DE4127748C2 - Elektronischer Rechner, insbesondere ein Taschenrechner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Rechner, insbesondere einen Taschenrech­ ner, mit einer Anzeigeeinheit (Display), einem numerischen Eingabetastenfeld, einem Funktionstastenfeld, einem Cursortastenfeld mit Cursortasten zur Bestimmung der Position eines Cursors für die Eingabe, wobei die einzelnen Positionen schrittweise frei anwählbar sind, einem Daten-(RAM-)Speicher, einem Programm-(ROM-)Speicher und einem Festbildspeicher.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Taschenrechnern und Tischrechnern für unterschiedliche Einsatzzwecke bekannt.

Aus der DE 36 13 740 C2 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung und Bearbeitung einer Tabelle bekannt. Dabei kann das Format der Tabelle leicht und schnell durch visuelle Erkennungsmittel auf das gewünschte Format eingestellt und durch einen einfachen Eingabevorgang verändert werden.

Die DE 35 08 548 A1 stellt einen elektronischen Taschenrechner vor, der in der Lage ist, eine numerische Berechnung durch direkte Eingabe der numerischen Daten in den Rechner auszuführen, ohne ein in der Programmiersprache geschriebenes Programm lösen zu müssen, wobei die numerische Berechnung schnell und leicht ausgeführt wird.

Es ist ferner eine Informationsverarbeitungsvorrichtung bekannt, die mit zwei Anzei­ geeinheiten ausgestattet ist und zwar einer ersten einzeilig ausgebildeten Anzeigeein­ heit und einer zweiten sogenannten Formatanzeigeeinheit (DE 35 06 321 A1). Letzte­ re Anzeigeeinheit umfaßt mehrere Zeilen, kann aber nur einzelne Punkte an den ein­ zelnen Positionen in den Zeilen darstellen. Auf diese Weise ist es möglich, eine ge­ wisse Grobübersicht über einen größeren Text zu gewinnen und nach Anwahl mittels Cursors Textteile, die auf der Formatanzeigeeinheit nur als Punktfolge dargestellt werden, auf der ersten Anzeigeeinheit in Klartext anzuzeigen.

Rechner mittels Menütechnik und Cursortasten zu bedienen, ist allgemein bekannt. (JAMIN, Prof. Klaus W., Das Software Lexikon, Ehningen bei Böblingen: expert-Ver­ lag, Stuttgart: Taylorix Fachverlag 1988, S. 203; SCHULZE, H.H., Das rororo Compu­ ter Lexikon, 108.-127. Tausend 1989, Rowohlt Taschenbuch Verlag, Reinbek bei Hamburg, S. 338). Bei Verwendung dieser bekannten Menüsysteme oder Eingabe­ masken wird dem Benutzer eine Abfolge von Optionen angeboten. Diese Optionen können dabei sowohl zur Steuerung des Systems, etwa zur Auswahl, welche Dienst­ programme und Prozeduren als nächstes ausgeführt werden sollen, als auch zur Da­ teneingabe benutzt werden.

Eine Beschränkung dieser Vorgehensweise besteht jedoch darin, daß die Untermenüs vom zugrundeliegenden Hauptprogramm in einer festgelegten Reihenfolge angeboten werden, wobei sich das Programm durch einen hierarchisch strukturierten Menübaum hindurcharbeitet. Die für Benutzerangaben angebotenen Felder werden nur zur Ein­ gabe benutzt.

In vielen Fällen muß der Benutzer, wenn er glaubt, genügend viele Werte eingegeben zu haben, mit einem "Weiter"- oder "Ende"-Befehl durch Tastendruck den Rechen­ prozeß aufrufen und zum Ausgabebildschirm, z. B. zu einer grafischen Darstellung, umschalten. In einer Eingabemaske kann der Benutzer im Prinzip unbeeinflußt vom Rechner mehrere Werte eingeben, wie er will. Für den Fall, daß diese Werte nicht zueinander passen, wird dies erst im anschließenden Rechenprozeß erkannt.

Bei Menüsystemen, die mit Eingabemasken arbeiten, bei denen Sorge getragen ist, daß von vornherein die Eingabe von einander in Konflikt tretenden Benutzereingaben ausgeschlossen sind, ist der Benutzer gezwungen, Einträge, die nicht gelten sollen, mit festgelegten Werten zu belegen, z. B. mit Null für numerische Felder oder Blank für Textfelder.

