DE831922C - Zaehl- und Rechenmaschine mit durch Elektronenroehren gesteuerter Summierungseinrichtung - Google Patents
Zaehl- und Rechenmaschine mit durch Elektronenroehren gesteuerter SummierungseinrichtungInfo
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- DE831922C DE831922C DEC1739A DEC0001739A DE831922C DE 831922 C DE831922 C DE 831922C DE C1739 A DEC1739 A DE C1739A DE C0001739 A DEC0001739 A DE C0001739A DE 831922 C DE831922 C DE 831922C
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an mittels Elektronenröhren gesteuerten Summierungseinrichtungen,
insbesondere an solchen, welche auf dem binären Kennzeichnungssystem beruhen. Es ist bekannt, daß jeder Speicher, der
nach dem binären Kennzeichnungssystem arbeitet, eine Anzahl von Gruppen oder Stellen besitzen
muß, welche gleich dem Exponenten der Potenz von 2, welche die größte aufzuspeichernde Zahl
ίο ergibt, vermehrt um ι ist.
So muß, wenn man in einem einzigen Speicher die größte Zahl von zehn Dezimalziffern, welche
eine ,genaue Potenz von 2, angenommen 233, sein mag, aufspeichern will, der Speicher 34 Binärstellen
oder Gruppen besitzen. Es ist auch bekannt, daß trotz der größeren Gruppenzahlen, welche beim
binären System im Vergleich zum Dezimalsystem erforderlich sind, das erste System für die Ausführung
von Rechnungen infolge der schnelleren Arbeitsweise und der Einfachheit der Recheneinrichtungen
doch vorteilhafter ist. Ebenso verhält es sich, wenn es sich um mit Elektronenröhren
arbeitende Rechenmaschinen handelt.
Ein beliebiger Vorgang der Summierung erfordert, welches System es auch sei, die folgezeitige
Übermittlung der Zahlen zur Summierungseinrichtung, die Feststellung und die Übermittlung der
Überträge, um die Endsumme zu erhalten.
Diese verschiedenen Arbeitsgänge der Summierung werden in mittels Elektronenröhren ge-
steuerten Einrichtungen allgemein durch die Aussendung von elektrischen Stromstößen zu durch
entsprechende Verteilungsglieder bestimmten Punkten und Zeiten ausgeführt.
Bezüglich der Übermittlung einer Zahl an eine mittels Elektronenröhren gesteuerte Sumrnierungs-'
einrichtung, des sog. Kipptyps ist es 1>ekannt, eine Stromstoßreihe mit einer Zahl von Stromstößen
auszusenden, welche der Zahl entspricht, die man
ίο speichern will; die Summierungseinrichtung besitzt
nur einen einzigen Eingang für die Aufnahme der Stromstoßreihe; es handelt sich mehr um einen
Stromstoßzähler. Dieses Verfahren, welches man Serienverfahren nennen kann, ist langwierig, sobald
die zu verarbeitenden Zahlen irgend etwas Wichtiges betreffen.
Bei einem binären Speicher kann jede Stelle oder ' Stufe nur zwei aufeinanderfolgende Zustände einnehmen,
d. h. einen Speicherzustand oder Zustand 1
ao und einen Zustand ohne Speicherung oder Zustand O; die Speicherung einer Zahl führt in den
dieser Zahl entsprechenden Stellen den Zustand 1 herbei und läßt die anderen im Zustand 0.
Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, welches man Parallelverfahren nennen kann. Bei diesem
wird die Übermittlung eines Zahlenwertes an eine binäre Summierungseinrichtung dadurch l>ewirkt,
daß alle Stellen, welche zur Aufnahme eines Stromstoßes bestimmt sind, gleichzeitig in den Zustand 1
ül>ergeführt werden. Es ist augenscheinlich, daß dieses letzte Verfahren sehr schnell arbeitet, da die
zur Ül>ermittlung erforderliche Zeit von dem numerischen Wert der aufzuspeichernden Zahl unabhängig
ist.
Ein Gegenstand der Erfindung ist eine mittels Elektronenröhren gesteuerte Summierungseinrichtung
mit Einrichtungen für die gleichzeitige Übermittlung jeder Zahl nach dem sog. Parallelverfahren.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Summierungsverfahren, bei dem die Zahl oder die
zusammenzuzählenden Zahlen in einem oder mehreren mittels Elektronenröhren gesteuerten Hilfsspeichern
gespeichert werden können. Die Speicherung der zusammenzuzählenden Zählen ist oft für
Zählzwecke erforderlich, im'besonderen aber, um wissenschaftliche Rechnungen durchzuführen, die
oft reichlich langwierig sind und bei welchen bestimmte Zahlen mehrmals in der gleichen Formel
erscheinen.
