßig, Einrichtungen vorzusehen, mittels der die auf der Kathodenstrahlröhre wiedergegebene Information auch auf eine Hartkopie übertragen werden kann.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann gemäß einer noch anderen Ausführungsform auch so erweitert werden, daß durch entsprechende Eingaben über die Tastatur oder auch über andere Steuereinrichtungen bestimmte Teile der Sichtdarstellung verstärkt wiedergegeben werden können.

Die Steuereinrichtungen können aus einem Gerät bestehen, das einen in mehrere Richtungen schwenkbaren Hebel aufweist, wobei dieser Hebel je nach seiner Stellung bestimmte zweidimensionale Koordinatendaten liefert. Eine weitere Eingabemöglichkeit ergibt sich durch die Tastatur, die gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung nicht nur alphanumerische Zeichen wie Buchstaben, Zahlen und Symbole einzugeben ermöglichen, sondern auch Funktionen, Korrekturen, Programmbefehle und andere Informationen.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird ein außerordentlich vielseitiges und kompaktes Gerät geschaffen, das an vielen Stellen die Notwendigkeit von Rechnern, die über Telefonleitungen anzusprechen sind, beseitigt und dadurch die Betriebskosten erheblich senkt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung verwendet eine Computersprache hohen Niveaus, die die Programmierung sehr vereinfacht, enthält eingebaute Recheneinrichtungen, ist mit einer Bandeinheit

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verbindbar und gibt die Möglichkeit, auf der gleichen Darstellungseinrichtung sowohl alphanumerische Zeichen wie auch grafische Darstellungen zu liefern. Zusätzlich gibt die erfindungsgemäße Einrichtung bei Bedarf auch die Möglichkeit, einen Gastcomputer in herkömmlicher Weise zu verwenden, des weiteren sind Einrichtungen vorgesehen, um auch grafische Plotter anzuwenden sowie Vorrichtungen, um Positionsanzeigen zu liefern, außerdem können noch andere periphere Einrichtungen zugeschaltet werden.

Grundsätzlich besteht das erfindungsgemäße System aus einer Einheit, die auf einem Schreibtisch aufgestellt werden kann und eine Sichtdarstellung einer grafischen Endstelle mit der Rechenleistung eines wissenschaftlich programmierbaren Rechners verbindet. Das System kann als ein für sich verwendbarer und programmierbarer Rechner benutzt werden oder auch unter Hinzuziehung von Übertragungs-Interface als grafische Endstelle mit Rechenfähigkeiten. Ein besonders günstiges System gemäß der Erfindung enthält folgende Bestandteile: ein 8-Bit-Microprocessor, ein 8-K-Byte-Speicher mit direktem Zugriff, ein Direktsicht-Speicherrohr von etwa 30 cm Diagonaldurchmesser (mit Hartkopiereinrichtung), eine eingebaute Magnetbandeinheit sowie ein erweiterter Sprachübersetzer für die Computersprache "Basic". Das erfindungsgemäße System kann die gleichen Verarbeitungsfunktionen handhaben, die normalerweise durch andere Rechensysteme gehandhabt werden, die auf einem Computer aufbauen.

Die Primäreingabe-Einrichtung des erfindungsgemäßen Systems ist eine übliche Endstellentastatur mit einer getrennten numerischen Tastenkonsole für die Dateneingabe. Befehle in "Basic"-Sprache werden verwendet, um das System zu programmieren, wobei diese Sprache eine erweiterte Version der Computersprache "Basic" (Abkürzung für "Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code") für Zeitmultiplex ist, wobei sich die Erweiterung auch auf die Bereiche grafischer Grundeinheiten, vereinheitlichter Eingabe/Ausgabehandhabung einer Vielzweck-Interface-

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Sammelschiene, Matrizen, Strc^;nge sowie Übersetzungshandhabung von Sprache hohen Niveaus erstreckt. Die Eingaben von der Tastatur werden auf einen Direktsicht-Speicherschirm wiedergegeben, der sowohl "Ober"- als auch "Unterbuchstaben" (also z. B. große und kleine Buchstaben) wiedergeben kann und zwar maximal 72 Zeichen pro Zeile, wobei die grafischen Wiedergabefähigkeiten des Bildschirms nicht beeinträchtigt werden. Auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre kennen auch Linien (genannt Vektoren) gezeichnet werden, indem "Basic"-Befehle mittels der Tastatur eingetastet oder indem "Basic"-Befehle unter Programmsteuerung ausgeführt werden. Die Direktsicht-Speicherröhre ist mit Hartkopieeinrichtungen kompatibel und ermöglicht mittels einer zusätzlich angeschlossenen Hartkopieeinheit die Herstellung von Papierkopien der gewünschten Information. Die Speichereinrichtungen des Systems teilen sich auf in einen Speicher mit direktem Zugriff (RAM) sowie in einen Festwertspeicher (ROM). Die 8-K-Byte-Speicherkapazität des Speichers mit direktem Zugriff ist hinsichtlich 6 K Byte seines Speicherraumes vom Verwender des Systems zur Speicherung von Programmen und Daten zugänglich. Die Speicherkapazität mit direktem Zugriff kann bis zu 32 K Byte in Schritten von 8 K Byte erhöht werden. Der Festwertspeicher besitzt 36 K Speicherstellen, die "processor firmware" enthalten (festgelegte Programmteile), außerdem peripher steuerbare Adressen und eine schaltbare 8 K Bank. Die schaltbare 8 K Bank ermöglicht es, den Festwertspeicher extern durch Verwendung von ROM-Einheiten zu erweitern. Das System liefert Raum für zwei einsteckbare ROM-Einheiten, die 8 K-Byte an Processor-Instruktionen enthalten, die zu stark spezialisiert sind, um sie in der Maschine permanent zu installieren. Der Zentralprocessor kann über die Bank von Schaltschemata auf diese Instruktionen zurückgreifen.

Daten- und Programminstruktionen können mit Hilfe einer eingebauten Magnetbandeinheit auf ein Magnetband übertragen und in den Speicher mit direktem Zugriff wieder eingegeben werden. Das Speichermedium besteht aus einer standardisierten 3M-Datenkassette, die ungefähr eine Kapazität von 300 K Byte besitzt,

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abhängig von der Länge einer jeden Datei.

Das System besitzt Interface-Einrichtungen für eine Vielzahl von Peripher-Einrichtungen. Ein Allzweck-Interface-Sammelschienen-Anschluß ermöglicht dem System, Daten mit beispielsweisen Plattenspeicher-Einrichtungen auszutauschen oder auch mit digitalen XY-Plottern und mit Instrumentierungssystemen. Die Datenübertragung mittels der Allzweck-Interface-Sammelschiene erfolgt im Serienbyte, Parallelbitformat (8 Bits/Byte). Dieses Interface ist mit dem IEEE-Standard Nr. 488-1975 kompatibel.

Die für die vorliegende Erfindung charakteristischen neuen Merkmale zusammen mit deren Organisation und Betriebsweise sowie auch weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die jedoch nur eine von vielen möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen alphanumerisch/grafischen Darstellungssystems wiedergeben, das, wie bereits ausgeführt, ein kompaktes Datensystem bildet, das einen Betrieb mit hochstehender "Basic"-Computersprache mit eingebauter Rechnerkapazität und eingebauter örtlicher Speicherkapazität verbindet, wobei zusätzlich noch ganz neuartige grafische Wiedergabemöglichkeiten bestehen. Das System enthält eine Microprocessor-Einheit, die die Hauptrecheneinrichtung des Systems ist und die Systemoperationen wie auch die Decodierinstruktionen für das "Basic"-Programm ausführt, wie auch die arithmetischen und logischen Operationen. In dem System ist auch ein Festwertspeicher sowie ein Speicher mit direktem Zugriff enthalten, wobei letzterer die Rechendaten zeitweise speichert, während der erstere verwendet wird, um die Microprocessor-Instruktion zu speichern. Um als Haupteingabe-Einrichtung zu arbeiten, sind eingebaute Endstellen vorgesehen, außerdem eine Ausgabe-Einrichtung und Massenspeicher-Vorrichtungen. Zusätzliche Peripher-Einrichtungen können mit Hilfe von Interface-Einrichtungen verwendet werden, die zusätzliche Ubertragungskanäle für weitere Endstellen schaffen.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines auf einem Schreibtisch aufstellbaren erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 2 Einzelheiten der Priiriäreingabe-Einrichtung des in Fig. 1 dargestellten Systems;

Fig. 3 ein Funktionsblockdiagramm des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 4 ein Diagramm des internen Speichers des erfindungsgemäßen Systems;