Die Vorgehensweise der vorgenannten Rechner ist durch funktionale Zusammen­ hänge gekennzeichnet, das heißt, man hat eine abhängige Variable, die sich durch Rechenoperationen aus den Werten der unabhängigen Variablen in einem oder mehre­ ren Schritten bestimmen lassen. Diese funktionale Methode der Berechnung bringt je­ doch eine umständliche und unübersichtliche Handhabung von elektronischen Rech­ nern mit sich, da der Benutzer immer nur Abhängigkeiten von bestimmten Größen zu bestimmten anderen Größen feststellen kann, beziehungsweise, daß er bei einer an­ deren Problemstellung andere Funktionen aufrufen muß. Des weiteren werden bei vielen Ausführungstypen dieser Rechner die Eingabewerte überschrieben, so daß der Benutzer keine direkte Überprüfungsmöglichkeit bei Eingabefehlern besitzt. Diese funktionale, prozeßorientierte und "nach vorne"-orientierte Methode der Berechnung bringt eine umständliche Handhabung von elektronischen Rechnern mit sich, da der Benutzer die jeweils benötigten Algorithmen kennen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektronischen Rechner - wie er im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert ist - zu schaffen, der es dem Benutzer erlaubt, un­ terstützt durch visuelle Erkennungsmittel, schnell und leicht bestimmte häufig vor­ kommende, eine begrenzte Anzahl funktional verbundene Rechengrößen aufweisende numerische Aufgabenstellung zu lösen, ohne daß eine Kenntnis des schrittweisen Be­ rechnungsverfahrens für den Benutzer nötig wäre; insbesondere soll es dem Benutzer möglich sein, bei Eingabe eines numerischen Wertes für eine Rechengröße sowohl den eingegebenen Wert als auch eine damit gegebenenfalls verbundene Änderung ei­ nes zuvor eingegebenen oder vom Rechner errechneten numerischen Wertes einer anderen Größe derselben numerischen Aufgabe mit einem Blick erfassen zu können und zwar ohne daß eine weitere Bedienhandlung durchgeführt werden müßte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Betätigung einer Taste des Funktionstastenfeldes wird eine Steuervorrich­ tung angesprochen, die gezielt ein entsprechendes Arbeitsblatt auf dem Display er­ zeugt. Diese Steuervorrichtung spricht über den Display Controller das Display Panel an, und stellt den Inhalt des Festbildspeichers bezüglich des Arbeitsblattes, d. h. die optische Darstellung des Rechenblattes, dar. Dieses Arbeitsblatt ist in einzelne Zellen aufgeteilt, um einen graphisch ansprechenden und übersichtlichen Eindruck zu bieten, was dazu führt, daß das Arbeitsblatt visuell leicht und schnell zu erkennen ist. Die Anzahl der Zellen eines Arbeitsblattes ist so ausgewählt, daß gewünschte Rechen­ operationen bequem und übersichtlich ausgeführt werden können.

Dabei ist jedes Arbeitsblatt einem Formular ähnlich ausgestaltet und auf ein spezielles Rechenproblem zugeschnitten, insofern, daß sich die Beschriftung und Anordnung der einzelnen Rechenzellen an bekannte Berechnungsweisen bzw. an die Rechenpraxis in den verschiedenen Anwendungsgebieten anlehnt. Auf diese Weise sind die Rechen­ blätter für den Benutzer weitgehend selbsterklärend, das heißt der Benutzer kann in der optisch ansprechenden Ausgestaltung eines Arbeitsblattes und vor allem in der logischen sinnvollen Anordnung von beschrifteten Rechenzellen sofort erkennen, was er zu tun hat. Dies führt zu einem Vermeiden von Fehlern, die durch die teilweise un­ übersichtliche Arbeit mit herkömmlichen Taschenrechnern entsteht, und ermöglicht so ein effizienteres, weil korrekteres und leichter verständliches Arbeiten.

Der Benutzer hat als weiteren Vorteil der Erfindung durch die Ausgestaltung des Arbeitsblattes sämtliche für das Problem relevanten Größen im Überblick auf der Anzeigeeinheit stehen.

Durch das Betätigen des Cursortastenfeldes können nun verschiedene Zellen frei angewählt werden. Die numerischen Werte der angewählten Zellen sind mittels der numerischen Eingabetasten direkt manipulierbar. Wird die angewählte Zelle mittels dieser Einrichtung wieder verlassen, wird der zuletzt in der Zelle stehende Wert gespeichert. Vor allem durch die Tatsache, daß sämtliche Rechengrößen im Gesamtüberblick für das Auge sinnfällig angeboten werden, zeigt, daß der Taschenrechner für den Schulungsbedarf geeignet ist, da die Darstellung einen hohen didaktischen Wert besitzt.

Die bei den üblichen Taschenrechnern vorherrschende funktionale Vorgehensweise wird hier durch eine relationale ersetzt. Dies führt vorteilhafterweise dazu, daß es für den Benutzer keine festgelegten Eingangs- und Ausgangsgrößen gibt, das heißt, daß es auch möglich ist, in einem Arbeitsblatt das Ergebnis und diverse Variablen einzugeben, um eine gesuchte Variable zu berechnen. Der Benutzer braucht somit keine Kenntnisse von den funktionalen Zusammenhängen. Durch die Auswahl der auf dem Arbeitsblatt angegebenen Zellen spezifiziert er, welcher Wert aus welchen Eingabewerten berechnet werden soll.

