DE831922C - Zaehl- und Rechenmaschine mit durch Elektronenroehren gesteuerter Summierungseinrichtung - Google Patents

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 A^T 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 A^r 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)

1. 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. 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.
3. 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. 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

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