Fig. 5 ein Flußdiagramm der Instruktionen, die in dem Festwertspeicherteil des erfindungsgemäßen Systems gespeichert sind;

Fig. 6 ein Blockdiagramm der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Darstellungs-Steuerungs-Schaltung;

Fig. 7 eine typische Schaltung eines digitalen Analog-Umsetzers, der in der Schaltung gemäß Fig. 6 verwendet werden kann;

Fig. 8 eine typische Schaltung für ein geeignetes Filternetzwerk, um in der in Fig. 6 dargestellten Schaltung verwendet zu werden; und

Fig. 9 eine typische Schaltung zur Bestimmung der Vektorlänge gemäß Fig. 6.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße, auf einen Schreibtisch aufstellbare System 5. Eine allgemein mit der Bezugszahl 2 bezeichnete Tastatur ist die Haupteingabeeinrichtung des Systems. Die Tastatur teilt sich auf in fünf Betriebsgebiete. Das größte Gebiet 2a enthält die alphanumerischen Tasten in einer Anord-

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λλ

nung, die ähnlich der Anordnung bei herkömmlichen Schreibmaschinentastaturen ist. Diese. Tasten erlauben es, "Basic"-Programmierbefehle einzugeben. Die Tastatureingaben werden durch interne "firmware" codiert, wie noch beschrieben wird, um einen vollen Satz von 128 ASCII-Zeichen zu erzeugen. Eine numerische Tastatur-Konsole 2b wird benutzt, um numerische Daten einzugeben und einfache mathematische Operationen durchzuführen, wie Exponentberechnung, Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren. Diese Tasten sind bequemerweise so angeordnet, daß die meisten dieser gleichen Funktionen von der alphanumerischen Tastatur-Konsole erzeugt werden können, indem nur eine Taste oder indem eine alphanumerische Taste mit einer Verschiebetaste (Umschalttaste) gedrückt werden. Mehrere Tasten 2c, die in der unteren linken Ecke des Tastatur angeordnet sind, sind für vom Benutzer zu definierende Anwendungen als Reserve vorgesehen. Ein Niederdrücken von einer dieser Tasten veranlaßt das System eine "Basic"-Programm-Subroutine auszuführen, die in dem Speicher enthalten ist. (Die Subroutine wird vom Verwender in der Speicher eingebracht.) Grundsätzlich können zwei Funktionen einer jeden definierbaren Taste zugeordnet werden, wodurch maximal 20 vom Verwender zu definierende Funktionen möglich sind. Das Niederdrücken einer Taste veranlaßt die Maschine (wobei der Ausdruck "Maschine" im folgenden gleichbedeutend mit dem erfindungsgemäßen System sein soll), eine Subroutine auszuführen. Wird die gleiche Taste niedergedrückt, während die Verschiebetaste gedrückt ist, wird die Maschine veranlaßt, eine andere Subroutine durchzuführen. Mehrere Zeilen-Editionstasten 2d werden verwendet, um zu ermöglichen, in jeder Zeile Informationen hinzuzufügen, zu ändern, wegzulassen, oder auch "Basic"-Befehle im Speicher mit Hilfe der Tastatur zu beseitigen. Eine Taste 2e ermöglicht es, das System schrittweise sein Programm ausführen zu lassen, wobei jeweils ein Programmbefehl zur Zeit durchgeführt wird, während die Taste 2f das System veranlaßt, von der Tastatur ein Programm aufzunehmen, während die Maschine automatisch jeden "Basic"-rBefehl numeriert. Mehrere Tasten 2g liefern eine begrenzte Betriebskontrolle über die eingebaute Magnetbandeinheit 3 und z. B. eine periphere

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Hartkopiereinheit. (Eine Taste 3e ermöglicht es, eine Bandkassette aus der Bandeinheit 3 zu entnehmen.)

Das Tastatursystem, siehe Fig. 2, wird im folgenden erläutert. Ein Niederdrücken von einer der meisten Tasten der Tastatur bewirkt, daß auf einem Darstellungsschirm 4 ein Tastatursymbol wiedergegeben wird, jedoch wird die von dem Symbol repräsentierte Funktion nicht ausgeführt oder in den Speicher eingegeben, bis eine Rückführtaste des alphanumerischen Tastaturteils gedrückt wird. Die anderen Tastaturfunktionen werden unmittelbar beim Niederdrücken der Tastatur ausgeführt.

Die alphanumerischen Tasten (Buchstaben, Zahlen und Symbole) werden benutzt, um die "Basic"-Befehle einzugeben und ASCII-Steuerzeichen zu erzeugen. Die Tasten 0-9 können auch verwendet werden, um numerische Daten einzugeben. Wenn der Zwischenraumhebel niedergedrückt wird, bewegt sich ein Darstellungszeiger, der noch zu beschreiben ist, um einen horizontalen Abstand nach rechts und kein Zeichen wird gedruckt. Wenn der Zeiger sich am rechten Rand befindet, wird keine Operation durchgeführt. Die Verschiebetaste (Shift) ist ähnlich einer Verschiebetaste auf einer typischen Schreibmaschinentastatur und bestimmt, welches von zwei zu einer Taste gehörenden Zeichen gedruckt wird, wenn eine alphanumerische Taste niedergedrückt wird. Wenn diese Taste allein verwendet wird, bringt sie die Darstellung aus ihrem Haltestatus heraus. Die TTY-Verriegelung (ümschaltverriegelung) bewirkt, daß alle Buchstaben der "unteren Klasse" (z. B. Kleinbuchstaben) in Buchstaben der "oberen Klasse" (z. B. Großbuchstaben) übertragen werden. Wenn die TAB-Taste gedrückt wird, gibt die Tastatur das ASCII-Steuerzeichen TAB, unabhängig davon, in welcher Stellung sich die Verschiebetaste befindet. Wenn die TAB-Funktion ausgeführt ist, bewegt sich der Darstellungszeiger nach rechts. Wenn die Steuertaste (CTRL) in Verbindung mit einer Buchstabentaste (und manchmal auch noch mit der Verschiebetaste) gemeinsam gedrückt wird, gibt die Tastatur ein ASCII-Steuerzeichen ab. Zur Zeit einer Befehlseingabe werden alle Steuerzeichen auf der Darstellung als unter-

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strichener Buchstabe wiedergegeben. Zur Zeit einer Befehlsausführung veranlassen einige Steuerzeichen, daß die Maschine Darstellungsfunktionen ausführt. Wenn die ESC-Taste gedrückt wird, gibt die Tastatur das ASCII-Steuerzeichen ESC ab, unabhängig davon, welche Stellung die Verschiebetaste besitzt. Die "Home page"-Taste veranlaßt, wenn sie alleine niedergedrückt wird, daß die Darstellung gelöscht und der Anzeiger in die Ausgangsstellung zurückgebracht wird. (Die Ausgangsposition liegt nahe der oberen linken Ecke des Darstellungsschirmes.) Wenn die Taste jedoch in Verbindung mit der Verschiebe taste gedrückt wird, kehrt der Zeiger zu seiner Ausgangsstellung zurück, ohne daß die Darstellung gelöscht wird. Die Rücktaste bewegt den Zeiger auf der Darstellung nach links. Ein Niederdrücken der Rückkehrtaste veranlaßt die Tastatur, das ASCII-Steuerzeichen CR (Carriage Return = Wagenrückkehr) abzugeben. Der Darstellungszeiger kehrt zum linken Rand zurück und bewegt sich um einen vertikalen Abstand nach unten und die Maschine wertet die Information aus, die in der vorhergehenden Zeile enthalten ist. Wenn die Zeile eine Zeilennummer enthält, wird der Befehl in den Speicher eingegeben, aber nicht ausgeführt. Wenn der Befehl keine Zeilennummer enthält, wird er unmittelbar ausgeführt. Ein Niederdrücken einer Löschtaste (Rubout) veranlaßt den Darstellungszeiger, um einen Abstand nach links sich zu bewegen und eine volle 5x8 Punktmatrix über irgendein Zeichen zu schreiben, das sich in dem Raum befindet (die 5x8 Punktmatrix wird noch im folgenden beschrieben). Das unterhalb des Zeigers befindliche Zeichen wird von dem Speicher logisch entfernt und durch ein Zwischenraumzeichen ersetzt. Das nächstemal, wenn die Zeile gedruckt wird, erscheint statt der 5x8 Matrix ein Leerraum. Wenn der Zeiger sich über einem Zeichen befindet, das keinen Leerraum darstellt, bewegt sich der Zeiger nicht, sondern löscht die gegenwärtige Stellung. Wenn dann die Unterbrechertaste (Break) das erstemal niedergedrückt wird, wird eine Unterbrechungsanzeigelampe 6 auf der Vorderfront erleuchtet und die Maschine hält die Programmausführung an, nachdem die gegenwärtige Zeile beendet wurde. Dies wird im allgemeinen als Zustand "schwebende Unterbrechung"

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(Break pending) bezeichnet. Das Anzeigelicht erlischt, wenn das Programm anhält. Wenn die Unterbrechungstaste gedrückt wird, während das Unterbrechungslicht leuchtet, wird die Programmausführung unmittelbar abgebrochen und die Programmzeile kehrt zu ihrer Ausgangsposition zurück.