Der Ablauf ist also der folgende: Der Benutzer bestimmt durch die Auswahl der auf dem Arbeitsblatt befindlichen Zellen, welche Größen er als unabhängige Variablen deklarieren möchte, wobei ausdrücklich noch einmal betont werden sollte, daß hierbei als unabhängige Variable auch die Ergebniszelle verwendet werden darf. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Taschenrechner bestimmt dann in einem ersten Schritt, welche Größen er berechnen kann und berechnet sie dann in einem zweiten Schritt.

Wie schon angedeutet, kann der Benutzer beispielsweise auch einen Wert für das - nach traditioneller, nach vorne gerichteter Denkweise - Ergebnis der Rechenoperation vorgeben. In diesem Fall rechnet der Rechenblatt-Taschenrechner rückwärts und bestimmt die Argumentwerte, die zu diesem Ergebnis hinführen. Es ist leicht einsichtig, daß ein wesentlicher Vorteil dieser Erfindung darin besteht, daß man sowohl "was-wäre­ wenn"-Analysen machen kann, indem man vorwärts rechnet, als auch "was-muß-passieren­ damit"-Analysen vornehmen kann, indem man, wie gerade beschrieben, rückwärts rechnet. Des weiteren ist die Fehlerkorrektur im Falle, daß der Benutzer Werte falsch eingegeben hat, sehr komfortabel und übersichtlich. Der Austausch der nicht erwünschten Variable bzw. auch des Ergebnisses geschieht in einfachster Art und Weise dadurch, daß man über die Cursortasten, die zu verändernde Zelle anwählt, dort den alten Wert überschreibt, und nach Start des Rechenvorganges das gewünschte Resultat liefert.

Der Rechner berechnet also alle Größen des Rechenblattes nach jeder Benutzereingabe neu. Der Benutzer hat dabei mehrere Möglichkeiten, Einfluß darauf zu nehmen, welche Werte neu berechnet werden sollen, bzw. welche erhalten werden sollen. Beispielsweise kann er eine Zelle gegen Veränderung sperren, d. h. "einfrieren" oder für das Überschreiben durch den Rechner freigeben. Ist der funktionale Zusammenhang nicht bÿektiv, so tritt eine Prioritätenregelung in Kraft. Da im letzten Falle nicht eindeutig entschieden werden kann, welcher Wert überschrieben werden soll, wird hier die zweckmäßige Regelung eingeführt, daß die Zelle, deren Wert am "ältesten" ist, mit dem neuen Wert überschrieben wird, wobei natürlich eingefrorene Werte nie überschrieben werden dürfen.

Ein weiteres wichtiges Detail des hier vorgestellten Taschenrechners ist die Möglichkeit, beim Arbeiten mit einem Arbeitsblatt ein anderes Arbeitsblatt aufzurufen. Dabei ist es auch möglich, mit den Cursortasten, eine Zelle auszuwählen, in die die Größe, die das Ergebnis des zuletzt aufgerufenen Arbeitsblattes ist, übernommen wird. Arbeitet man also in einem Arbeitsblatt und betätigt eine Funktionstaste, um ein anderes Arbeitsblatt aufzurufen, so wird das entsprechende Rechenblatt im Display dargestellt, wobei die schon bisher eingetragenen Werte des aufrufenden Arbeitsblattes erhalten und bei einem erneuten Aufruf dieses Blattes wieder zur Verfügung stehen. Durch Einspeichern und Auslesen von Werten über interne Speicherzellen, ist es möglich, Werte zwischen einzelnen Rechenblättern auszutauschen und so auch kompliziertere Ausdrücke zu berechnen. Des weiteren ist ein Mechanismus vorgesehen, der den Aufruf eines anderen Rechenblattes vom jeweils aktuellen und die Rückkehr ermöglicht, ohne die interne Speicherzelle zum Umspeichern zu benutzen.

Damit der Rechner auch an verschiedene Arbeitsumgebungen, wie beispielsweise ein chemisches Labor, angepaßt werden kann, kann das Gehäuse insofern modifiziert werden, als daß es sich gegenüber Hitzebelastung und Säureeinfluß resistenter erweist, als handelsübliche Gehäuse. Auch eine wasserdichte Ausführung mit Folientastatur ist möglich.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht des Rechners,

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, daß stark schematisiert den prinzipiellen Ablauf und den Informationsfluß des Rechners verdeutlicht,

Fig. 3 bis Fig. 1 1 zeigen einige Ausgestaltungen von Rechenblättern mit numerischen Beispielen.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen elektronischen Rechner, insbesondere einen Taschenrechner. In der obersten linken Ecke des Rechnergehäuses befindet sich die Statusleiste (1) mit drei Anzeige- LED′s (1a, 1b, 1c). Die OK1-Leuchte (1a) leuchtet nach jeder Benutzereingabe grün auf, wenn auf dem Rechenblatt alle numerischen Daten korrekt berechnet wurden. Sie erlöscht wieder, sobald der Benutzer eine neue Zahl einzugeben beginnt. Sie leuchtet ebenfalls noch nicht auf, wenn der Benutzer noch nicht genügend Daten eingegeben hat, so daß eine sinnvolle Rechnung möglich wäre.