Schließlich hat die Erfindung ein Mittel zum Gegenstand, um die l>ei der Summierung von zwei
Einheiten in der gleichen. Stelle erforderlichen Überträge zu bewirken; dieses Mittel ist besonders
einfach, es arbeitet schnell und erfordert keine verwickelte Regelung.
In der folgenden Beschreibung, welche an Hand eines einfachen Ausführungsbeispiels gegeben wird,
wird auf folgende schematische Abbildungen Bezug genommen, in denen Einrichtungen gemäß der Erfindung
Anwendung finden.
Die Abb. 1 zeigt das vereinfachte Schema einer Kippanordnung bekannter Art;
die Abb. 1 a zeigt das vereinfachte Schema einer erfindungsgemäßen Kippanordnung;
die Abb. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Kippanordnung gemäß der 1* ig. r im Zustand τ;
die Abb. 3 zeigt in schematischer Darstellung die gleiche Kippanordnung im Zustand 0;
die Abb. 4 gibt ein Prinzipschema der Kombination von Kippanordnungen gemäß der Erfindung
wieder;
die Abb. 4a zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;
die Abb. 5 zeigt den Zustand des Speichers und der Summierungseinrichtung nach Übermittlung
der Werte gemäß einem konkreten Beispiel;
die Abb. 6 zeigt den Zustand der Summierungseinrichtung nach Übertragung des Wertes vom
Speicherauf die Summierungseinrichtung;
die Abb. 7 zeigt den Zustand des Speichers nach Empfang des ersten Übertragungsstromstoßes;
die Abb. 8 zeigt den Zustand des Speichers nach Empfang des zweiten Übertraglingsstromstoßes,
der bei dem gewählten Beispiel zum Endergebnis der Summierung führt:
die Abb. 9 zeigt die Einzeldarstellung eines Elementes, welches die Übertragung vom Speicher
zur Summierungseinrichtung gemäß der schematischen Darstellung in AbI). 4a steuert.
Die Erfindung beruht auf einer besonderen Kombination von mit Elektronenröhren arbeitenden
Kippstromkreisen irgendeiner geeigneten Gestaltung. Mehrere voneinander abweichende Arten
dieser Kippanordnungen sind unter der Bezeich-ηung
Flip-flop bekannt.
Es mag daran erinnert sein, daß für eine Kippanordnung, gleichgültig welcher.Art, kennzeichnend
ist, daß nacheinander zwei Stabilitätszustände eintreten können und daß der Übergang von dem einen
zu dem andern dieser Stabilitätszustände durch die Aussendung eines Stromstoßes bestimmter Polarität
zum Eingang der Kippanordnung herbeigeführt wird. In dem hier l>etrachteten Anwendungsfall
üben nur die negativen Stromstöße eine Steuerwirkung auf den Zustand der verwendeten Kippanordnungen
aus.
Die Abb. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Kippstufe, die nur das Verständnis
für die nachfolgende Beschreibung erleichtern soll.
In dieser schematisch dargestellten Anordnung, bei der die Kippanordnung aus einer Doppeltriode
T1 und. T2 besteht, sind die zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Zustandes dienenden
Stabilisierungsmittel nicht gezeigt, da diese Mittel der Art der Kippanordnung entsprechend verschieden
sein können. Man unterstelle demnach, daß die vorliegende Aufgabe durch ein in der Technik
übliches Mittel gelöst wird; hierdurch ergibt sich eine Vereinfachung der Abbildungen.
Der wesentliche Aufbau und die Arbeitsweise der in der Abb. 1 dargestellten Kippanordnung sei
nachstehend kurz erläutert.
Die Trioden T1 und T2 können in einem einzigen
Rohr baulich vereinigt sein ; sie besitzen die gemein-
same Kathode 20, welche mit einem Punkt P verbunden
ist, dessen Potential zwischen Massepotential und dem Potential des Punktes + HT liegt. Die
Anoden 21 und 22 sind mit dem Punkt + HT über die Belastungswiderstände 23 und 24 verbunden.
Die Gitter 25 und 26 sind über die Kondensatoren 31 und 32 mit dem Eingang £ verbunden und liegen
über die Widerstände 27 und 28 gemeinsam am Punkt M (Massepotential). Diese Verbindung ist
je nach den verwendeten Stabilisierungsmitteln mehr oder weniger unmittelbar.
Das Gitter 2$ der TriodeT1 ist ülver den Kondensator
30 mit der Anode 22 der Triode T2 verbunden, während das Gitter 26 der Triode T- über den Kondensator
29 mit der Anode 21 der Triode T1 in Verbindung steht.