Die Programm-Editionstasten 2d dienen, wie bereits erwähnt, jeweils einem doppelten Zweck. Die Hauptfunktion wird ausgeführt, indem die Taste direkt niedergedrückt wird. Die zweite Funktion wird ausgeführt, indem die Taste gedrückt wird, während gleichzeitig die Verschiebetaste gedrückt ist. Alle Operationen werden an der gegenwärtigen Zeile ausgeführt, die in einen 72-Zeichen-Zeilenpuffer gespeichert sind. Die Funktionen dieser Tasten sind auf die folgende Weise festgelegt: die Erweiterungstaste (Expand) wird benutzt, um Operationen einzuschieben. Alle Zeichen rechts vom Zeiger, einschließlich des vom Zeiger gekennzeichneten Zeichens, werden im Zeilenpuffer ganz nach rechts verschoben, während auf dem Schirm die Zeile in einen linken und einen rechten Teil durch einen Abstand getrennt erscheint. Der Zeiger endet an der extremen Linken des Zwischenraums und Zeichen können nunmehr eingeschoben werden. Die Kompressionstaste (Compress) (in Wirklichkeit das gleichzeitige Niederdrücken der Expansionstaste und der Verschiebetaste) ist das Umgekehrte der Expansion und entfernt angrenzende Räume und die rechts auf dem Bildschirm liegenden Teile werden zur gegenwärtigen Position des Zeigers verschoben. Die Rücktaste (Backspace) bewegt den Zeiger um eine Zeichenposition nach links, während die Löschtaste (Rubout) gleichbedeutend mit dem Niederdrücken der alphanumerischen Löschtaste ist. Die Abstandstaste (Space) ist äquivalent hinsichtlich ihrer Funktion dem Abstandshebel (Space bar) auf der Haupttastatur und in diesem Tastensatz aus Bequemlichkeitsgründen vorgesehen. Der Zeiger wird um einen Zeichenabstand nach links angeordnet, bis der linke Rand erreicht ist, während die zugehörige Löschtaste (Rubout) äquivalent zu der ersterwähnten Löschtaste (Rubout) ist, mit der Ausnahme, daß diese Taste zu einer Bewegung nach rechts statt nach links führt. Eine Löschung (Clear) leert

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AS

den Inhalt des gegenwärtigen Zeilenpuffers, ohne daß die bereits im RAM gespeicherte Information beeinflußt wird, und die Wiederholtaste (Reprint) dupliziert den gegenwärtigen Inhalt des Zeilenpuffers eine Position unterhalb der gegenwärtigen Darstellung. Die Position des Zeigers hinsichtlich des Puffers ist unverändert. Diese Taste wird benutzt, wenn aufgrund von Überschreiben der Speicherschirm schwierig zu lesen ist. Die Zeilenwiederholungstaste (Recall Line) ruft eine Programmzeile erneut auf, die vorher im ROM (Festwertspeicher) gespeichert wurde. Die Nummer der wiederaufzurufenden Zeile wird vor dem Niederdrücken dieser Taste eingegeben. Die Zeile wird wieder aufgerufen und der Zeiger endet eine Position dahinter. Die Taste für den Wiederaufruf der nächsten Zeile (Recall Next Line) ist von ähnlicher Funktion wie die Taste für den Zeilenwiederaufruf (Recall Line), jedoch wird statt der Zeile mit der gegenwärtig in der Darstellung wiedergegebenen Zeilennummer die Zeile wieder aufgerufen, die die nächstgrößere Nummer besitzt.

Die Funktion der Taste 2f ist zur Erleichterung der Bedienung des Systems zur Zeit der Programmbefehlseingabe vorgesehen. Ein einmaliges Niederdrücken der Taste bringt das System in einen Betriebszustand, in dem für jede Eingabe eines "Basic"-Befehls mittels der Tastatur automatisch eine Zeilennummer geliefert wird. Wenn die Taste das erstemal gedrückt wird, wird die Zeilennummer 100 in den Zeilenpuffer angeordnet und erscheint auf der Darstellung. Die Bedienung gibt einen "Basic"-Befehl ein und drückt die Rückkehrtaste (Return). Die Maschine gibt dann die Zeilennummer 110 in den Zeilenpuffer zur Eingabe des nächsten Befehls. Die Zeilennummern-Erhöhung wird automatisch in Schritten von 10 fortgesetzt. Um die automatische Nummernfolge mit einer Zeilennummer zu beginnen, die nicht 1OO ist, wird die Zeilennummer in den Zeilenpuffer von der Tastatur aus eingegeben und dann die Taste für die automatische Numerierung (Auto Number) niedergedrückt. Das ,System liefert dann Zeilennummern vom Startpunkt ausgehend in Schritten von Um aus dem Betrieb der automatische Numerierung herauszukommen,

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wird die Taste "Auto Number" erneut gedrückt.

Das Niederdrücken von Taste 2e veranlaßt das System, das gegenwärtige "Basic"-Programm jeweils schrittweise auszuführen. Jedesmal, wenn die Taste gedrückt wird, wird eine Zeile des Programms ausgeführt. Dies ermöglicht die Überwachung der Ausführungsfolge des Programms während Fehlerbeseitigungsverfahren, die möglicherweise notwendig sind. Normalerweise startet das Programm mit einer schrittweisen Ausführung vom Anfang an, jedoch kann der Programmzeilenzeiger auf jede Zeile im Programm durch Verwendung des "Basic"-Befehls "GOTO" und nachfolgendes Niederdrücken der Taste bewirkt werden, wodurch eine schrittweise Befehlsausführung von diesem Punkt aus veranlaßt wird. Beispielsweise führt das Eingeben von "GOTO 500" und das Niederdrücken der Taste "Return" dazu, daß der Programmzeilenzähler auf die Zeilennummer 500 eingestellt wird. Das Programm kann dann schrittweise von diesem Punkt aus ausgeführt werden, indem die Taste 2e immer wieder neu gedrückt wird.

Die Tasten 2g für die periphere Steuerung werden verwendet, um (a) die interne Magnetbandeinheit zu veranlassen, von der Magnetbandkassette ein "Basic"-Programm in den RAM-Speicher zu laden. Das "Basic"-Programm muß in der ersten Datei auf dem Band gespeichert sein, oder es tritt ein Fehler auf und ein Niederdrücken der Tasten veranlaßt das System, die folgenden "Basic"-Befehle auszuführen: FIND 0, FIND 1, OLD, RUN. Des weiteren werden die Tasten 2g dazu verwendet, um (b) das System zu veranlassen, die Bandkassette in der internen Magnetbandeinheit 3 zurückzuspulen. Ein Niederdrücken der Taste bedeutet das gleiche wie die Ausführung des "Basic"-Befehls FIND 0, Schließlich werden die Tasten 2g noch dazu verwendet, um (c) eine angeschlossene Hartkopiereinheit zu veranlassen, eine Papierkopie der dargestellten Information herzustellen. Ein Niederdrücken dieser Taste bedeutet das gleiche, wie die Ausführung der "Basic"-Anweisung COPY.

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Bis zu diesem Punkt der Beschreibung wurde die Tastatur in ihrer Funktion beschrieben. Grundsätzlich ist die Tastatur eine elektronische Tastatur, die "Firmware" in Verbindung mit einer vereinfachten Eingabeschaltung benutzt, um die Gültigkeit der Tasten-Codierdaten festzustellen. Dieser Tastencode umfaßt die schon erwähnten Tasten, die schematisch als eine Matrix mit Spalten und Zeilen repräsentiert werden können, wobei jeder Schnittpunkt einer bestimmten Taste entspricht, der in Aufeinanderfolge abgetastet wird, um seinen Zustand festzustellen. Das Abtasten wird mittels eines Decodierers durchgeführt, der mit den Zeilen verkoppelt ist, sowie mit einem Codierer, der mit den Spalten mit Hilfe eines Paares von Binärzählern verkoppelt ist, dessen Zählausgang dem Code der Tasten der Tastatur entspricht und durch die "Firmware" festgestellt wird.