Die OK2-Leuchte (1 b) leuchtet zusätzlich zur OK1-Leuchte (1a) auf, falls ein zweideutiges Rechenergebnis erzielt wurde. Wenn der Benutzer in diesem Fall die Taste ENTER (2a) im Hilfsfunktionentastenfeld (2) drückt, wird der zweite Wert in der entsprechenden Zelle dargestellt. Die Error-Leuchte (1c) leuchtet auf, wenn ein Fehler bei der Dateneingabe aufgetreten ist (z. B. Division durch 0, Überlauf . . . ).

Das Hilfsfunktionenfeld (2) dient dazu, die Arbeit mit den Rechenblättern zu verwalten, indem es über Tastendruck Unterprogrammverwaltung, Speicherverwaltung, Einfrieren und Löschen von Zellen in einem Arbeitsblatt ermöglicht. Die Enter-Taste (2a) schließt die Zahleneingabe in die aktuelle Zelle ab. Danach beginnt automatisch der Rechenprozeß, der alle Zelleninhalte im Arbeitsblatt neu berechnet. Falls dies nicht möglich ist, etwa aufgrund unsinniger Benutzerein­ gabe, erfolgt die globale Fehlermeldung "ERROR".

Die Delete-Taste (2b) löscht den Inhalt der aktuellen Zelle. In vielen Fällen führt das dazu, daß noch andere (von der aktuellen Zelle funktional abhängige) Zellen ebenfalls gelöscht werden. Die Lock-(2g)/Unlock-(2h)-Tasten dienen dazu, den Wert der aktuellen Zelle einzufrieren (mit Lock (2g)), das heißt, das Rechnerprogramm verändert diesen Wert nicht mehr, außer man betätigt die Unlock-Taste (2h), sondern nur andere, nicht durch Lock geschützte, Zellen. Die Store1-Taste (2e) speichert den Inhalt der aktuellen Zeile in die interne Speicherzelle ein. Mit der Recall1-Taste (2f) läßt sich dieser interne Wert wieder in die aktuelle Zelle zurückspeichern. Die Call-Taste (2c) und die Return-Taste (2d) dienen dazu, einer Zelle eines Arbeitsblattes ein Rechenergebnis aus einem anderen Rechenblatt zur Verfügung zu stellen.

Falls der Benutzer in einer Zelle im rufenden Arbeitsblatt einen Wert benötigt, der sich in einem anderen Arbeitsblatt berechnen läßt, dann geht er folgendermaßen vor: Er drückt die Taste Call und gleichzeitig die gewünschte Funktionstaste. Es erscheint das gewünschte gerufene Arbeitsblatt auf dem Display (6), der Benutzer berechnet dort den gesuchten Wert in der üblichen Weise, fährt abschließend mit dem Cursor in die Zelle mit dem gesuchten Ergebniswert (dies wird der Return-Wert), drückt die Return-Taste und das Programm kehrt zum aufrufenden Arbeitsblatt zurück, wobei der Return-Wert in die Aufrufzelle des rufenden Arbeitsblattes eingespeichert wird. Es ist auch ein mehrfach rekursiver Aufruf von Arbeitsblättern möglich.

Das Display Panel (6) dient zur Darstellung der Zeichen, der Arbeitsblätter und deren Zellen. Es ist im Normalfall von der Größenordnung, daß es 6 Zeilen zu 40 alphanumerischen Charakteren aufnehmen kann.

Die 4 Optionstasten (8) sind als soft-keys ausgelegt und erlauben durch Betätigen bis zu vier verschiedene Optionen in einem Rechenblatt anzuwählen.

Der Ein/Aus-Schalter (9) befindet sich beispielsweise mitte rechts.

Das Cursorfeld (3) dient zur Auswahl der Zelle, die der Benutzer eines Rechenblattes bearbeiten möchte.

Das Funktionstastenfeld (5) dient dazu, die jeweils gewünschten Rechenblätter aufzurufen, d. h. auf dem Display (6) darzustellen und die Zellen des Arbeitsblattes zum Laden mit Werten zur Verfügung zu stellen. In der Figur sind einige beispielhatte Beschrittungen der Funktionstasten mit aussagekräftigen Abkürzungen dargestellt. Auf eine Numerierung der Funktionstasten, auf die im nachfolgenden noch eingegangen werden soll, wurde aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet.

Der Zehnertastenblock (4) dient zur Eingabe der Daten in die Zellen und hat die von herkömmlichen Taschenrechnern gewohnte Anordnung.

Im Falle eines Einsatzes unter erschwerten Umweltbedingungen kann die Tastatur als Folientastatur realisiert werden, um einen Schutz gegen Feuchte oder gegen Säureeinfluß zu erreichen. Letztere Bemerkung bezieht sich auch auf eine spezielle Ausgestaltung des Gehäuses (0).