Will man den Zustand der Stabilität einer Kippauordnung
sichtbar machen, so kann man hierfür eine Glimmlampe AT benutzen. Diese Glimmlampe
wird beispielsweise in einen Zweigstromkreis zwischen einer der Anoden und dem Punkt M eingeschaltet;
in der Abb. 1 ist die Glimmlampe N mit der Anode 22 der Triode T2 verbunden. Wenn in
einem bestimmten Zustand die Spannung der Anode 22 genügend hoch ist, leuchtet die Glimmlampe auf,
während in einem anderen Zustand, in dem die Spannung an der Anode 22 abgesunken ist, die
Glimmlampe .V nicht aufleuchtet. Eine solche Anzeigeeinrichtung ist übrigens keinesfalls unent-Ix-hrlich.
Xach dem Anlegen von Speisespannungen kann eine geringe Störung einen Unterschied in den
Anodenströmen zwischen den Trioden T1 und T-hervorrufen.
Infolge der Verzweigungen steigert sich dieser Unterschied, bis ein stabiler Zustand
erreicht ist, in dem eine Triodenanordnung undurchlässig und die andere durchlässig ist. Das vorstellend
erwähnte Stabilisierungsmittel wirkt dann auf das Gitter der ersten Triode, um dieses auf
einem mit Bezug auf die Kathode stark negativen Potential zu halten und so den Anodenstrom der
besagten Triode praktisch zu unterbrechen; im Gegensatz dazu bleibt das Gitter der anderen Triode
auf einem dem Kathodenpotential gleichen Potential. welches das Fließen eines l>eträchtlichen
Anodenstromes in dieser Triode zuläßt.
Man unterstelle unter Bezugnahme auf die Abb. i, daß l>eispielsweise die Triode T2 in einem
gegebenen Augenblick infolge eines am Gitter 26 liegenden Potentials 0 durchlässig ist. Das Absinken
der Spannung infolge des im Anodenstromkreis der Triode T- liegenden Widerstandes 24 setzt
das Potential der Anode 22 gegenüber dem Massepotential auf einen Wert herab, der für das Aufleuchten
der Glimmlampe Ar nicht ausreicht. \
Im gleichen Augenblick wird infolge des mit j Bezug auf die Kathode beträchtlichen negativen j
Potentials am Gitter 25 der Triode T1 der Anoden- j strom, der Triode T1 praktisch 0 und das Potential der j
Anode 21 wesentlich höher als das der Anode 22 sein. |
Tn der Abb. 1 ist die Triode T2 schraffiert, um
anzuzeigen, daß sie durchlässig ist, während die Glimmlampe A" nicht schraffiert ist, um anzudeuten.
daß sie in dem betrachteten Zustand nicht leuchtet. Diesen Zustand bezeichnet man aus reiner Zweckmäßigkeit
mit 0.
Tritt jetzt an der Klemme E ein genügend negativer
Stromstoß auf, so wird dieser über die Kondensatoren 31, 32 gleichzeitig auf die beiden Gitter
25 und 26 übertragen, so daß die Kippanordnung in den entgegengesetzten Stabilitätszustand auf Grund
des folgenden Vorganges übergeht. Der negative Stromstoß übt keine unmittelbare Wirkung auf die
Triode T1 aus, da das Gitter 25 schon genügend negativ ist. Im Gegensatz dazu wird der Stromstoß
das Gitter 26 augenblicklich negativ machen, so daß in der Triode T2 sofort kein Anodenstrom mehr
fließt; das hat einen schnellen Anstieg des Potentials
an der Anode 22 zur Folge. Der sich daraus ergebende verstärkte positive Stromstoß wird über
den Kondensator 30 auf das Gitter 25 der Triode T1
übertragen; er genügt, um die TriodeT1 durchlässig
zu machen und auch in diesem Zustand zu erhalten. Damit ist der dem vorhergehend geschilderten Zustand
entgegengesetzte Zustand erreicht, welchen man Zustand 1 nennt und der sich dank der Stabilisierungsmittel
so lange aufrechterhalten läßt, bis beim Ankommen eines neuen negativen Stromstoßes
die den eben beschriebenen entgegengesetzten Vorgänge hervorgerufen werden.
Die Abb. 1 a zeigt die Kippanordnung nach Art der Abb. 1 in einer gemäß der Erfindung abgeänderten
Form. In dieser Abbildung ist außer der Eingangslklemme E, welche gemeinsam über die Kondensatoren
31 und 32 mit den beiden Gittern 25 und
26 verbunden ist, noch eine Eingangsklemme F vorhanden,
welche über den Kondensator 31 nur mit dem Gitter 25 der Triode T1 verbunden ist. Damit
ein an der Klemme F auftretender Stromstoß das Gitter 26 der Triode T1 nicht unmittelbar beeinflußt,
hat man die Glieder 33, 34 und 35 eingeschaltet, welche nur in einer Durchgangsrichtung leitende
Elemente sind; sie können in gleicher Weise als Verstärker und als Detektor dienen.
Es gibt verschiedene Arten; hier sind besonders Germaniumkristalldioden dargestellt wegen ihrer
sehr einfachen Arbeitsweise, ihrer geringen Kapazität zwischen den Elektroden und ihrer Sperrwirkung.