Ein Paar miteinander verknüpfter J-K-Flipflops vervollständigen die Aufeinanderfolge-Maschine und sind so ausgeführt, daß sie ein Unterbrechungssignal erzeugen, wenn eine Taste während zweier aufeinanderfolgender Abtastzyklen der Matrix niedergedrückt ist. Dieses Unterbrechungssignal wird von der Firmware abgefühlt, die daraufhin ein Verriegelungssignal aussendet, um die Zähler lange genug festzulegen, um die Tastencodedaten zu lesen und zu verarbeiten. Wenn die Tasten wieder freigegeben werden, nachdem sie niedergedrückt waren, wird ein Unterbrechungssignal erzeugt, um der Firmware mitzuteilen, daß alle Tasten wieder nach oben stehen.

Die Firmware, die in der Form eines Festwertspeichers (ROM) vorliegt, der noch im einzelnen erläutert wird, weist Befehle auf, die aufgrund des Unterbrechungssignals die Tastencodes ermitteln. Die Firmware umfaßt einen Speichersatz, der bis zu drei Tastencodes für Drei-Tasten-Umlauf speichern kann. Wenn ein Tastencode in dem Satz zweimal erscheint, wird er der Darstellung zugeführt. Wenn während eines Abtastzyklus drei niedergedrückte Tasten festgestellt werden, wird keine Darstellung erhalten. Und wenn schließlich keine niedergedrückte

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Taste ermittelt wird, wird der Satz gelöscht.

Eine vollständige und genaue Analyse der Tastatur findet sich in der DT-Patentanmeldung P 26 47 897.7. Eine noch nähere Erläuterung der Tastatur wird daher hier für entbehrlich gehalten.

Der Sichtschirm 4 stellt Daten sichtbar sowohl für den alphanumerischen als auch für den grafischen Betrieb dar. Der Sichtschirm ist, wie bereits erläutert, Teil einer Direktsicht-Speicherröhre. Wesentliche Daten einer besonders günstigen Speicherröhre sowie zugehörige Schaltungen, Konstruktion und Betriebsweise finden sich in den US-Patentschriften 3 214 631; 3 531 675; 3 956 662 und 3 426 235. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Konstruktionen können in der erfindungsgemäßen Anordnung benutzt werden, genau so wie in der eingangs genannten älteren Anmeldung P 26 47 897.7. Informationen können auf dem Schirm bis zu einer halben Stunde dargestellt werden, und zwar aufgrund einer Automatik, die "Hold" genannt wird und zu einer automatischen Intensitätsreduktion führt. Wenn keine Darstellungsaktivität für 90 Sekunden auftritt, geht die Darstellung in diesen "Haltezustand" über. In diesem Haltezustand verschwindet die Information auf dem Sichtschirm aus dem Blick, wird aber nicht zerstört. Der Haltezustand wird zum Sichtzustand zurückgebracht, wenn irgendeine Information an den Sichtschirm geliefert wird, oder wenn eine der Tasten 2g oder auch eine der Verschiebetasten (Shift) niedergedrückt wird. Wenn keine Information während ungefähr 45 Minuten verarbeitet wird, d. h., wenn die Maschine in dieser Zeit leer läuft, wird der Schirm automatisch einmal gelöscht. Zeichen werden auf dem Darstellungsschirm mittels eines Punktmusters innerhalb einer 5x8 Matrix gebildet. Diese Matrixmuster stehen in Übereinstimmung mit den US-Normen U. S. ASCII Character Font (upper case and numbers), U. S. ASCII Character Font (lower case letters) und U. S. ASCII Character Font (special symbols).

Vektoren, grafische Darstellungen werden auf dem Darstellungsschirm durch Eintasten des "Basic"-Befehls "DRAW" (zeichne)

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ζ. B. bewirkt, gefolgt durch die Festlegung von Punktkoordinaten. 130 grafische Darstellungseinheiten (GDU) sind auf der horizontalen Achse definiert, während auf der vertikalen Achse 100 GDU's definiert sind. (Die Auflösung der Darstellung beträgt ungefähr 1000 Punkte auf der X-Achse). Ein Vektor wird

von/gegenwärtigen Position des Elektronenstrahls zu irgendeinem Punkt auf dem Bildschirm gezogen, indem die horizontale und die vertikale Koordinate des Zielpunktes festgelegt werden, nachdem der "Basic"-Befehl "DRAW" eingetastet wurde. Der Strahl wird zu einer Position bewegt, ohne einen Vektor zu ziehen, indem der "Basic"-Befehl "MOVE" (bewege dich) eingetastet wird, gefolgt durch die gewünschten Zielkoordinaten.

Bei der vorzugsweisen Ausführungsform des Systems gemäß der Erfindung sind mehrere Frontplatten-Anzeigen vorgesehen, um die folgenden Zustände anzuzeigen: eine Lampe 7 zeigt, daß das System damit beschäftigt ist, Daten zu übertragen oder zu verarbeiten; eine Lampe 8 zeigt an, daß eine Ein- oder Ausgabeoperation gerade läuft. Die bereits erwähnte Lampe 6 zeigt, daß eine Programmunterbrechung ansteht. Die Anzeigelampen erlöschen, wenn die Programmausführung am Ende der gegenwärtigen Zeile unterbrochen wird. Schließlich zeigt eine Lampe 9, daß der Einheit Leistung zugeführt wird.

In Fig. 3 ist ein Funktionsblockdiagramm des Systems wiedergegeben. Die Primäreinheiten des Systems sind eine Microprocessor-Einheit (MPU) 10, eine Speichereinheit mit direktem Zugriff 12 (RAM), eine Festwertspeichereinheit 14 (ROM), eine Primäreingabe-Einrichtung 16 (vorzugsweise die Tastatur 2), eine Primärausgabeeinheit 18, vorzugsweise ein Darstellungsschirm 4 mit einer Direktsicht-Speicherröhre (DVST = Direct View Storage Tube, und eine Massenspeichereinrichtung 20 (vorzugsweise die Magnetbandeinheit 3). Diese Primäreinheiten sind miteinander über Daten-, Adressen- und Steuersammelleitungen miteinander verbunden, siehe Bezugszahl 22. Diese Sammelschienen können natürlich aus einem oder auch aus mehreren Leitern bestehen, die als Weg für die Übertragung von Informationen zu,

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von oder zwischen jeder der genannten Einheiten verwendet werden. Bei der vorzugsweisen Ausführungsform des Systems stellen Microprocessor-Einheit, ROM-Speicher und RAM-Speicher im Handel
erhältliche Motorola-Bausteine MC 6800, 6590 bzw. 6605 dar.

Andere Peripherie-Einheiten zur Verbesserung der Darstellung und der Eigentümlichkeit der verschiedenen Zeichen des Systems können eine Hartkopiereinheit 24 zur Herstellung von Papierkopien der dargestellten Information umfassen, z. B. können
mittels eines Gerätes von der Firma 3M des Typs 777 permanente Faksimile-Kopien auf Trockensilberpapier hergestellt werden. Ein weiteres Zubehörteil kann aus einem Steuerungsknüppel 26 bestehen. Ein im Handel erhältliches Allzweck-Interface (GPI) kann zwischen die drei Sammelleitungen angeordnet werden, um noch andere Periphereinrichtungen zu benutzen, wie beispielsweise digitale XY-Plotter, Instrumentierungssysteme, Magnetscheibendatei-Einrichtungen usw., und ein im Handel erhältliches Datenkommunikations-Interface (DCI) 30 kann ebenfalls an die drei Sammelleitungen angeschlossen sein, um eine Verbindung zwischen dem System und anderen Einrichtungen herzustellen, wie beispielsweise einem Gastcomputer.

Die Microprocessor-Einheit 10 ist die Hauptrecheneinrichtung für das System. Hinsichtlich der allgemeinen Konzeption, Technologie und Organisation von Microprogrammierung und microprogrammierbaren Systemen sei auf die Druckschrift "Microprogramming; Principles and Practices" von Samik S. Husson, Copyright 1970 by Prentice-Hall, Inc., verwiesen. Diese Einrichtung steuert Systemoperationen, decodiert Programminstruktionen und führt arithmetische und logische Operationen durch. Der Microprocessor wird von einem Satz Microprocessor-Instruktionen geführt, die der Maschine die Fähigkeit geben, in einer Programmiersprache zu "sprechen". Diese Instruktionen oder Befehle sind im ROM-Speicher 14 fest im Silizium eingebrannt.