Die Funktionsweise des Rechenblatt-Taschenrechners ist aus dem Blockdiagramm Fig. 2 zu entnehmen. Die beiden wichtigsten Komponenten sind die zentrale Recheneinheit (14) (CPU), die im wesentlichen für die numerischen Rechenoperationen zuständig ist und der Display Controller (7), der für die Ansteuerung des Display Panels (6) zuständig ist.

Grob gesprochen, läßt sich die interne Arbeitsweise wie folgt skizzieren:
Durch Betätigen einer Funktionstaste im Funktionstastenfeld (5) wird sowohl das zu dieser Taste gehörige Rechenprogramm aus dem Programmspeicher (15) in die CPU (14) geladen, als auch das zugehörige graphische Festbild aus dem Festbildspeicher (10) über den Display Controller (7) auf dem Display Panel (6) zur Anzeige gebracht. Die graphische Darstellung dort wird gemischt erzeugt aus dem unveränderlichen Festbild, dessen Pixeldaten aus dem Festbildspeicher (10) gelesen werden, und aus der sich dynamisch ändernden Darstellung von Ziffern in den verschiedenen vorgesehenen Rechenzellen. Durch Betätigen einer Zifferntaste im Zifferntastenfeld (4) wird eine Codierung dieser Taste in einem Schieberegister in der CPU (14) abgelegt und eine graphische Darstellung dieser Ziffer mit Hilfe eines Zifferngenerators (12) auf dem Display Panel (6) erzeugt. Der geometrische Ort dieser Darstellung wird über den Adreßkonverter (11) bestimmt.

Jede Betätigung einer Cursortaste im Cursortastenfeld (3) wird über die CPU (14) im Datenspeicher (13) gespeichert. Auf diese Weise ist der CPU (14) ständig die aktuelle Cursorposition und damit die aktuelle Rechengröße bekannt. Diese Cursorposition wird ständig ausgelesen und über den Adreßkonverter (11) an den Display Controller (7) geschickt, so daß an der beabsichtigten Stelle ein blinkendes Cursorsymbol sichtbar gemacht werden kann. Über den Adreßkonverter (11) werden sowohl die von der CPU (14) neu berechneten (und unter internen Adressen abgelegten) Werte als auch die vom Benutzer eingegebenen Werte an das Panel (6) geschickt.

Der Datenspeicher (13) enthält die zum aktuellen Rechenblatt gehörigen Zwischenspeicher, die zum aktuellen Rechenblatt und den bisher schon benutzten Rechenblätter numerischen Werte, den Status der einzelnen Zellen (z. B. Benutzer erzeugt, Rechner erzeugt, gesperrt usw.), die Alterungsliste (Reihenfolge der Benutzereingaben in den Zellen) die Position des Cursors, die interne Speicherzelle und einen Stack für die Übergabe der Werte bei dem durch Call aufgerufenen Rechenblätter.

Bei den folgenden Ausführungsbeispielen beziehen sich die Rechenzellen mit abgerundeten Ecken darauf, daß dort Benutzereingaben und Rechnerausgaben möglich sind. In Rechenzellen mit harten Ecken sind nur Benutzereingaben möglich.

Die Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel das Arbeitsblatt "Summentafel".

Diese Funktion wird durch Betätigen der Funktionstaste Sum aufgerufen.

Es treten folgende numerische Größen auf:
Summand 1 in Zelle (31), abgekürzt mit S1
Summand 2 in Zelle (32), abgekürzt mit S2
Summand 3 in Zelle (33), abgekürzt mit S3
Summe in Zelle (34), abgekürzt mit S.

In der ersten Spalte ist noch die Art der Summation auszuwählen.
Wählt man Sum x (35), so ist S = S1 + S2 + S3.
Wählt man Sum 1/x (36), so ist 1/S= 1/S1 + 1/S2 + 1/S3.Wählt man Sum (37), so wird die Wurzel aus der Summe der Quadrate berechnet.

Versucht der Benutzer in der Zelle (33) weiter, nach unten zu fahren (vgl. den nach unten gerichteten Pfeil (38) in der Fig. 3), dann tritt folgender Effekt ein:
Die Werte in den beiden oberen Zellen (31, 32) werden entsprechend der eingestellten Option zu einem Wert zusammengefaßt, der Wert der Zelle (33) wird in die Zelle (32) verschoben und die Zelle (33) steht zur weiteren Eingabe bereit. Auf diese Weise ist es möglich, beliebig viele Werte zu addieren. Der Benutzer kann allerdings immer nur vier aktuelle Größen, nämlich den Inhalt der Zellen (31), (32), (33), (34) manipulieren.

Im Rechenbeispiel wird 1/18 zu 1/12 addiert, und von dieser Summe der Kehrwert gebildet.

Die Fig. 4 zeigt das Rechenblatt Multiplikationstafel.