Der Durchlaßsinn der Glieder 33 und 34 in der Abb. ι a ist derart, daß ein an der Klemme F auftretender
negativer Stromstoß durch das Glied 33 übertragen, aber durch das Glied 34 abgeriegelt
wird. Das Glied 35 wirkt bei der Abriegelung nicht mit, sondern es dient nur dazu, die Symmetrie des
mit der Eingangsklemme E verbundenen Doppelstromkreises zu sichern.
Die Abb. 2 und 3 zeigen in schematischer Weise den Stromkreis der Kippanordnung der Fig. 1 a,
und zwar die Abb. 2 im Zustand 1 und die Abb. 3 im Zustand 0. Die wesentlichen Elemente dieser
Kippanordnung sind die beiden Trioden T1 und T2, die Glimmlampe N, die mit den Gittern beider
Röhren des Kippkreises verbundene Eingangsklemme E, die Ausgangsklemme S2, welche mit der
Anode der Triode T2 verbunden ist, und die mit
dem Gitter nur einer der beiden Röhren verbundene Eingangsklemme F.
In Übereinstimmung mit dem Vorgang der erfindungsgemäßen Summierung zeigt die Abb. 4 eine
besondere Anordnung der Kippstromkreise; die schematische Darstellung ist darin die gleiche wie
in den Abb. 2 und 3.
Die verschiedenen Stellungen oder aus zwei Einheiten bestehenden Stufen sind beschränkt auf die
Stellungen 20, 21, 22, aber die Gesamtheit der Einrichtungen
kann eine unbegrenzte Ausdehnung haben und ist allein durch die Größe der Zahlen
bestimmt, die auszuwerten sind.
Ein Hilfsspeicher 40 (Abb. 4) dient als Speicher, um eine der Zahlen zu speichern. Nachdem eine
zweite Zahl auf die Speichereinrichtung 41 gegeben ist, dient diese zur Summierung, wenn man den
Wert der ersten Zahl überträgt. Die Umschalteinrichtung 42 kennzeichnet in allgemeiner Art ein
System zur Umschaltung und Verteilung, um Verbindungen herzustellen und Stromstöße auszusenden,
die zur gegebenen Zeit für die Durchführung einer Summierung geeignet sind. Elektromechanische
Glieder können hierfür geeignet sein, eine größere Schnelligkeit wird aber augenscheinlich
mit Stromkreisen erzielbar sein, die mit Elektronenröhren arbeiten.
Das Umschalt- und Verteilungssystem, in seiner Gesamtheit durch die punktierten Leitungen mit
dem Bezugszeichen 42 angedeutet, bildet keinen Teil der Erfindung; es ist aber im einzelnen in einer
Ausführungsform in der Abb. 4a dargestellt.
Es sei bemerkt, daß andere Speichereinrichtungen als die Speichereinrichtung 40 vorgesehen werden
können, um mehr als eine Zahl zu speichern. Ihre Verbindung mit der Umschalteinrichtung 42 bildet
keine besonderen Schwierigkeiten.
Der Speicher 40 der Abb. 4 besteht aus mit Elektronenröhren arbeitenden Kippanordnungen ähnlich
den im wesentlichen in den Abb. 1, 2, 3 dargestellten hinsichtlich einer aus zwei Einheiten bestehenden
Stufe. Die Leitungen 43 der Abb. 4 verbinden die Umschalteinrichtung 42 mit den Eingängen E
jeder der Kippanordnungen des Speichers 40 zur Aufnahme des ersten Zahlenwertes in dem besagten
Speicher. Die Leitungen 44 verbinden die Ausgänge der gleichen Kippanordnungen mit der
Umsc'halteinrichtung 42 zwecks einer späteren Steuerung, nämlich im Augenblick der Übertragung
des Zahlenwertes von dem Speicher 40 auf den Speicher 41. Man erkennt jedoch, daß die besagten
Kippanordnungen weder einen nur mit einem Gitter der beiden Röhren des Kippkreises verbundenen
Eingang F noch damit verbundene Glieder 35 (Abb. ι a) aufweisen.
Die Speichereinrichtung 41 oder die Summierungseinrichtung
umfaßt in jeder Stufe eine Kippanordnung^4 und eine KippanordnungB. Diese
Kippanordnungen entsprechen der der Abb. 1 mit dem Vorbehalt, daß die Kippanordnung A keinen
mit nur einem Gitter der beiden Röhren verbundenen Eingang F besitzt, während die Kippanordnung
B mit einem solchen Eingang F ausgerüstet ist, aber keine Anzeigeeinrichtung N aufweist.
