DE974735C - Magnetische Speichersysteme fuer elektrische Binaerziffer-Rechengeraete - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 13. APRIL 1961

U 147 IXj 42 m

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Binärziffer-Rechenmaschinen einer Bauart, bei der Speichersysteme Anwendung finden, in welchen während der Tätigkeit der Maschine die numerischen Angaben, die die Substanz der auszuführenden Rechnung bilden, und ebenso verschlüsselte Anweisungen, die die Tätigkeit der Rechenmaschine steuern, aufgespeichert werden.

Beispielsweise werden bei einer Maschine der erwähnten Bauart Ziffernachrichten in Form von Binärzahlen als elektrostatische Ladungszustände einer von zwei Erscheinungsformen auf besonderen Kathodenstrahlröhren-Schirmbereichen gespeichert, wobei diese Maschinen nach der Reihenmethode, d. h. so arbeiten, daß die Ziffern gegebener Binärzahlen darstellende Zeichen in dynamischer Form als Folgen von Impulszeichen einer von zwei Erscheinungsformen auftreten, wobei die Wertangabe jedes Impulses von seiner Lage innerhalb der Folge abhängt. Im Gegensatz dazu verwendet eine Ma- so schine, die nach der sogenannten Parallelmethode arbeitet, gleichzeitig in verschiedenen Leitungen erscheinende Impulse zur Darstellung jeder gegebenen Zahl, wobei der Wert jedes Impulszeichens von der betreffenden Leitung abhängt, in welcher es auftritt. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf Maschinen, in welchen Kathodenstrahlröhren-Speichersysteme Anwendung finden, sondern betrifft alle Rechenmaschinen, in welchen irgendein Kurzzeit-Speichersystem (Zwischenspeichersystem, Kurzspeicher) angewendet wird. Im Gegensatz zu Kathodenstrahlröhren-

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Speichersystemen können solche Speichersysteme beispielsweise vermittels Aufzeichnung von Zifferimpulszeichen in Form von Wanderwellenimpulsen in Überschall-Verzögerungskreisen wirken oder durch Speicherung von Ziffernachrichten in Form eines Zustandes von Zweizustandsgliedern, wie z. B. elektrischen Relais- oder Hochfrequenzweichen, arbeiten.

Alle diese Speichersysteme haben im wesentliehen Kurzspeichercharakter. Eine Nachricht kann in die Speicher eingeschrieben und darin aufbewahrt werden, während der Speicher und die mit ihm zusammenhängenden Stromkreise und Rechenelemente in Tätigkeit sind, jedoch geht die aufbewahrte Nachricht verloren, wenn das System abgeschaltet wird. Es ist ein großer Nachteil, wenn am Ende der Lösung einer Aufgabe bei der Tätigkeit einer Rechenmaschine die ganze Nachricht oder am Ende eines Rechnungsganges der Maschine

ao ein Teil der gespeicherten Nachricht verlorengeht, insbesondere, wenn es sich um Anweisungen handelt, die für die Lösung später nachfolgender Aufgaben nochmals benötigt werden. Die Möglichkeit, gespeicherte Nachrichten auf unbestimmte Zeit aufzubewahren, ist von besonderem Wert, wenn die Nachricht eine Anweisung darstellt, da die Bildung und Zusammenstellung verschlüsselter Anweisungen der mühsamste und zeitraubendste Vorgang beim Arbeiten mit elektrischen Universal-Zifferrechenmaschinen ist. Einmal bereits zusammengestellte Folgen von Anweisungen können auf viele Aufgaben verschiedener Art Anwendung finden oder für sich wiederholende Aufgaben derselben Art verwendet werden. Die Anordnung eines Dauerspeichers macht es möglich, einmal in dem Kurzspeichersystem enthaltene Angaben und Anweisungen auf das Dauerspeichersystem zu übertragen und zum jeweiligen Gebrauch bereitzuhalten. Umgekehrt können Angaben und Anweisungen zuerst dem Dauerspeicher zugeführt werden, von welchem sie im Bedarfsfall auf die Kurzspeicher übertragen werden können. Ein Dauerspeicher macht es außerdem möglich, Funktionentafeln und ähnliche Angaben zum späteren Gebrauch in der Maschine bereitzuhalten.