Diese Funktion wird durch Betätigen der Taste Mult aufgerufen. Mit diesem Arbeitsblatt ist das Multiplizieren und Dividieren möglich. Beim Aufruf des Arbeitsblattes steht der Cursor in Zelle (41). Das Arbeitsblatt zeigt einen arithmetischen Bruch mit drei Zellen für den Zähler (41, 42, 43) und drei Zellen für den Nenner (44, 45, 46). Seien Z1 der Wert in Zelle (41), Z2 der Wert in Zelle (42), Z3 der Wert in Zelle (43), wohingegen N1 in Zelle (44), N2 in Zelle (45) und N3 in Zelle (46) stehen. Das Ergebnis E erscheint in Zelle (47).

Wie eigentlich jedem aus der optischen Ausgestaltung des Displays sofort klar ist, muß gelten, daß E = (Z1_*Z2_*Z3)/(N1_*N2_*N3) ist.

Nicht eingegebene Werte, also leere Zellen werden als 1 angenommen. Dadurch ist beispielsweise die Berechnung des Kehrwertes einer Zahl ganz einfach. Dazu muß der Benutzer nur in Zelle (44) einen Wert eintragen und der reziproke Wert erscheint in der Ergebniszelle (47). Die Fig. 4 zeigt die Berechnung von 3_*5/4 = 3.75.

Die Fig. 5 zeigt das Rechenblatt Trigonometrische Funktionen.

Nach Betätigung der Funktionstaste Trigo erscheint ein Rechenblatt zur Berechnung der vier trigonometrischen Cosinus (54), Sinus (53), Tangens (55) und Cotangens (56). Die Eingabe des Argumentes der Winkelfunktionen kann sowohl in Grad (51) erfolgen als auch im Bogenmaß (52).

Der Idee der Erfindung gemäß wird der Wert, der in Grad eingegeben worden ist, auch ins Bogenmaß umgerechnet und umgekehrt.

Die Umkehrfunktionen sind dadurch zu erreichen, daß man in das jeweilige Feld der vier Winkelfunktionen einen Zahlenwert einträgt, und der erfindungsgemäß gestaltete Rechner dann den bzw. die dazugehörigen Winkel berechnet.

In Fig. 5 wurde der Arcussinus der Zahl 0.5 ausgerechnet.

Die Fig. 6 zeigt das Rechenblatt Dreiecksberechnung.

Nach der Betätigung der Funktionstaste Triang erscheint das Rechenblatt, das zur Berechnung von Dreiecken, die in der Ebene liegen, dient.

In den oberen drei Zellen (61, 62, 63) werden die Seitenlängen angegeben, in den unteren die jeweils gegenüberliegenden Winkel.

Gibt der Benutzer eine sinnvolle Kombination von Eingabegrößen ein, so werden die restlichen Größen des Dreiecks berechnet. Bei einer nicht genügenden Anzahl von Größen, z. B. genügen drei Winkel eines Dreiecks bekanntlich nicht, um ein Dreieck eindeutig zu definieren, erhält man eine Rückmeldung durch das bereits beschriebene Aufleuchten der OK1- bzw. der Error-Leuchte. In Fig. 6 wurde die Seitenlänge 65 in Zelle (62), und die beiden anliegenden Winkel 30 in Zelle (66) und 50 in Zelle (64) eingegeben. Die Winkelangabe erfolgt in Grad.

Die Fig. 7 und 7a zeigen das Rechenblatt Prozentrechnung, welches mit der Funktionstaste "%" aufgerufen wird.

In die Zelle (72) wird der Wert eingegeben, auf den sich die Prozent beziehen sollen, in Zelle (71) der Prozentsatz. Zelle (73) enthält dann den prozentualen Anteil von Zelle (72) in Bezug auf den Prozentsatz von Zelle (71). In Zelle (74) wird dann die Summe von Zelle (72) und Zelle (73) eingetragen.

Da es oft wichtig ist, den Wert von Zelle (74) als neue Referenz zu betrachten, ist vorgesehen, dies durch die Zellen (75) und (76) zu berücksichtigen. Dabei kommt in Zelle (75) der prozentuale Anteil von Zelle (72) in Bezug auf den Wert von Zelle (74), und in Zelle (76) derjenige von Zelle (73).

Die Fig. 7 und 7a stellen auch noch ein weiteres Beispiel für die "Rückwärts"-Rechnung dar. In Fig. 7 möchte ein Kaufmann z. B. wissen, welchen Preis er für ein Produkt verlangen muß, wenn er bei einem Produktwert von DM 200,- einen Mehrwertsteuersatz von 14% aufschlagen muß. In Fig. 7a möchte der Kaufmann jedoch wissen, welchen Produktwert ein Gegenstand hat, der nach 14prozentigem Steueraufschlag einen Wert von DM 200,- hat.