Die Leitungen 45 in der Abb. 4 verbinden die Umschalteinrichtung 42 mit dem an beiden Gittern
der Kipplkreisröhren liegenden Eingang E der Kippanordnungen A der Summierungseinrichtung
41, um den Wert der zweitenZahl zurSummierungseinrichtung
zu übermitteln.
Die Leitungen 46 verbinden die Umschalteinrichtung 42 mit den an beiden Gittern der Kippkreisröhren
liegenden Eingängen E der Kippanordnungen der Summierungseinrichtung 41, um die Werte
vom Speicher 40 auf die Summierungseinrichtung 41 nach der Summierung zu übertragen. Die
Reihenfolge der nebeneinander angeordneten Kippanordnungen A und B bestimmt eine einfache Kette,
deren Verbindungen durch die Leitungen 47 gebildet werden, die den Ausgang S'1 (Abb. 1 a) einer Kippanordnung
mit dem zu den Gittern beider Röhren führenden Eingang £ der folgenden verbinden, und
zwar nicht nur zwischen den Kippanordnungen A und B ein und derselben Stufe, sondern auch
zwischen der Kippanordnung B einer Stufe und der Kippanordnung A der folgenden Stufe.
Die Leitungen 43 (Abb. 4) verbinden die an nur einem Gitter der beiden Kippröhren liegenden Eingänge
F aller Kippanordnungen B in der Umschalteinrichtung
42 mittels einer gemeinsamen Leitung 49, um dem Übertrag entsprechende Stromstöße zu
übertragen.
Die Abb. 4a zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung
mit einer Einrichtung zum Abtasten einer Registrierkarte auf einer Rechenmaschine oder einer
solchen für statistische Zwecke.
In dieser Abbildung tragen die Glieder, die denen der Abb. 4 entsprechen, die gleichen Bezugsziffern.
Es sei bemerkt, daß die zusammenzuzählenden Zahlen auf der Karte durch Lochungen in zwei
Streifen von nel>eneinanderliegenden Gruppen aufgebracht sind und daß dieKarte beispielsweise waagerecht
in zwölf Reihen geteilt sein kann, von denen jede eine Zahl oder ein Zahlenpaar aufnehmen kann.
Im Laufe einer Abtastung muß also die Karte über den Zwischenraum zwischen zwei Reihen weitergeleitet
werden und dann derart festgehalten werden, daß die Abtastbürsten sich zwischen zwei
Lochungsreihen befinden. Das schrittweise Weiterleiten der Karte wird durch eine Fortschaltrolle 60
veranlaßt, die mit einem Zahlrad 61 ausgerüstet ist, das stoßweise durch den außermittig am Ende der
Achse 36 angebrachten Zapfen 62 beeinflußt wird. Die Zahl der Zähne des Rades 61 ist gleich der Zahl
der waagerechten Reihen der Karte vermehrt um eine Zahl von Zähnen, die dem Zwischenraum
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Karten entspricht. Die Drehachse 63 treibt in gleicher Weise
die Bürste 64 eines Umschalters 65, der ein Segment 66 mit einer abgehenden Leitung 67 und ein
Segment 68 trägt, das mit der Leitung 49 in Verbindung steht. Die Bürste 64 ist mit dem Ausgang
eines Generators 69 zur Erzeugung von positiven Stromstößen verbunden, welcher dauernd Strom-
stoße einer bestimmten Spannung aussendet. Die Befestigung der Bürste 64 in bezug auf die Befestigung
des Zapfens 62 ist derart, daß, wenn die Drehachse 63 sich in Pfeilrichtung bewegt, der Fortbewegung
der Karte um einen Schritt, was infolge der Lochungen der Karte eine Stromstoßsendung
über die Leitungen 43 und 45 zu den Kippanordnungen 40 und 41 veranlaßt, ein Überstreichen des
Segmentes 66 durch die Bürste 64 folgt; das Segment 66 ist derart bemessen, daß das Schließen des
Stromkreises 67, 66, 64, 69 gerade so lange dauert, daß ein einziger Stromstoß weitergeleitet wird.
Dieser Stromstoß wird über die Leitung 67 auf die Steuergitter der Pentoden 70 übertragen. Jede
dieser Pentoden kann entsprechend der Abb. 9 geschaltet sein. Die Kathode liegt an einem aus
zwei Widerständen bestehenden Spannungsteiler, dessen eines Ende an der Betriebsspannung + HT
und dessen anderes Ende an Masse liegt. Die Kathode erhält damit ein derart positives Potential,
daß im Ruhezustand das Gitterpotential ausreichend ist, um den Anodenstrom zu sperren. Die Anode ist
mit dem Punkt + HT über einen Belastungswiderstand verbunden. Das Schirmgitter ist mittels der
Leitung 44 mit einer Kippanordnung des Speichers 40 an einem Punkt der Belastungswiderstände verbunden,
wo, wenn die Kippanordnung im Zustand 1 ist, ein höheres Potential vorhanden ist als das,
welches vorhanden ist, wenn die Kippanordnung sich im Zustand 0 befindet. Eine solche Anordnung
ist l>ekannt, so daß weitere Einzelheiten nicht angegeben zu werden brauchen. Es genügt, daran zu
erinnern, daß man, wenn ein positiver Stromstoß auf das Steuergitter gelangt, einen negativen Stromstoß
an der Anode nur entnehmen kann, wenn das Schirmgitter in diesem Augenblick ein genügend
hohes Potential besitzt.