Bei nach der Reihenmethode arbeitenden Rechenmaschinen, in welchen jedes eine Ziffer darstellende Zeichen so angeordnet ist, daß es ein besonderes Intervall innerhalb einer sich fortsetzenden Folge von gleichen Zifferintervallen einnimmt, so daß die Maschine in einem festliegenden Grundrhythmus arbeitet, der gewöhnlich mittels eines, im nachfolgenden Zeitzeichenimpulsgenerator genannten Grundoszillators konstanter Frequenz synchronisiert wird, ist es wesentlich, daß die Übertragung von Angaben zu und von dem Dauerspeicher genau mit der Tätigkeit der übrigen Maschine synchron ist, da die wahre Wertangabe eines Impulszeichens durch seinen Zustand und seine zeitliche Lage bestimmt wird.

Eine übliche Form eines Dauerspeichersystems für den Gebrauch in solchen Rechenmaschinen arbeitet damit, daß die Binärzahlen darstellenden

Zeichen als Magnetisierungszustand eines magnetischen Aufzeichnungsmediums aufgezeichnet werden. Ein solches magnetisches Speichersystem kann der Bauart angehören, bei welcher jedes Zifferzeichen als Magnetisierungszustand längs einer besonderen Streckenlänge eines magnetischen Aufspeicherungsmediums aufgespeichert wird, wobei der Magnetisierungszustand jeder solcher besonderen Streckenlänge an einem Zwischenpunkt eine plötzliche Umkehrung der Magnetisierung in einem Sinn aufweist, der die Bedeutung des Zifferzeichens kennzeichnet.

Die Anwendung eines magnetischen Speichermediums beruht unter anderem im wesentlichen auf einer mechanischen Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und einem Aufzeichnungsoder Wiedergabeelement, während die für die Ver- wendung in Universalrechenmaschinen in Frage kommende Kurzspeicherbauart normalerweise keine mechanische Bewegung als Unterscheidungsbasis für die Zeichen vorsieht. Wenn ein magnetischer Speicher in Verbindung mit einem Kurzspeicher ·> irgendeiner der erwähnten Bauarten verwendet wird, ist es infolgedessen wesentlich, daß die Relativbewegung des Aufzeichnungsmediums des magnetischen Speichers mit dem festgelegten Arbeitsrhythmus des Kurzspeichers synchron ist.

Es ist außerdem äußerst wünschenswert, daß der Speicher in der Lage ist, ein Vielfaches der Menge der Ziffernachrichten, die in jedem Kurzspeicher gespeichert werden können, aufzuspeichern, um die zusätzliche Verfeinerung der Anordnung infolge ^ zweier verschiedener Arten von Speichersystemen innerhalb einer Rechenmaschine sicher zu gestalten. In einer typischen Maschine, die Kathodenstrahlröhrenspeicher als Kurzspeicher verwendet, beträgt das Speichervermögen jeder Kathodenstrahlröhren-Speichereinheit 1280 Ziffern, wobei die Anordnung leicht so getroffen werden kann, daß der Inhalt jeder Speichereinheit innerhalb einer einzigen Umfangstrecke der gekrümmten Oberfläche einer drehbaren magnetischen Aufzeichnungstrommel oder eines entsprechenden Rades gespeichert werden kann und wobei ferner jedes Zifferzeichen auf einer Länge von ο,οΐ Zoll bei einem Trommeldurchmesser von ungefähr 10 Zoll zu speichern ist. Da das Zifferintervall in solchen Rechenmaschinen ungefähr 10 MikroSekunden beträgt, muß die Trommel mit ungefähr 2000 Umdrehungen pro Minute rotieren, und der Umfang der Trommel muß stets innerhalb 0,001 Zoll oder ο,οΐ Bogengraden in seiner genauen zeitlichen Lage bleiben, was einen sehr hohen Grad der Synchronisationsgenauigkeit bedeutet.

Die Erfindung bezweckt infolgedessen, in einer Zifferrechenmaschine, die ein Kurz- und ein Magnetspeichersystem aufweist, die Schaffung von Vorrichtungen für die Synchronisierung der Betriebsdrehzahl des magnetischen Speichers mit dem festgelegten Arbeitsrhythmus des Kurzspeichers und der Grund-Zifferzeichen-Wiederholungsfrequenz der Rechenmaschine, so daß Zifferzeichen in dem magnetischen Speicher synchron mit dem Auf-

zeichnen von Zifferzeichen in dem Kurzspeichersystem registriert und ebenso solche von dem Magnetspeicher synchron mit der Wiedergabe aus dem Kurzspeicher reproduziert werden können.
Es gibt verschiedene mögliche Methoden für die Drehzahlregelung magnetischer Speichersysteme; beispielsweise kann das Antriebselement der magnetischen Aufzeichnungstrommel die Form eines Präzisionsrotors haben, z. B. ähnlich einem Tonrad,