Der Festwertspeicher 14 liefert Speicherstellen für die Speicherung von Microprocessor-Instruktionen. Jede Instruktion ist

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in einem Binärcode gespeichert. Als Ganzes stellen die Microprocessor-Instruktionen eine hochstehende Sprache dar, die das System vermittels der Tastatur steuern und ermöglichen, die alphanumerischen und grafischer Informationen auf dem Sichtschirm darzustellen. "Firmware" in dem ROM-Speicher veranlaßt die Microprocessor-Einheit, diese vom System verwendete "Basic"-Sprache auszuführen. Jedoch können auch andere hochstehende Sprachen verwendet werden, wie beispielsweise APL (A Program Language) und Fortran (Formula Translation). Diese Instruktionen werden deshalb als "Firmware" bezeichnet, weil die Codes "Software-Programmen" ähneln, mit dem einen Unterschied, daß der Code in der Maschine permanent fixiert ist und nicht beispielsweise durch Abschalten der Leistungszufuhr zerstört oder verändert werden kann. Die Microprocessor-Einheit 10 entnimmt eine Instruktion von dem ROM 14 durch Anordnen einer n-Bit-Adresse auf der Adressen-Sammelschiene. Der ROM wiederum antwortet durch Aussenden der in der Stelle η der Microprocessor-Einheit gespeicherten Instruktion über die Daten-Sammelschiene. Die Microprocessor-Einheit decodiert und exekutiert die Instruktion. Dann adressiert sie eine andere Stelle in dem Festwertspeicher, um die nächste Instruktion zu erhalten, usw.

Die Microprocessor-Einheit verwendet den Speicher mit direktem Zugriff (RAM) für die zeitweise Speicherung von Daten, programmierenden Programminstruktionen und für die Zwischenspeicherung von Rechenergebnissen arithmetischer Operationen. Der RAM enthält ungefähr 8200 Speicherstellen, jede Speicherstelle speichert ein Byte (= 8 Bit) Information. Die Microprocessor-Einheit verwendet ungefähr 2000 Bytes, um Information während der Bearbeitungsoperationen zu speichern und diese Speicherstellen sind für den Verwender oder Bediener nicht zugänglich. Der Rest des RAM enthält Daten und "Basic"-Programm, das von der Tastatur, der Magnetbandeinheit oder anderen externen Peripher -Einrichtungen in die Maschine eingegeben wurde. Diese Information ist dem Benutzer zugäncflich und kann jederzeit geändert, weggelassen oder ersetzt werden. Zusätzliche RAM-Kapazität kann in Schritten von 8K-Byte hinzugefügt werden.

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Der RAM-Speicher im Gegensatz zum ROM-Speicher wird nur für die zeitweise Speicherung verwendet und wird jedesmal gelöscht, wenn die Versorgungsleistung von der Einheit entfernt wird. Insofern ist der RAM-Speicherinhalt vergänglich.

Tastatur, Darstellungseinrichtung und Magnetbandeinheit sind, wie schon dargestellt, in dem System intern angeordnet und mit den Sammelschienen mit Hilfe einer oder mehrerer Peripherie-Interface-Adaptoren (PIA) 32 angeschlossen. Diese Peripher-Interface-Adaptoren können in geeigneter Weise vom Handel bezogen werden, beispielsweise in der Form des Motorola-Bausteins MC 6820, und jeder Adaptor enthält Register, die der Microprocessor-Einheit wie Speicherstellen erscheinen. Jedes Peripher-Interface-Adapter-Register besitzt seine eigene Adresse innerhalb des Microprocessor-Adressenraumes, und wenn die Microprocessor-Einheit Daten zu einer peripheren Einheit sendet, adressiert sie ein Peripherie-Interface-Adaptor-Register in der gleichen Weise, wie eine Speicherstelle. Die Microprocessor-Einheit sendet dann mittels der Daten-Sammelschiene an den adressierten Peripherie-Interface-Adaptor Daten, als wenn die Daten an eine Speicherstelle geschickt würden. Diese Daten werden von dem Peripherie-Interface-Adaptor gehalten und der Peripherie-Einheit zur Verfügung gehalten, bis diese die Daten verarbeitet. Wenn die Peripherie-Einheit die Daten verarbeitet hat, signalisiert sie dem Processor, neue Daten zu senden. Irgendwelche vorhergehende Information xn dem Peripherie-Interface-Adaptor -Register wird von neuen Daten, die von der Microprocessor-Einheit ausgehen, überschrieben.

Der Speicher der Maschine enthält 64K adressierbare Stellen. Die ersten 32K-Stellen sind dem RAM zugeordnet und werden hexidezimal adressiert, d. h. 0000-7FFF. Die letzten 32K-Stellen sind dem ROM zugeordnet und werden adressiert in der Form 8000-FFFF. Jede Speicherstelle speichert 1 Byte (8 Bits) an Information (Programminstruktionen, Daten, usw.). Die ersten 8K-RAM-Speicherstellen sind Standardausrüstung. Zusätzliche RAM-Speicherstellen (lokalisiert 8K bis 32K) können in Schritten

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von 8K hinzugefügt werden. Die letzten 32K-Stellen enthalten Processor-Instruktionen und periphere Steueradressen. 128 Bytes im ROM sind reserviert für die Peripherie-Interface-Adaptor-Steuerung. Der Processor kommuniziert mit einem Peripherie-Interface-Adaptor, indem er eine dieser Adressen abgibt. Dies ermöglicht die Übertragung von Daten zwischen dem Processor und einer Peripherie-Einheit. Der Peripherie-Interface-Adaptor und die Peripherie-Einheit erscheinen dem Processor als Speicherstelle eines RAM-Speichers. Ein Diagramm des internen Speichers der Maschine ist in Fig. 4 dargestellt. Jede Adresse enthält 16 Bits. Die 16 Bits werden durch eine vierziffrige Hexadezimalnummer repräsentiert.

Der Microprocessor entnimmt Daten von einer Peripherie-Einheit in der gleichen Weise, als wenn er Daten von einer Speicherstelle erhält und setzt die entsprechende Adresse auf die Adressen-Sammelschiene. Der Microprocessor aktiviert dann die Steuerleitungen auf der Steuerung-Sammelschiene, was den Peripherie-Interface-Adaptor veranlaßt, seinen Inhalt auf die Daten-Sammelschiene zu bringen. Die Microprocessor-Einheit nimmt die Daten auf, indem die Informationen auf einen seiner eigenen internen Register aufgebracht werden.

Jedesmal, wenn eine Tastaturtaste gedrückt wird, wird ein Tastencode in den Tastatur-Peripherie-Interface-Adaptor eingegeben und eine Steuerleitung auf der Steuer-Sammelschiene teilt der Microprocessor-Einheit mit, den Tastencode zu erlangen. Wenn die Microprocessor-Einheit bereit ist, transferiert sie den Tastencode über die Datensammelschiene zu einem seiner eigenen internen Register. Der Processor setzt dann den Tastencode in eine RAM-Speicherstelle, die als Leitungspuffer bezeichnet ist. Eine Kopie des Tastencodes wird dann zur Schirmdarstellung geliefert, wo das Tastensymbol auf dem Bildschirm wiedergegeben wird.

Der obige Prozeß findet für jede Tastatureingabe statt, bis die Bedienung beispielsweise eine Rückführungstaste (Return)

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niederdrückt. Vor dem Niederdrücken der Rückführungstaste hat die Bedienung jedoch die Möglichkeit, in der Zeileneingabe Änderungen vorzunehmen, indem die Zeilen-Editionstasten benutzt werden. Diese Änderungen werden am Inhalt im Leitungspuffer vorgenommen. Nachdem die Bedienung beispielsweise die Rückkehrtaste gedrückt hat, ermittelt die Microprocessor-Einheit die Eingabe und kann das Ergebnis unmittelbar zur Darstellung senden. Wenn die Eingabe ein Programmierbefehl mit einer Tastenr nummer ist, bringt die Microprocessor-Einheit die Eingabe in einen anderen Teil des RAM-Speichers. Diese Instruktionen werden nicht ausgeführt, bis beispielsweise ein Ausführungsbefehl von der Tastatur eingegeben wird.

Die Darstellung ist, wie bereits dargelegt, die primäre Ausgabeeinrichtung des Systems. Wenn die Microprocessor-Einheit Daten zur Darstellung schickt, adressiert sie den Darstellungs-Peripherie-Interface-Adaptor. Die Daten werden dann über die Daten-Sammelschiene geschickt und stellen im allgemeinen ein zu schreibendes Zeichen oder eine grafische Koordinate dar, die auf der Darstellungseinrichtung gezeichnet werden soll.