Je nach Intention des Kaufmannes hat er im ersten Fall die 200 in Zelle (72) und im zweiten Falle 200 in Zelle (74a) einzutragen. Der Prozentsatz, der in beiden Fällen 14 beträgt, wird in Zelle (71) bzw. (71 a) eingetragen.

Die Fig. 8 zeigt das Rechenblatt Exponential/Logarithmusfunktion.

Nach dem Aufruf des Programmes durch Betätigen der Taste Expo erscheint dieses Rechenblatt auf dem Display. Der Taschenrechner gibt dabei in Zelle (83) automatisch den Wert der Eulerschen Zahl e, bezüglich derer der natürliche Logarithmus und die natürliche Exponentialfunktion definiert ist, vor. In Zelle (81) wird die Zahl eingegeben, die als Argument der Exponentialfunktion dienen soll. Der dazugehörige Wert der Exponentialfunktion wird dann in Zelle (82) ausgegeben.

Umgekehrt ist klar, daß in Zelle (82) eine Zahl eingegeben werden kann und man in Zelle (81) den Logarithmus dieser Zahl ablesen kann.

Da in vielen Bereichen mit dekadischem Logarithmus, so zum Beispiel in der Chemie und Elektronik, oder mit dyadischem Logarithmus, wie in der Informationstheorie nach Shannon, gerechnet wird, besteht die Möglichkeit in Zelle (83) den Wert einer anderen Basis einzugeben.

Der Rechner ändert von sich aus diesen Wert nicht und bei jedem Neuaufruf des Rechenblattes wird die fest abgespeicherte Zahl e als Wert in Zelle (83) vorgegeben.

Die Fig. 9 zeigt das Rechenblatt Interpolation.

Betätigt der Benutzer die Funktionstaste Interpol erscheint das dargestellte Rechenblatt auf dem Display, das zur quadratischen Interpolation dient.

Es enthält in der ersten Zeile (91) die Ordinaten-Werte, in der Zeile (92) die Abszissen-Werte, die dritte Zeile (93) enthält die Tangentensteigungen des Interpolationspolynoms an diesen Punkten. Der Benutzer muß zur Initialisierung drei Punkte oder zwei Punkte und eine Ableitung eingeben. Die Koordinaten des ersten Punktes wird dabei in die Zellen (91a, 92a) eingegeben, die des zweiten in die Zellen (91b, 92b) und die des dritten in die Zellen (91c, 92c).

Die Steigung des Interpolationspolynoms an den jeweiligen Punkten kann in den Zellen (93a, 93b, 93c) abgelesen werden. Will man einen Punkt interpolieren, so sind die entsprechenden Werte in die Zellen (91d oder 92d) einzutragen und man kann die interpolierte Steigung in Zelle (93d) und die jeweils andere Koordinate in den Zellen (92d oder 91d) ablesen.

Gibt man aber z. B. einen Abszissen-Wert in Zelle (92d) vor, so existieren dazu möglicherweise zwei Ordinaten-Werte. Die OK2-Taste (1b) leuchtet dann auf, und man hat die Möglichkeit auch diesen Wert anzusehen durch Drücken der Enter-Taste.

Als Zahlenbeispiel wurde der Kursverlauf einer Aktie an der Börse berechnet. Ein Wertpapier habe am 5., 10. und 20. des Monats nacheinander die Kursnotierungen 319, 304 und 424. Welchen Wert hat es nun vermutlich am 15. des Monats gehabt? Die Werte werden in die jeweiligen Zellen eingetragen und als Ergebnis erhält man die Steigungen des Interpolationspolynoms sowie in der letzten Spalte in Zelle (92d) den interpolierten Aktienwert 339.

Die Fig. 10 zeigt das Rechenblatt Inverse Proportional Tafel.

Um sich dieses zugänglich zu machen, muß der Benutzer die Funktionstaste Invprop betätigen. Hiermit können invers oder indirekt proportionale Zusammenhänge behandelt werden. Es wird hierbei das Produkt der ersten drei Größen, die in den Zellen einer Zeile (101, 102, 103) stehen konstant gehalten. In der drei Zellen (101d, 102d, 103d) der vierten Spalte wird die Zahl eingetragen, die dem Produkt der drei vorangegangenen Werte proportional sein soll. Mit den Bezeichnungen A1 für den Wert der Zelle (101a), A2 für den der Zelle (101b), A3 für Zelle (101c), B1 für Zelle (102a), B2 für Zelle (102b), B3 für Zelle (102c), C1 für Zelle (103a), C2 für Zelle (103b) und C3 für Zelle (103c), sowie D1, D2, D3 für die Zellen (101d), (102d) und (103d) erhält man als Beziehung, die dem Rechenblatt zugrundeliegt: A1 _* B1 _* C1/D1 = A2 _* B2 _* C2/D2 = A3 _* B3 _* C3/D3. Für nicht eingegebene Werte wird, wie bei der Multiplikationstafel der Wert eins angenommen.