ίο wo der unmittelbare Antrieb des Motors mittels eines Oszillators gesteuert wird; diese Anordnung ist jedoch nicht in der Lage, die Trommelrotation mit der erforderlichen Genauigkeit hinsichtlich Phasenverschiebungen aufrechtzuerhalten. Das Antriebselement kann aber auch mittels eines Gleichstrommotors angetrieben werden, dessen Drehzahlregelung in herkömmlicher Weise durch Feldveränderung erfolgt. Ein solches Gleichstrom-Drehzahlsteuerungs-Hilfssystem ist jedoch für den

ao vorliegenden Zweck wegen der durch die Bürsten hervorgerufenen S tor Wirkungen, infolge welcher die Ausübung einer genügend konstanten Triebkraft ausgeschlossen ist, nicht befriedigend. Eine andere Methode ist die \^rerwendung eines Wechselstrom-Hilfssystems, das einen Zweiphasen-Kurzschlußläufermotor enthält, dessen Drehzahl durch Spannungsänderung einer Phase mittels einer Wechselstrom-Steuerschleife geregelt wird. Ein solches System macht die Verwendung von phasenempfindlichen Gleichrichtern und Glättsystemen im Steuerkreis nötig, die in dem zur Debatte stehenden System nicht erwünscht sind. Es ist in der Tat wünschenswert, den Antriebsmechanismus von allen äußeren Steuereinflüssen zu trennen.

Die Erfindung befaßt sich mit der Anwendung eines Systems, bei welchem die Aufzeichnungstrommel mittels eines Motors angetrieben wird, der in der Lage ist, dieselbe mit höherer als der benötigten Drehzahl umlaufen zu lassen, und bei welchem die Aufzeichnungstrommel mittels einer elektromagnetischen Bremse auf die geforderte Drehzahl abgebremst wird, wobei letztere Wicklungen enthält, die von einem Steuerstrom durchflossen werden, der aus einer vom Motor und seiner Stromzufuhr völlig getrennten Stromquelle bezogen wird. In einem solchen System muß sich, um die Aufzeichnungstrommel auf der geforderten Drehzahl zu halten, der Steuerstrom in Übereinstimmung mit dem zeitlichen Ablauf der Zeichenfolge ändern, die von einem festen Abnehmerkopf aus einer Bezugszeichenfolge erhalten wird, welch letztere auf der Trommel synchron mit dem festen Arbeitsrhythmus der Rechenmaschine unter Bezug auf eine gleiche, synchron mit dem festen Arbeitsrhythmus angeordnete Zeichenfolge niedergelegt ist. Dieser Arbeitsrhythmus der Maschine wird mittels eines grundfrequenzstabilisierten Zeitzeichenimpulsgenerators so festgelegt, daß die auf der Trommel niedergelegten Zeichen und die Zeichen, mit welchen die von dem Abnehmer gelieferten Zeichen verglichen werden, beide in einfacher Weise von dem Zeitzeichenimpulsgenerator abgeleitet werden können.

Gemäß der Erfindung enthält ein magnetisches Speichersystem für ein elektrisches Binärziffer-Rechengerät, in welchem ein Kurzspeichersystem Anwendung findet und in welchem die verschiedenen, in der Maschine vor sich gehenden Arbeitsgänge mittels eines Zeitzeichenimpulsgenerators synchron gehalten werden, mindestens eine drehbare Aufzeichnungstrommel, ferner eine Anzahl mit der Trommel so zusammenwirkender Aufzeichnungsköpfe, daß, wenn die Trommel umläuft, jeder Kopf eine Umfangsstrecke abtastet, auf welcher Binärziffern darstellende Zeichen gespeichert werden können, ferner einen Motor, der in der Lage ist, die Aufzeichnungstrommel mit höherer als einer bestimmten Drehzahl zu drehen, ferner ein Generatorglied zur Ableitung einer gegebenen Zeichenfolge aus dem Zeitzeichenimpulsgenerator, ferner eine Folge von Bezugszeichen, die so auf einer der Umfangsstrecken angeordnet ist, daß, wenn die Trommel sich mit einer bestimmten Drehzahl dreht, die in dem entsprechenden Aufzeichnungskopf induzierten Zeichen synchron mit der gegebenen Zeichenfolge sind, ferner eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Steuerstromes, der sich in Übereinstimmung mit dem zeitlichen Ablauf der im Aufzeichnungskopf unter Bezug auf die gegebene Zeichenfolge induzierten Zeichen ändert, _go und eine elektromagnetische Wirbelstrombremse, die mit der Aufzeichnungstrommel zusammenwirkt und die so von dem Steuerstrom erregt wird, daß die Trommel auf eine bestimmte Drehzahl abgebremst wird.