Die Magnetband-Einheit 20 ermöglicht der Bedienung des Systems, eine dauernde Aufzeichnung der in dem RAM-Speicher gespeicherten Informationen vorzunehmen. Sowohl Daten als auch programmierende Programme werden einer üblichen DC-300-Datenkassette zugeführt oder von dieser gewonnen, die von der Firma 3M Corp. hergestellt wird. Die Daten werden nicht direkt von dem RAM-Speicher zur Magnetband-Einheit geliefert, sondern die Microprocessor-Einheit wirkt als Zwischenträger. Informationen, die von dem RAM-Speicher zur Magnetband-Einheit laufen, laufen zuerst durch die Microprocessor-Einheit. In gleicher Weise laufen Informationen, die von der Magnetband-Einheit zum RAM-Speicher laufen, zunächst durch die Microprocessor-Einheit. Der Informationstransfer stellt lediglich eine Kopie des ursprünglichen Inhalts des RAM-Speichers dar. Der ursprüngliche Inhalt wird nicht zerstört, es sei denn, daß die Versorgungsleistung von der Einheit abgetrennt wird oder daß der Inhalt

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durch neue Informationen von der Tastatur oder von externen Peripherie-Einheiten überschrieben wird.

Die Hartkopie-Einheit ist eine Peripherie-Einheit, die eine Papierkopie der auf der Darstellung des Systems wiedergegebenen Information herstellt und kann beispielsweise aus einem Gerät bestehen, wie es in der US-Patentschrift 3 679 824 im einzelnen beschrieben ist. Die Einheit wird direkt an die Darstellung in herkömmlicher Weise angeschlossen, beispielsweise mit einem Stiftanschluß, der dafür vorgesehen ist. Eine Kopie wird hergestellt, wenn eine der Tasten 2g gedrückt wird oder wenn ein Kopierbefehl unter der Programmsteuerung ausgeführt wird. Die Hartkopie-Einheit übernimmt die Steuerung der Darstellungsschaltung und eine Abtastung des gesamten auf dem Schirm dargestellten Informationsmaterials wird hergestellt. Während der Abtastung wird die Microprocessor-Einheit daran gehindert, irgendwelche Datenübertragungen, die dargestellt werden sollen, vorzunehmen. Wenn die Abtastung beendet ist, gibt die Hartkopie-Einheit die Steuerung der Darstellung an die Microprocessor-Einheit zurück und die Hartkopie-Einheit wirft eine Papierkopie der dargestellten Information aus.

Der Steuerungsstock 26 stellt ebenfalls eine zusätzliche externe Peripherie-Einrichtung dar, die der Tastatur-Bedienung eine Handsteuerung hinsichtlich der Position eines grafischen Zeigers gibt. Der grafische Zeiger ist dem Fachmann wohlbekannt und wird dargestellt, wenn ein programmierter Befehl von der Tastatur oder unter Steuerung des Programms ausgeführt wird. Die Tastatur-Bedienung kann dann den Pfeil zu jedem Punkt auf der Darstellung bewegen, indem der Steuerungshebel gedreht wird. Die Position der Anzeige wird dann von dem System aufgezeichnet, wenn die Bedienung eine Tastaturtaste niederdrückt. Dieses Verfahren der Eingabe der Position eines grafischen Datenpunktes ist in der Technik der grafischen Programme wohlbekannt.

Das Allzweck-Interface 28 ermöglicht der Microprocessor-Einheit, zu jeder externen Peripherie-Einrichtung zu "sprechen" oder

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ihr zu "lauschen", die Eingabe/Ausgabe-Kompatiblität bezüglich der Standardisierungen besitzt, wie sie von einer Kommission "Initial Electrotechnical Commission" für ein programmierbares Meßinstrument vorgeschlagen worden sind, das mit Serien-Byte, Parallel-Bit-Interface-System arbeitet. Dieses Interface überträgt Daten von der Microprocessor-Daten-Sammelschiene zur Allzweck-Interface-Sammelschiene. Die Microprocessor-Einheit besitzt die Freiheit, Daten über die Allzweck-Interface-Sammelschiene entweder im ASCM-Code oder im maschin nabhängigen Binärcode zu senden. Die Microprocessor-Einheit erzeugt ein Datenformat und bestimmt, daß die Allzweck-Interface-Sammelschiene entweder ein "Zuhörer" oder ein "Sprecher" ist, bevor der tatsächliche Datentransfer beginnt.

Bevor in der Beschreibung fortgefahren wird, sei erwähnt, daß während der gesamten Beschreibung die Steuerung und die Anschlüsse von Microprocessor und Peripherie-Interface-Adaptoren frei von irgendwelchen spezifischen Details hinsichtlich ihrer internen Struktur oder ihrer für das System notwendigen Verbindungen sind, die zur Durchführung des dargestellten Betriebs notwendig sind. Dies liegt daran, weil die genaue Analyse derartiger Einheiten vollständig dokumentiert wird durch Bezug auf Datenblätter der schon erwähnten im Handel erhältlichen Einrichtungen, die von deren Herstellern geliefert werden. Beispielsweise sei auf die Druckschrift "Motorola Semiconductor Product Review", Copyright Motorola Inc., 1974, bezüglich des Processors verwiesen, in der gesagt wird, daß der Microprocessor ein monolithischer 8-Bit-Microprocessor ist, der die zentralen Steuerungsfunktionen ausführt. In einem Teil dieser Druckschrift finden sich auch ein Blockdiagramm sowie erweiterte Blockdiagramme, Einzelheiten hinsichtlich der Taktsteuerung, Einzelheiten hinsichtlich des Datenlesens vom Speicher oder von den Peripherie-Einheiten, Einzelheiten hinsichtlich des Einschreibens von Daten in den Speicher oder in die Peripherie-Einrichtungen, Signalbeschreibungen, Flußdiagramme sowie verschiedenen andere wesentliche Daten. Der Microporcessor wird auch in der US-Patentschrift 3 962 682 erläutert. Des weiteren sei auf

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eine andere von der Motorola Inc. 1974 herausgegebene Druckschrift mit dem Titel "Motorola Semiconductor Product Review" verwiesen, die sich mit dem Adaptor beschäftigt, in der sich die Information findet, daß der vorzugsweise Peripherie-Interface-Adaptor eine universelle Einrichtung darstellt, um Peripherie-Ausrüstungen an einen Microprocessor anzuschließen, ebenso finden sich die erforderlichen Informationen, um dem Fachmann deren Anwendung zu ermöglichen. Der Peripherie-Interface-Adaptor wird auch in der US-Patentschrift 3 979 730 erläutert. Aus den oben genannten Gründen erscheint eine weitere Erläuterung dieser Bauteile nicht notwendig.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist zu erkennen, daß die Microprocessor-Einheit Befehls-Programmiercodes interpretiert, die Daten- und Adressensignale repräsentieren, die über die Tastatur eingegeben wurden, und dann die Funktionen ausführt, die gewünscht sind, d. h., die Daten- und Adressensignale zur Darstellung auf der Kathodenstrahlröhre entweder in grafischer oder in alphanumerischer Form zu decodieren. Die Microprocessor-Einheit kann somit als ein Standardübersetzer angesehen werden, jedoch liegt der neuartige Aspekt in der Tatsache, daß die Microprocessor-Einheit eine Sprache interpretiert, die die Kathodenstrahlröhre steuert, um grafische Darstellungen zu liefern. Dies wird dadurch erreicht, daß die programmierende Sprache, nämlich "Basic" (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code) in dem ROM-Speicher erweitert wird. Die Erweiterung umfaßt insbesondere Tastenworte, die zu der Sprache hinzugefügt werden, wobei derartige Tastenworte aus der Technik der grafischen Programmierung an sich bekannt sind: das Wort "MOVE" adressiert den Zeiger, der an irgendeine Stelle auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre in absoluten Koordinaten gebracht werden soll; "DRAW" ermöglicht der Tastatur-Bedienung, auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre von einem bekannten Startpunkt (absolute Koordinaten) zu irgendeinem Teil des Schirmes eine Linie zu ziehen; "RELATIVE MOVE" ermöglicht es, den Zeiger relativ zu der gegenwärtigen Stelle zu irgendeinem Teil des Schirmes um eine bestimmte Anzahl von Koordinateneinheiten

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zu bewegen; "RELATIVE DRAW" ermöglicht es, von einem Punkt, der bisher die Position des Zeigers war, einen Vektor zu ziehen; "WINDOW" stellt einen Befehl dar, der den Bereich von ausgewählten Datengrenzen festlegt; "VIEW PORT" ist ein Befehl, der festlegt, wo ein Bildfenster auf der Kathodenstrahlröhre dargestellt werden soll (voller Bildschirm oder Teil davon); "ROTATE" legt einen Drehwinkel fest um den sich alle relativen Bewegungen, drehen und Linien werden um diesen Winkel umgesetzt; und "AXIS" stellt einen Befehl dar, der eine Achse zieht (d. h. eine X- und eine Y-Achse bei einem kartesischen Koordinatensystem) . Diese Befehle liefern dem System grafische Fähigkeiten, im Gegensatz zu früheren Anordnungen, die einen Gastcomputer mit hochstehender Computersprache und getrennten grafischen Subroutinen, manchmal in anderen Sprachen, notwendig machten, wobei je zwei Geräte miteinander verbunden werden mußten, um eine grafische Darstellung beispielsweise auf einem externen Drucker oder einer grafischen Einrichtung zu erzeugen.