Daraus ergibt sich, daß der über die Leitung 67 ül>ertragene positive Stromstoß nur einen negativen
Stromstoß über die Leitung 46 für die mit den Kippanordnungen der gleichen Stufe des Speichers
40 verbundenen Kippanordnungen A der Summierungseinrichtung 41 auslösen kann, welche sich
schon im Zustand 1 befinden; auf diese Art erfolgt die Übertragung des im Speicher 40 gespeicherten
Wertes auf die Kippanordnungen A der Summierungseinrichtung 41 und die Speicherung des
besagten Wertes in dem Speicher 40. Darauf bestreicht die Bürste 64 das Segment 68, welches so
bemessen ist, daß die Übermittlung einer Stromstoßreihe von dem Generator 69 über die Bürste 64,
das Segment 68, die Leitung49, die Elektronenröhre 71 und die Leitungen 48 zu allen mit dem Gitter
nur einer Röhre verbundenen Eingängen der Kippanordnungen B der Summierungseinrichtung 41 erfolgt.
Die Aufgabe der Elektronenröhre 71 ist nur, wie es l>ekannt ist, positive, an das Steuergitter
angelegte Stromstöße in an der Anode entstehende negative Stromstöße umzusetzen. Die Wirkungen
dieser Reihe von Betragstromstöße genannten Stromstößen werden später erläutert werden.
Obwohl die Abb. 2 bis 8 keine Verbindung der Kippanordnungen mit Masse zeigen, ist es augenscheinlich,
daß solche Verbindungen tatsächlich vorhanden sind, um das übliche Zustandekommen von
Stromkreisen zu gewährleisten.
Die Wirkungsweise der mittels Elektronenröhren gesteuerten Summierungseinrichtung als Hauptgegenstand
dier Erfindung wird leichter an Hand eines konkreten Beispiels verstanden werden, an
dem unter Bezugnahme auf die Verbindungswege in den Abb. 1 a bis 4 die Arbeitsweise der Summierung
im einzelnen erläutert werden soll. Angenommen, daß die Summierung 6+3 = 9 durchzuführen
sei, welche sich im binären System durch die Stufen ausdrucken läßt:
1248 usw.
ο ι ι ο + 1100
ι ο ο ι
! Die Arbeitsgänge sind wie folgt: .
j i. a) Übermittlung der Zahl 6 zum Speicher 40. Die Speicher und Summierungseinrichtung sind vorher
frei gemacht, d. h. in die Nullstellung gebracht. Die Umschalteinrichtung42 sendet über die Leitungen
43 einen Stromstoß zu den Eingängen der Kippanordnung A der Stufen 2 und 4.
b) Übermittlung der Zahl 3 zur Summierungseinrichtung 41. Die Umschalteinrichtung 42 sendet
über die Leitungen 45 einen Stromstoß zum Eingang der Kippanordungen A der Stufen 1 und 2.
Nach diesem Vorgang stellt sich der Zustand des Speichers und der Summierungseinrichtung gemäß
der Abb. 5 dar.
2. Übertragung des Wertes 6 auf die Summierungseinrichtung 41. Ein neuer Stromstoß, der
unter dem Einfluß des Speichers 40 von der Umschalteinrichtung 42 zu den Kippanordnungen A
der Stufe 2 und 4 der Summierungseinrichtung 41 gesandt wird, überführt die besagten Kippanordnungen
in den dem augenblicklichen Zustand entgegengesetzten Zustand. Es ist angebracht, in
diesem Augenblick eine Bemerkung zu machen. Man hat eben gesehen, daß, wenn eine Kippanordnung
gemäß der Abb. 1 a von dem Zustand 0 in den Zustand 1 übergeht, ein verstärkter positiver Stromstoß
an der Anode der Triode Γ2, also auch am Punkt ^2, zur Verfügung steht. Nun hat aber ein
auf die folgende Kippanordnung übertragener positiver Stromstoß keinen Einfluß auf den Stabilitätszustand
desselben. Im Gegenteil, wenn eine Kippanordnung von dem Zustand 1 in den Zustand 0
übergeht, liegt in diesem Augenblick ein negativer Stromstoß am Punkt S2 der besagten Kippanordnung.