Die Frequenz, mit welcher die Lage der Aufzeichnungstrommel korrigiert wird, kann gleich der Frequenz der gegebenen Zeichenfolge sein, die gewählt wurde, um die Rotation der Trommel zu synchronisieren. Bei der bereits besprochenen Bauart einer Rechenmaschine, deren Kurzspeicher die Form einer Anzahl von Kathodenstrahlröhrenspeichern hat, deren jeder 1280 Ziffern speichern kann, die innerhalb 28 Millisekunden aus dem Speicher herausgelesen werden können, und bei der es möglich ist, während einer vollen Umdrehung den Inhalt eines Speichers auf die magnetische Aufzeichungstrommel zu übertragen, hat sich ergeben, daß eine Trommel, die genügend robust und schwer ausgeführt ist, mit der erforderlichen Stetigkeit auf die geforderte Drehzahl gebremst werden kann, indem sie während einer Umdrehung 5omal synchronisiert wird. In einer derartigen Maschine ist leicht eine Spannung abzugreifen, die eine Wellenform mit einer 04fachen Wiederholungsfrequenz der Trommelrotationsfrequenz besitzt und gemäß einem Erfindungsmerkmal wird diese wellenförmige Spannung, die die für die Abtastung einer Zeile auf einem Kathodenstrahlröhren-Speicherschirm benötigte Zeit festlegt, zur Erzeugung einer Folge von Bezugszeichen auf der Aufzeichnungstrommel und zur Synchronisation der Magnetspeichertätigkeit mit der übrigen Maschine benutzt.

Die Eigenart der Erfindung wird aus folgender Einzelbeschreibung einer Rechenmaschine besser verständlich sein, welche einen Kurzspeicher der

vorerwähnten Kathodenstrahlröhrenbauart zusammen mit einem magnetischen Speichersystem verwendet.

Die Beschreibung wird unter Bezug auf die Zeichnungen gegeben, in welchen

Fig. ι in schematischer Form einen Teil der Stromkreisanordnung einer Rechenmaschine zeigt, die einen Kathodenstrahlröhrenspeicher und einen magnetischen Speicher verwendet, ίο " Fig. 2 verschiedene Wellenformen zeigt, die in verschiedenen Teilen der in Fig. ι und 3 gezeigten Stromkreise auftreten,

Fig. 3, mehr ins einzelne gehend, einen Teil der

in Fig. ι dargestellten Stromkreisanordnungen zeigt, der die Synchronisierung der Tätigkeit des magnetischen Speichers mit der Tätigkeit der übrigen Maschine übernimmt, und

Fig. 4 verschiedene Wellenformen in verschiedenen Stromkreisanordnungen zur Synchronisierung des magnetischen Speichers zeigt.