In Fig. 5 ist ein Flußdiagramm der Instruktionen wiedergegeben, die in dem ROM-Teil des Systems gespeichert sind. Mit diesen Instruktionen arbeitet das System, wie bereits erläutert. Dieses Flußdiagramm erläutert die Aufeinanderfolge der Microprocessor-Operationen und Entscheidungen und liefert zusammen mit den Zeitdiagrammen in den bereits genannten Druckschriften dem Fachmann eine bequeme Wiedergabe der Algorithmen und Prozeduren, die eine Hardware-Konstruktion des Systems erleichtern. In dem Flußdiagramm zeigt eine Unterbrechung in der Linie zwischen den verschiedenen Blöcken an, daß Information nur in eine Richtung weitergeleitet werden kann, während die durchgezogenen Linien zwischen den Blöcken anzeigen, daß Informationen in beide Richtungen laufen. Zusätzlich zeigt die Pfeilspitze auf der Linie zwischen den Blöcken, daß die Funktion des Blockes, auf den die Pfeilspitze weist, aufgerufen wird.

Beim Einschalten des Gerätes erhält eine Leistungsaufbau-Routine 50 über Leitung 52 ein Signal. Das Signal wird von Hardware-Logik geliefert, die in einer bekannten Leistungsversorgungs-

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einheit enthalten ist. Die Leistungsaufschalt-Routine wird, wie alle Leistungsaufschalt-Routinen, benutzt, um alle Speicher des Systems auf Anfangswerte zu bringen, die Systemvariablen einzustellen und Anfangswerte zuzuordnen, die das System benötigt, um arbeiten zu können. Die Steuerung wird dann über die Leitung 54 zu einer Leerlaufschleifen-Routine 56 weitergeleitet, die wiederum mittels einer herkömmlichen Eingabe/ Ausgabe-Routine 58 einen Pfeil auf dem Darstellungsschirm des Systems anbringt. Zur gleichen Zeit wird Information, die beispielsweise mittels der primären Eingabeeinrichtung 16 eingegeben wird, über die Leerlaufschleife zu einer Leitungseditions-Routine 16 geführt. Der Leitungseditor 16 nimmt bis zu 72 Zeichen auf, das ist die Anzahl der pro dargestellter Zeile vorhandenen Zeichen. Nachdem eine ganze Zeile vollständig ist oder eine Wagenrückkehrtaste usw. niedergedrückt wurde, wird ein Zeichen in der Leerlaufschleife durch den Zeileneditor gesetzt. Die Leerlaufschleife wiederum ruft eine Sprachenübersetzungs-Routine an. Der Sprachenübersetzer 62 führt viele Funktionen aus und enthält daher zahlreiche Subroutinen. Zunächst wird die Information auf der Zeile untersucht, um sicherzustellen, daß die Tastenworte richtig angegeben wurden, daß die Nummern richtig gebildet wurden, daß Extra-Leerräume weggelassen wurden, usw. Als nächstes wird die Zeile daraufhin überprüft, ob syntaktische Fehler vorhanden sind. Wenn keine Fehler gefunden werden, wird eine andere Subroutine aufgerufen, die die Gültigkeit der Zeile prüft, d. h., ob sie eine ausführbare Befehlszeile des "Basic" ist. Wenn ein Fehler auftritt, wird die Steuerung an die Leerlaufschleife zurückgegeben, die wiederum eine Fehlernachricht-Schreibroutine 64 auslöst. Der Fehlernachricht-Schreiber veranlaßt mittels der Eingabe/Ausgabe-Routine die Darstellung, anzuzeigen, daß ein Fehler aufgetreten ist, und daß die Leerlaufschleife wieder in Betrieb gesetzt wurde. Im wesentlichen setzt der Sprachenübersetzer die vom Menschen verständliche Information in eine von der Maschine ausführbare Form um.

Nachdem eine Zeile in korrekter Weise aufgebaut wurde, die gültig und ausführbereit ist, wird geprüft, ob sie eine Zeilen-

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nummer besitzt. Wenn eine Zeilennummer vorhanden ist, ruft der übersetzer eine Programmlisten-Routine 66 an, die diese Zeile in das System einsetzt, wo es notwendig ist. Wenn keine Zeilennummer vorhanden ist, ruft der Übersetzer eine Programmermittlungs-Routine 68 an, und dieser Ermittler wird die Ausführung der Zeile über eine Vielzahl von Routinen 70, 72, 74, 76, 78 und 80 weiter ausführen. Diese Subroutinen sind natürlich bekannt und eine weitere Erläuterung erscheint hier entbehrlich. Die Gpeichersteuerungs-Subroutine 80 wird nur verwendet, um zusätzlichen Speicherraum an das System anzuknüpfen, wenn dies gewünscht wird, wobei diese Subroutine an sich ebenfalls bekannt ist.

Nachdem die Routine in richtiger Weise ausgeführt wurde, wird die Programmermittlung mit Hilfe der Eingabe/Ausgabe-Routine entweder direkt, wie im Falle eines "Basic"-Befehls wie "drucke", "schreibe" usw. oder mit Hilfe der Programmdarstellungs-Routine 82 auf der Darstellung wiedergegeben, wenn ein "Basic"-Befehl wie "Liste" usw. auszuführen ist, oder vermittels einer grafischen Routine 84, wenn der "Basic"-Befehl "DRAW", "WINDOW" usw. lautet.

Normale Hardware-Unterbrechungen, die für die Microprocessor-Einheiten gemeinsam sind, werden über die Leitung 86 zu einem normalen Unterbrechungs-Processor 88 geliefert, der wiederum eine Tastatur-Antriebsroutine 90 und eine Sammelschienen-Antriebsroutine 9 2 in herkömmlicher Weise aufruft. Eine Kathodenstrahlrohr-Antriebsroutine 93 wird ebenfalls vorgesehen und durch die Eingabe/Ausgabe-Routine in herkömmlicher Weise aufgerufen.

In der Fig. 6 ist in Blockdiagrammform die Darstellungs-Steuerungsschaltung wiedergegeben, die das Zeichnen von Vektoren, das Drucken von Punkt-Matrix-Zeichen und die Darstellung des Zeigers ermöglichen. Wie bereits erläutert wurde, kommuniziert der Microprocessor mit der Primär-Ausgabeeinrichtung über den Peripherie-Interface-Adaptor. Der Peripherie-Interface-Adaptor wiederum besitzt Ausgangsleitungen, die programmiert sind,

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um die Darstellungs-Steuerungsschaltung in einer Weise zu steuern, die von der Microprocessor-Befehlsfolge in dem ROM-Speicher diktiert wird.

Somit liefert der Peripherie-Interface-Adaptor an die Darstellungs-Steuerungsstufe eine Vielzahl von Digitalsignalen, die sowohl Daten- als auch Steuerungsinformation bilden. Daten, die Koordinatenstellen repräsentieren, werden über Leitungen und 102 geliefert. Daten auf Leitung 100 repräsentieren vorzugsweise X-Daten (wobei X im allgemeinen die Zeit darstellt) und Daten auf Leitung 102 vorzugsweise Y-Daten (Y-Daten stellen im allgemeinen die Amplitude dar). Diese Daten werden in die Pufferspeicher 104 und 106 eingesteuert, beispielsweise sind dies D-Flipflops, z. B. in der Form von im Handel erhältlichen Bausteinen der Typenbezeichnung 74LS174. Der Takt wird natürlich über den Peripherie-Interface-Adaptor von einem Haupttaktgeber auf Leitung 103 erhalten.