Also wenn der neue Stromstoß die Kippanordnungen A der Stufen 2 und 4 der Summierungseinrichtung
41 erreicht, gehen die besagten Kippanordnungen, wie schon erwähnt, in den dem
früheren Zustand entgegengesetzten Zustand über. Die Kippanordnung A der Stufe 4 geht ohne eine
weitere Wirkung von dem Zustand 0 in den Zustand ι über. Die Kippanordnung A der Stufe 2,
welche sich vorher im Zustand 1 befindet, geht in den Zustand 0 über. Dadurch entsteht ein negativer
Stromstoß am Punkt S2, der über die Leitung 47 auf den mit den Gittern l>eider Röhren verbundenen
Eingang E der Kippanordnung B der Stufe 2 übertragen wird; die Kippanordnung B der
Stufe 2 geht somit von dem Zustand 0 in den Zustand ι über.
Das bedeutet, daß der Übertrag, welcher el)en festgestellt ist, sofort in der Kippanordnung B gesjMMchert
ist, um danach auf die höhere Stufe übertragen zu werden. Dieser Zustand ist in der Abb. 6
dargestellt.
3. a) Übermittlung der Überträge. Die Umschalteinrichtung 42 sendet nun eine Reihe von negativen
Stromstößen über die Leitung 49, welche gleichzeitig über die Leitungen 48 zu den mit dem Gitter
nur einer Röhre verbundenen Eingängen F aller Kippanordnungen B gelangen. Die Polarität der
Stromstöße ist derart, daß ein an den Eingang F eier Kippanordnung B angelegter Stromstoß nur
diejenige Kippanordnung umschalten kann, welche sich im Zustand 1 befindet; anders ausgedrückt, die
an die Eingänge F der Kippanordnungen B angelegten negativen Stromstöße können diese Kippanordnungen
nicht von dem Zustand 0 in den Zustand τ
as überführen.
Demnach hat der erste negative Stromstoß, der an die Eingänge F aller Kippanordnungen B gelangt,
nur für die Kippanordnung B der Stufe 2 die Wirkung, daß diese vom Zustand 1 in den Zustand!)
ül>ergeht. Daraus entsteht unmittelbar ein negativer Stromstoß, der am Punkt S2 (B der Stufe 2) in Erscheinung
tritt. Er wird über die Leitung 47 zur Kippanordnung A der Stufe 4 übertragen. Diese
geht von dem Zustand 1 in den Zustand 0 über.
Daraus entsteht unmittelbar ein negativer Stromstoß am Punkt S2 (A von Stufe 4), welcher zur
Kippänordnung B der gleichen Stufe übertragen wird. Diese geht von ihrem bisherigen Zustand 0 in
den Zustand 1 über. Ein neuer Übertrag ist festgestellt und muß übermittelt werden. Dieser Zustand
ist in der Abb. 7 gezeigt.
I)) Der zweite Stromstoß, der auf die Eingänge F
aller Kippanordnungen B gelangt, übt nur eine Wirkung auf die Kippanordnung B der Stufe 4 aus,
welche von dem Zustand 1 in den Zustand 0 übergeht. Daraus entsteht unmittelbar ein negativer
Stromstoß, der am .Punkt S2 (B von Stufe 4) in Erscheinung
tritt und zur Kippanordnung A der Stufe 8 übertragen wird. Diese geht von ihrem bis-
herigen Zustand1 0 in den Zustand 1 über. Der
Schaltzustand ist in der Abb. 8 dargestellt.
Man sieht also, daß alle Kippanordnungen B in den Zustand 0 zurückgeführt sind. Wenn weitere
negative Stromstöße auf die besagten Kippanordnungen B treffen, so bleiben sie ohne jede Wirkung.
Daher beruht ein großer Vorteil des Verfahrens
auf der Tatsache, daß das Minimum der Zahl von Übertragungsstromstößen durch das Maximum der
Kapazität der Summierungseinrichtung bestimmt wird.
Wenn man den ungünstigsten Fall betrachtet, in welchem der Wert I zu irgendeinem anderen Wert
zugezählt werden muß, welcher alle Stufen bis auf die Stufe N— 1 (N ist die höchste Zahl von Stufen
oder Reihen der Summierungseinrichtung) belegt, sind in der Tat Λ" — 1 Überträge weiterzuleiten,
d. h. mindestens Λ — ι Übertragungsstromstöße
auszusenden. Es wird genügen, eine Stromstoßreihe zu verwenden, deren Stromstoßzahl bei jeder bestimmten
Summierung leicht über Λ" — 1 hinausgehen kann.
Da die Höchstzahl der Übertragungsstromstöße an keinen bestimmten Wert gebunden ist. brauchen
die Steuerglieder dieser Stromstoßreihe nicht sehr genau zu sein; sie bedürfen auch keiner besonderen
Regelung.