Die schematisch in Fig. 1 dargestellte Rechenmaschine wird als nach der Reihenmethode arbeitend beschrieben, wonach jede Ziffer innerhalb jeder dynamisch auftretenden Zahl während eines, im vorigen mit Zifferintervall bezeichneten Zeitraumes durch ein entsprechendes Impulszeichen dargestellt wird. Die allen Ziffern innerhalb jeder Zahl entsprechenden Zeitintervalle grenzen aneinander an, und bei einer (hier beschriebenen) vorzugsweisen Arbeitsmethode wird eine eine »1« bedeutende Ziffer durch einen im folgenden mit Strichimpuls bezeichneten, innerhalb des Zeitintervalls erfolgenden Impuls dargestellt, während eine eine »o« bedeutende Ziffer durch das Fehlen eines Strichimpulses in dem betreffenden Zeitintervall oder Zifferintervall, wie dasselbe im folgenden benannt wird, dargestellt wird. In der nun zu beschreibenden Maschine besitzt das Zifferintervall eine Dauer von 10 Mikrosekunden und ein Strichimpuls hat eine Länge von 6 Mikrosekunden und beginnt am Anfang des entsprechenden Zifferintervalls. Die Zifferintervalle haben eine feste Dauer und stellen den Fundamental-Arbeitsrhythmus der Maschine dar. Dieser Grundrhythmus wird mittels eines Zeitzeichenimpulsgenerator genannten quarzgesteuerten Oszillators 1 von 100 kHz festgelegt, der einen alle 10 Mikrosekunden erfolgenden Rechteckwellenausgangsimpuls erzeugt, von welchem die verschiedenen dynamischen, aufgezeichneten Zeichen, die während der Tätigkeit der Rechenmaschine auftreten, synchron miteinander abgeleitet werden. Diese Zeichen enthalten die mittels eines Strichwellengenerators 2 erzeugte Wellenform, ferner eine mittels eines Stroboimpulsgenerators 3 erzeugte Stroboimpulswellenform und außerdem eine von einem Punktimpulsgenerator 4 erzeugte Punktimpulswellenform, die sämtlich für die Tätigkeit des Kathodenstrahlröhren-Speichersystems benötigt werden. Innerhalb des Kathodenstrahlröhren-Speichersystems wird in einer in Fig. 1 gezeigten Kathodenstrahlröhre 29 jede eine einzelne Zahl oder geschlüsselte Anweisung darstellende Gruppe von Ziffern normalerweise auf einer einzelnen Zeile eines Kathodenstrahlröhrenschirmes aufgezeichnet, und infolgedessen wird jedes für das Abtasten einer einzelnen Zeile entweder zwecks Aufzeichnens oder Wiedergabe einer einzelnen Zahl in dynamischer Form benötigte Zeitintervall von gleichen angrenzenden Zeitintervallen durch Rücksprung- oder Auslöschperioden einer festgesetzten Dauer getrennt. Die Rücksprungperioden werden mittels einer entsprechenden Folge von Auslöschimpulsen festgelegt.

Diese Auslöschimpulse werden mittels eines Auslöscl]wellenfor.mgenerators 8 aus dem Ausgangsimpuls des Zeitzeichenimpulsgenerators 1 auf folgende Weise erzeugt: Die Zeitzeichenimpulse werden unterschieden, und ihre Stirnen werden in Form von Umschaltimpulsen, die, wie dies in Fig. 2 (a) angezeigt ist, sich in Intervallen zu je 10 Mikro-Sekunden wiederholen, zum Umschalten eines Stromkreises 6 benutzt. Dieser ist so eingestellt, daß er einen Umschaltausgangsimpuls gleichzeitig mit jedem fünften Eingangsimpuls erzeugt, wie dies in Fig. 2 (b) gezeigt ist. Dieser Ausgangsimpuls, der aus einer in Intervallen zu je 50 Mikrosekunden sich wiederholenden Folge von Ümschaltimpulsen besteht, wird zur Umschaltung eines zweiten Stromkreises 7 benutzt, der so eingestellt ist, daß er einen gleichzeitig mit jedem neunten Eingangsimpuls auftretenden Umschaltimpuls erzeugt, wie dies in "Fig. 2 (c) dargestellt ist.

Die beiden, in den Fig. 2 (a) und 2 (b) gezeigten Folgen von Umschaltimpulsen werden in einen Auslöschwellenformgenerator 8 gespeist, der so angeordnet ist, daß er eine Ausgangsspannung erzeugt, die in abwechselnder Folge innerhalb je 50 Mikrosekunden und 400 Mikrosekunden, wie in Fig. 2 (d) gezeigt ist, auftritt. Dies ist durch die Verwendung der Ausgangsimpulse der Kreise 6 und 7 zur Einstellung eines gesteuerten Gegentaktgliedes oder fremderregten Multivibrators leicht durchführbar. Die in Fig. 2 (d) dargestellte Spannungswellenform wird so¹ von dem Stromkreis 6 herbeigeführt, daß jeder Umschaltimpuls das Gegen- i°5 taktglied in einen ersten Zustand versetzt, der so lange aufrechterhalten wird, bis der Anfang eines Impulses aus dem Stromkreis 7, der gleichzeitig zwecks Unterdrückung der Wirkung des vom Stromkreis 6 her gleichzeitig auftretenden Impulses no einem Zweiwegeglied (Diodenstrecke, Koinzidenzglied) zugeführt werden kann, das Gegentaktglied in einen zweiten Zustand umschaltet, der in gleicher Weise aufrechterhalten wird, bis der nächste Impuls von dem Stromkreis 6 empfangen wird.