Der Ausgang der Puffer 104, 106 wird an ein Paar Digital-Analog-Umsetzer 108 und 110 geliefert, in denen die Daten in ein Analogsignal umgewandelt werden. Bei der vorzugsweisen Ausführungsform benutzt der Digital-Analogwandler Transistorschaltungen, Stromprogrammier-Widerstände und Operationsverstärker, die alle in herkömmlicher Weise miteinander verknüpft sind, beispielsweise in der in Fig. 7 dargestellten Art. Eine allgemeine Beschreibung findet sich in der Druckschrift "Integrated Electronics, Analog and Digital Circuit and Systems", verfaßt von Melman und Halkias. Diese Analogsignale werden dann an schaltbare Filternetzwerke 112, 114 für die weitere Bearbeitung geliefert, bevor sie an die Ablenkschaltkreise der Darstellungseinrichtung geliefert werden.

Für grafische Darstellungen (Vektoren) liefern die Filter und 114 eine exponentielle Filterung der Analogsignale, die an sie angelegt werden, was ermöglicht, gerade Vektoren aufgrund der passenden Filtereigenschaften zu ziehen. Die Filter werden durch ein Steuersignal eingeschaltet, das von dem Peri-

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pherie-Interface-Adaptor über Leitung 113 erhalten wird, und zwar immer dann, wenn ein "Basic"-Grafikbefehl auftritt. Bei der vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems wird die Filterung durch verteilte Widerstände und Kapazitäten am Eingang eines Operationsverstärkers geliefert, wobei dieser Operationsverstärker einen Feldeffekttransistor-Schalter benutzt, um den Verstärker einzuschalten. Ein typischer Schaltkreis ist in Fig. 8 wiedergegeben. Wenn eine alphanumerische Darstellung vorgesehen wird, werden diese Filter einfach abgeschaltet, indem der Feldeffekttransistor mittels eines Steuersignals abgeschaltet wird, wodurch ermöglicht wird, daß Daten durch die Filter unbeeinflußt hindurchlaufen.

Bei irgendeinem Vektor-Betrieb werden die Ausgänge der einzelnen Digital-Analog-Umsetzer 108, 110 auf einer Vektorlängen-Abfühlstufe 116 zugeführt. Diese Stufe ist in Fig. 9 dargestellt. Eine Spannung von mehr als ungefähr 4; 0,7 V an den Digital-Analog-Ausgängen, die anzeigt, daß ein langer Vektor gezogen werden muß, veranlaßt einen der vier Transistoren, zu leiten, wodurch ein Feldeffekttransistor veranlaßt wird, sich zu sättigen. Die Sättigung des Feldeffekttransistors erdet einen Eingang eines NAND-Flipflop-Verknüpfungsgliedes, dessen anderer Eingang ein Steuersignal von dem Peripherie-Interface-Adaptor über Leitung 119 aufnimmt, wodurch angezeigt wird, daß ein Vektor gezogen werden soll. Daher wird die Anwesenheit eines langen Vektors von dem Flipflop festgestellt und ein Nichteinbrenn-CRT-Taktsignal abgeschaltet, das am steuernden Netzwerk 118, 120, 122 anliegt, das wiederum den Schreibstrahl des Oszillographen steuert. Das Merkmal des Nichteinbrennens ist bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Eine Vektor-Taktsteuereinheit 124 ist ebenfalls mit dem verknüpfenden Netzwerk verbunden, das von dem Puffertaktgeber und den Filter-Steuerungssignalen gesteuert wird. Diese Einheit bestimmt die Gesamtzeit, in der der Vektor eingeschaltet wird, um auf der Darstellung wiedergegeben zu werden.

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Für alphanumerische Darstellungen werden Steuersignale von dem Peripherie-Interface-Adaptor an ein Paar von Zeitgliedern 126 und 128 geliefert, wobei ersterer zur Steuerung der Modulation des Schreibelektronenstrahls der Kathodenstrahlröhre ohne Speicherung der dargestellten Information steuert, während der letztgenannte Taktgeber vorgesehen ist, um die Modulation des Schreibstrahls zu steuern, wobei die dargestellte Information gespeichert wird.

Ein Taktgeber 130 und ein Oszillator 132 sind vorgesehen, um die Überflutungskanonen der Darstellungseinrichtung zu steuern. Die Überflutungskanonen sind in den bereits genannten Patenten beschrieben, sie werden grundsätzlich dazu benutzt, um eine Kopie des auf der Darstellungfläche wiedergegebenen Bildes herzustellen. Wenn eine Kopie von der Darstellung hergestellt wird, wird das System über Leitung 131 abgeschaltet, so daß keine v/eitere Information auf der Darstellungseinrichtung wiedergegeben werden kann.

ES/jn 3

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Leerseite

Claims

Patentansprüche ;

M J Einrichtung zur Sichtdarstellung von alphanumerischen und grafischen Informationen auf einer Kathodenstrahlröhre, mit einer steuerbare Darstellungsschaltungen aufweisenden Kathodenstrahlröhre für die sichtbare Darstellung von Informationen sowie mit einer Tastatur, die auch mehrere Betriebstasten umfaßt, um digital codierte alphanumerische und grafische, die darzustellende Information repräsentierende Signale zu liefern, gekennzeichnet durch Verarbeitungseinrichtungen, die mit der Tastatur (18) und der Kathodenstrahlröhre (20) in Verbindung stehen, um die digital codierten alphanumerischen und grafischen Signale für eine Darstellung auf der Kathodenstrahlröhre (20) zu verarbeiten, wobei die Verarbeitungseinrichtungen Festwertspeicher (14) zur Speicherung von adressierbaren Programminstruktionen, die auch getrennte Routinen zur Lieferung von grafischen und alphanumerischen Daten umfassen, sowie Speicher mit direktem Zugriff (12) enthalten, um Zwischenresultate der Routinen zu speichern, durch Microprocessoren (10), die die Programminstruktionen aufnehmen und ausführen, um die Daten zu erzeugen, und durch Peripherie-Interface-Adaptoren (32) um die Kathodenstrahlröhre (20) und die Tastatur (16) wirksam miteinander zu verbinden.

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Telefon (O211) 32O8 58

Telegramme Custopat

ORIGINAL INSPECTED
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlröhre (20) eine Direktsicht-Speicherröhre ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/

daß die Speicher-Kathodenstrahlröhre (20) eine bistabile Speicher-Kathodenstrahlröhre ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (24) zur Herstellung einer permanenten Papierkopie der dargestellten Informationen vorgesehen sind.
5. System nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (26) vorgesehen sind, um die Sichtdarstellung selektiv zu verstärken.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verstärkung der Sichtdarstellung einen Steuerknüppel (26) umfassen.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch Interface-Einrichtungen (30) zur Zwischenspeicherung von Daten, die von zusätzlichen Eingabeeinrichtungen stammen oder an zusätzliche Darstellungseinrichtungen geliefert werden.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch Eingabeeinrichtungen in Form einer Tastatur (18) zur Erzeugung von Daten- und Adressensignalen in codierter Form aufgrund der Betätigung von Tasten der Tastatur, durch Speichereinrichtungen zur Codierung der Daten- und Adressensignale und zur Lieferung von DecodierSignalen.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastatur (18) erste Tasten aufweist, die alpha-

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numerischen Tasten (2a) für DAten- und Adressensignale sind, die Buchstaben, Nummern und Symbolen entsprechen; zweite Tasten,(2b), die Funktionstasten darstellen, um Daten- und Adressensignale in die Speichercinrichtungen einzucodieren; dritte Tasten, die Editionstasten (2d) bilden, uir die Daten- und Adressensignale in den Speichereinrichtungen zu korrigieren; vierte Tasten, die Steuerungstasten darstellen, um die Übertragung der Daten- und ADressensignale zu steuern; und fünfte Tasten (2e), die Schrittasten darstellen, um die Daten- und Adressensignale schrittweise aufeinanderfolgend zu verarbeiten.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch Microprocessor- und Speichereinrichtungen, die FEstwertspeicher (ROH) und Speicher mit direktem Zugriff (RAM) bilden, um die in codierter Form vorliegenden Daten- und Adressensignale zu decodieren.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher (ROM) die Microprocessor-Instruktion enthält.
12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher mit direktem Zugriff (RAM) zur zeitweisen Speicherung von Daten, Instruktionen und Zwischenergebnissen numerischer Rechnungen vorgesehen ist.

Beschreibung:

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