Hiermit lassen sich vor allem die in der Schule beliebten Dreisatzaufgaben sehr einfach berechnen. Wenn 24 Facharbeiter in 8 Tagen 960 Werkstücke herstellen, wieviele Tage brauchen dann 36 Facharbeiter für 2160 Werkstücke.

Die Lösung liegt auf der Hand: In Zeile (101) wird in Zelle (101a) der Wert 24, in Zelle (101b) der Wert 8 eingetragen, sowie als Proportionalitätskonstante die 960 in Zelle (101d). In Zeile (102) wird in Zelle (102a) eine 36 und in Zelle (102d) eine 2160 eingetragen. Die Antwort 12 erscheint dann in Zelle (102b).

Nach Betätigung der Funktionstaste Prop erscheint das Tableau von Fig. 11. Das Programm dient zur Dreisatzrechnung und zeigt damit sehr stark den Bezug zur Verwendung im schulischen Bereich.

Das Programm hält den Quotienten zweier unterliegender Werte entlang einer Zeile konstant. Bezeichne A1, A2, A3 die Werte der Zellen (111a, 112a, 113a), B1, B2, B3 die Werte der Zellen (111b, 112b, 113b) und C1, C2, C3 die Werte der Zellen (111c, 112c, 113c), so erhält man als definierende Gleichungen:

A1/A2=B1/B2=C1/C2 und A1/A3=B1/B3=C1/C3.

Der Benutzer muß zunächst zwei Werte in einer Spalte eintragen, die das jeweilige Verhältnis entlang der Zeilen definieren.

Als Zahlenbeispiel sei der Benzinverbrauch eines Autos genommen.
Ein Auto verbrauche 34 l auf 290 km, wieviel braucht es auf 100 km?
Man gibt nun in Zelle 111a den Wert 290 ein, in Zelle 112a den Wert 34. Trägt man in Zelle 111b den Wert 100 ein so erhält man als Verbrauch 11,72 l.
Weiß man nun zusätzlich, daß 34 l Benzin 41.14 kosten, so trägt man letzteren Wert in Zelle 113a ein und beruft sich dabei auf die zweite definierende Gleichung.

Will man nun wissen, wieviel Kilometer man zu welchem Preis mit 10 l Benzin fahren kann, so trägt man in Zelle 112c den Wert 10 ein und kann in Zelle 111c die Kilometer und in Zelle 113c den Preis ablesen.

Claims (3)

1. Elektronischer Rechner, insbesondere ein Taschenrechner, mit einer Anzeigeeinheit (Display), einem numerischen Eingabetastenfeld, einem Funktionstastenfeld, einem Cursortastenfeld mit Cursortasten zur Bestimmung der Position eines Cursors für die Eingabe, wobei die einzelnen Positionen schrittweise frei anwählbar sind, einem Da­ ten-(RAM-)Speicher, einem Programm-(ROM-)Speicher und einem Festbildspeicher, dadurch gekennzeichnet,
daß das Funktionstastenfeld (2, 5) mit dem Festbildspeicher (10) zur gezielten Erzeu­ gung eines jeweils auf eine numerische Aufgabenstellung entsprechend einem ge­ wünschten funktionalen Zusammenhang zugeschnittenen Arbeitsblattes mit einzel­ nen den Rechengrößen zugeordneten Zellen auf dem Display (6) in Verbindung steht
und daß damit dem funktionalen Zusammenhang entsprechende Rechenprogramme verfügbar gemacht werden
und daß die einzelnen Zellen des Arbeitsblattes mit dem Cursor schrittweise frei an­ wählbar sind und die angewählten Zellen frei manipulierbar sind
und daß ein Speicherbereich im Programm-(ROM-)Speicher (15) vorgesehen ist, in dem Unterprogramme für alle möglichen Kombinationen von eingebbaren Rechen­ größen gespeichert sind, mit deren Hilfe die jeweils funktional abhängigen Rechen­ größen berechenbar sind,
und daß ein Speicherbereich im Daten-(RAM-)Speicher (13) vorgesehen ist, in dem die Reihenfolge der vom Benutzer veränderten Zellen gespeichert und diese Reihenfolge beim Überschreiben von Zellen durch das jeweilige Unterpro­ gramm berücksichtigt ist.

2. Elektronischer Rechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Funktionstastenfeld (2, 5) speziellen Hilfsfunktionen zugeordnete Funktions­ tasten (2c, 2d) vorgesehen sind, die den Aufruf eines anderen Arbeitsblattes mit der Möglichkeit des Speicherzugriffes durch das aufrufende Arbeitsblatt gestattet.

3. Elektronischer Rechner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Funktionstastenfeld (2, 5) speziellen Hilfsfunktionen zugeordnete Funktions­ tasten (2g, 2h) vorgesehen sind, bei deren Betätigung nach vorausgegangener An­ wahl mit dem Cursor einzelne Zellen vor Überschreiben durch das Rechenprogramm schützbar bzw. wieder zum Überschreiben freigebbar sind.