Der Ausgangsimpuls von dem Auslöschwellenformerzeuger 8, der in Fig. 2 (d) dargestellt ist, wird zur Steuerung des Abtastens des Kathodenstrahlröhren-Speicherschirms mittels des Elektronenstrahls verwendet. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird der Abtastvorgang der Kathodenstrahlröhre 29, die einer von vielen gleichartig gesteuerten Kathodenstrahlröhrenspeichern innerhalb einer Rechenmaschine ist, mittels eines X-Ablenkimpulsgenerators 10 gesteuert, der mit der Auslöschspannungswellenform beschickt wird und der eine säge-

zahnförmige Zeitmaß - Spannungswellenform- üblicher Art erzeugt.

Es werden nur wechselweise auftretende Zeilenabtastperioden, die Auslöseperioden genannt werden, für die Aufzeichnung oder Wiedergabe von Angaben in dem Haupt-Kathodenstrahlröhren-Speichersystem verwendet. Während der dazwischenliegenden Perioden oder Abtastperioden findet die Wiederherstellung (Rückkopplung, Rückspeisung,

ίο Regeneration) einzelner Zeilen gespeicherter Angaben statt. In dem typischen, hier beschriebenen Kathodenstrahlröhren-Speichersystem werden auf jeder Kathodenstrahlröhre in dem Speicher 32 Zeilen Nachricht niedergeschrieben, und deshalb kann die in jeder Einheit aufgezeichnete Nachricht in dem von 64 Zeilenabtastperioden eingenommenen Zeitintervall aufgezeichnet oder wiedergegeben werden. Der Auslöschwellenf ormgenerator 8, der in Fig. 1 gezeigt ist, steuert einen Halbwellenformgenerator 11, der ein gesteuerter fremderregter Multivibrator oder Gegentaktkreis ist, der die in Fig. 2 (e) gezeigte Halbwellenform erzeugt, und damit die Auslöse- und Abtastperioden der Maschine festlegt. Dieser Generator 11 wiederum steuert den F-Ablenkimpulsgenerator 9, dereine F-Ablenkspannungswellenform erzeugt, die den Elektronenstrahl veranlaßt, abwechselnd je eine gewählte Zeile während einer Auslöse-Zeilenabtastperiode und eine weitere Zeile zwecks Wiederherstellung während einer Abtastperiode abzutasten. Die Auslöschwellenform wird außerdem dazu benutzt, die Zuführung der Punkt-, Strich- und Strobowellenform zu den Lese- und Schreibgliedern (Diodenstrecken) während der Auslöschperioden zu unterdrücken.

Es ist ersichtlich, daß der Zeitzeichenimpulsgenerator i, insbesondere über den Löschwellenformgenerator 8, den fundamentalen Rhythmus des Kurzspeichersystems der Maschine steuert. Die Anordnung, mittels welcher der Zeitzeichenimpulsgenerator ι den Übertrag von Impulssignalen zu und von dem magnetischen Speicher 30 zeitlich steuert, wird nun zusammenfassend unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben.

Der Magnetspeicher 30 besteht aus einem Nickelplattenbelag auf einer Messingtrommel, die mittels eines Elektromotors 32 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird und die mit einem magnetischen Aufzeichnungs- (Schreibe-) und Wiedergabe- (Lese-) Kopf 26 zusammenarbeitet. Der Kopf 26 besteht normalerweise aus einer Anzahl von Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen, die quer zur Trommel in Reihe nebeneinander angeordnet sind, so daß jedes Paar von Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfen eine besondere Strecke innerhalb einer Anzahl von kreisförmigen Zeichenstrecken aufzeichnen oder wiedergeben kann, die um die gekrümmte Oberfläche der Trommel herumliegen. Der Kopf ist mit einem Schreibglied 25 und einem Leseglied 24 verbunden, die Impulszeichen zu dem Lese- und Schreibglied 22 (Diodenstrecke) eines Kathodenstrahlröhren-Kurzspeichers 29, der mit Hilfe von Vielfach-Stromkreisen 23 gewählt wird, zuführen bzw. Impulse von diesem empfangen. Das Verfahren, nach welchem die Impulszeichen in eine für die Aufzeichnung auf der magnetischen Aufzeichnungstrommel geeignete Form gebracht werden, und das Verfahren, nach welchem diese Zeichen in derselben gespeichert, von der Trommel abgelesen und in eine für die Überführung zu dem Rest der Maschine geeignete Form übergeführt werden, werden hier nicht näher beschrieben. Es wird nur darauf hingewiesen, daß der Zeitzeichenimpulsgenerator zur Steuerung des Strichwellenformgenerators 2 und des Strobowellenformgenerators 5 benutzt wird, die Spannungen erzeugen, die für die Wirkungsweise des Lesegliedes 24 und des Schreibgliedes 25 wesentlich sind.