Die Summierung zweier l>eliebiger Zahlen erfordert die Wiederholung der gleichen Vorgänge, wie
sie oben beschrieben sind. Es ist klar, daß bei einer Summierungseinrichtung der in der Einleitung angedeuteten
Kapazität, vorausgesetzt, daß die Ül>ermittlungsstromstöße der Zahlen viel weniger zahlreich
als die Übertragungsstromstöße sind, die Dauer des Summierungsvorganges hauptsächlich
von der Kapazität der Summierungseinrichtung abhängt und daß für eine gegebene Kapazität diese
Dauer von der Größe der Zahlen unabhängig ist.
Da die Frequenz der Übertragungsstromstöße I MHz pro Sekunde erreichen und auch ül>erschreiten
kann, sieht man, daß die Dauer des Vorganges, in Mikrosekunden ausgedrückt, von der
gleichen Größenanordnung wie die Zahl der Stellungen oder Stufen der Summierungseinrichtung
sein kann.
Wenn man das konkrete Beispiel der Summierungseinrichtung
der schon angedeuteten Kapazität zugrunde legt, 34 binäre Zahlenstellen für die Speicherung der Zahl 17 192 669 183, und eine
Frequenz von I MHz annimmt, beträgt die für 34Übertragsstromstöße erforderliche Zeit 34Mikro-Sekunden,
sofern die für die Übermittlung von dem Speicher 40 zur Summierungseinrichtung 41 (Abb. 4) erforderliche Zeit eine Mikrosekunde
dauert. Da die Höchstzahl von Übertragungsstromstößen an keinen bestimmten Wert gebunden ist,
kann man eine Stromstoßreihe von 100 Stromstößen ± 10% wählen, was eine Dauer des gesamten Vorganges
von ungefähr 100 Mikrosekunden ergibt und die Aussendung besagter Stromstoßreihen erleichtert.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Zähl- oder Rechenmaschinen mit einer mittels Elektronenröhren gesteuerten Summierungseinrichtung zum Zusammenzählen von Beträgen in einem binären Bezeichnungssystem, welches Gruppen von Elektronenröhren enthält, die in binären Zahlenstellen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe eine Kippanordnung mit Elektronenröhre (A) und eine weitere Kippanordnung mit Elektronenröhre (B) für jede binäre Zahlenstelle umfaßt, wobei die erste Kippeinrichtung (A) für die Speicherung von Stromstößen zur Betragsübermittlung und für die Steuerung des das Ergebnis anzeigenden Mittels geeignet ist, während die weitere Kipp-einrichtung so ausgebildet ist, daß sie unmittelbar anschließend die Betragsstromstöße empfängt und zu der unmittelbar höheren binären Zahlenstelle überträgt, und die eine Kippanordnung (A) in jeder Gruppe mit der entsprechenden weiteren Kippanordnung (B) verbunden ist, während die weitere Kippanordnung (B) jeder der benachbarten Gruppen mit der erstgenannten Kippanordnung (A) der binären unmittelbar höheren Zahlenstelle verbunden ist.
- 2. Zähl- oder Rechenmaschine mit einer mittels Elektronenröhren gesteuerten Summierungseinrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Einrichtung die zusammenzuzählenden Beträge nacheinander durch elektrische Stromstöße für jeden Betrag gleichzeitig zu allen passenden binären Zahlenstellen über parallele Leitungen übermittelt werden.
- τ,. Verbindung einer Summierungseinrichtung in einer Zähl- oder Rechenmaschine gemäß Anspruch i, gekennzeichnet durch a) eine mittels Elektronenröhren gesteuerte Speichereinrichtung, die für jede binäre Zahlenstelle eine Kippanordnung mit Elektronenröhre ohne direkte Verbindung mit -den Kippanordnungen der benachbarten binären Zahlenstellen umfaßt, b) ein die Speicherung zerlegendes Mittel mit Stromkreisen, um die Stromstöße, die sich aus der Zerlegung zweier Beträge ergeben, auf die Summierungs- und Speichereinrichtung zu leiten, c) einen Generator, der dauernd elektrische Stromstöße aussendet, d) eine Umschalteinrichtung, um an erster Stelleeinen durch dem besagten Generator erzeugten Stromstoß auszuwählen und ihn in Parallelschaltung auf die Kippeinrichtungen der Speichereinrichtung zwecks Betragsübermittlung von der Speichereinrichtung auf die Summierungseinrichtunig weiterzuleiten und um an zweiter Stelle eine durch den besagten Generator erzeugte Stromstoßreihe zu bestimmen und sie in Parallelschaltung auf alle Kippanordnungen (B) der Summierungseinrichtungen zur Übertragung der Beträge zu leiten.
- 4. Verbindung einer Summierungseinrichtung in einer Zähl- oder Rechenmaschine gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ausreicht, daß die Zahl der Betragsstromstöße gleich oder größer der Zahl der binären Zahlenstellen der Summierungseinrichtung weniger 1 ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 3570 3.
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