Es bleibt nun noch, unter Bezug auf Fig. 1, die Anordnung zu beschreiben, mittels welcher der Zeitzeichenimpulsgenerator zur Steuerung der magnetischen Aufzeichnungstrommel benutzt wird, so daß ein besonderes Impulszeichen, wenn es auf der magnetischen Aufzeichnungstrommel aufgezeichnet ist, separat zwecks Gebrauches in der Rechenmaschine wiedergegeben werden kann. Die Förderung, daß die Walzendrehung genau in Synchronismus mit dem Grundrhythmus der Rechenmaschine ist, wird dadurch verwirklicht, daß die Trommelrotation mittels eines direkt oder indirekt von dem Zeitzeichenimpulsgenerator 1 abgeleiteten Zeichens 9" synchronisiert wird. In dem hier betrachteten praktischen Beispiel ist die Anordnung so, daß eine Umfangsstrecke auf der magnetischen Aufzeichnungstrommel alle Angaben in Form von Impulszeichen speichert, die in einem Kathodenstrahlröhrenspeicher gespeichert werden können, und die während eines vollständigen Abtastens aller Zeilen der Kathodenstrahlröhre wiedergegeben werden können. Da jede Kathodenstrahlröhre auf 32 Zeilen aufzeichnet, muß infolgedessen die Aufzeichnungs- 1°° trommel, um den Wechsel zwischen Lesen (Auslösung) und Wiederherstellung (Abtasten) einzelner Zeilen zu gestatten, eine volle Umdrehung innerhalb der Zeitdauer, die von 64 Zeilenabtastperioden beansprucht wird, ausführen. Bei der hier i°5 betrachteten Maschine beträgt die mittels des Auslöschwellenformgenerators 8 festgelegte Zeilenabtastperiode, die die zur Abtastung von 40 Ziffern (wobei jede Ziffer zur Abtastung 10 Mikrosekunden benötigt) benötigte Zeit darstellt, 450 Mikro-Sekunden plus 50 MikroSekunden Rücksprung- oder Auslöschzeit. Infolgedessen wird, da 64 Zeilenabtastperioden 28,8 Millisekunden umfassen, eine Drehzahl von ungefähr 2080 Umdrehungen pro Minute nötig sein. Bei einem Trommeldurchmesser von ungefähr 12 Zoll entspricht infolgedessen jeder Zoll des Aufzeichnungsstreckenumfanges ungefähr 80 Zifferintervallen. Es ist infolgedessen klar, daß die genaue Auswahl der Durchgänge der Abnahmespannungen aus dem Wiedergabekopf mittels eines Stroboimpulses eine hohe Genauigkeit der zeitlichen Steuerung der wiedergegebenen Zeichen und infolgedessen einen sehr hohen Synchronisierungsgrad der Aufzeichnungstrommelrotation in bezug auf die Grundziffer-Wiederholungsfrequenz der Rechenmaschine fordert.

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Dieser benötigte Synchronisierungsgrad wird mittels einer automatischen Drehzahlsteuerung der Aufzeichnungstrommel erreicht, die mittels der Abweichung zwischen den von der Trommel abgeleiteten Zeichen und den von der Grund-Auslöschwellenform innerhalb der Rechenmaschine abgeleiteten Zeilen-Wiederholungsfrequenzzeichen gesteuert wird.

Wie schematisch in Fig. ι dargestellt, besteht

ίο das Synchronisierungssystem im Gebrauch einer mit dem Abnehmerkopf 28 zusammenarbeitenden Umfangsstreckeßi auf der Aufzeichnungstrommel 30, die für die Speicherung gewöhnlicher Zifferangaben benutzt werden kann, vorzugsweise jedoch nicht für diesen Zweck Verwendung finden soll. Auf dieser Strecke ist eine Folge von 64 Impulsen gespeichert, die den Stirnen der Auslöschimpulse des Kathodenstrahlröhren-Speichersystems entsprechen, wie dies in Fig. 2 (c) gezeigt ist, und die infolgedessen die 64tnalige Synchronisierung der Aufzeichnungstrommel während j eder Umdrehung möglich machen. Diese Impulse werden als einfache, sehr kurze Längen gleichförmiger Längsmagnetisierung aufgezeichnet, wobei die Streckenintervalle zwischen den Impulsen unmagnetisch sein können, vorzugsweise jedoch im entgegengesetzten Sinn in Längsrichtung magnetisiert werden. Jeder Impuls hat eine ungefähre Dauer von 10 Mikrosekunden, d. h. einem Zifferintervall, und wird von den angrenzenden Impulsen durch Intervalle von 440 Mikrosekunden, d. h. 44 Zifferintervalle, getrennt. Der Kurzschlußläufermotor 32, der die Trommel dreht, wird aus einer Drehstromquelle über regelbare Widerstände 34 gespeist, von welchen zwei zum Starten mittels eines Schalters 33 kurzgeschlossen werden können. Der Motor ist so gebaut, daß er einen Drehmomentüberschuß besitzt, dem eine elektromagnetische Bremse 20, die auf die Trommel wirkt, das Gleichgewicht hält. Der Abnehmerkopf 28 erzeugt einen in Fig. 2 (h) gezeigten Durchgangsimpuls für jeden an ihm vorbeilaufenden aufgezeichneten Impuls; diese Durchgangsimpulse werden mittels des Vorverstärkers 13 verstärkt und die Leitungen 14 entlanggeführt, um in dem Abnehmer-Verstärkerglied 15 weiterverstärkt und einem Zeit-Vergleicherglied 17 zugeführt zu werden. Das Zeit-Vergleicherglied 17 wird außerdem mit dem in Fig. 2 (f) gezeigten Ausgangsimpuls 16 des Rechteckwellengenerators 12 beschickt, wobei derselbe von der Löschimpulswellenform aus dem Kathodenstrahlröhren - Speichersystem abgeleitet wird, und diese Rechteckimpulswelle, die sich 04mal während einer vollständigen Abtastung des Kathodenstrahlröhrenspeichers wiederholt, wird zeitlich mittels des Vergleichergliedes 17 mit den positiven Spitzen der in Fig. 2 (h) dargestellten 64 Durchgangsimpulse, die von jedem magnetisch aufgezeichneten Impuls während jeder Trommelumdrehung abgeleitet werden, verglichen. Das Glied 17 erzeugt So ein Fehlerzeichen, welches eine zeitliche Abweichung zwischen den Auslösch-Rechteckwellenimpulsen des Rechengerätes und den positiven Spitzen der Durchgangsimpulszeichen, die von der magnetischen Aufzeichnungstrommel wiedergegeben werden, anzeigt. Dieses geglättete Gleichstrom-Fehlerzeichen wird entlang der Leitung 18 geführt und in einem Hilfsverstärker 19 verstärkt, der einen Steuerstrom erzeugt, der zur Erregung der Spule der Magnetbremse 20 benutzt wird.

Wenn infolgedessen die Trommel 30 mittels des Kurzschlußläufermotors 32 durch Betätigung des Steuerschalters 33 und der veränderlichen Widerstände 34 auf Synchrondrehzahl gebracht ist, wird der Bremsenspule 20 ein Steuerstrom zugeführt, der die Trommeldrehzahl genau auf einem solchen Wert hält, daß eine konstante Phasenbeziehung zwischen den Auslöschrechteckwellenimpulsen des Kathodenstrahlröhren-Speichersystems und den von den aufgezeichneten Impulszeichen herrührenden Impulszeichen besteht. Eine solche starre Phasenbeziehung wird dann so lange automatisch aufrechterhalten, als das Antriebsmotordrehmoment nicht auf einen Wert abfällt, der einen negativen Bremseffekt nötig macht.

In der Praxis wird die Aufzeichnungstrommel durch Beobachtung der von dem Abnehmerkopf 28 erhaltenen Synchronisierungsimpulse unter Bezug auf die Lösch-Rechteckwellenimpulse auf einer Kontroll-Kathodenstrahlröhre bei steigender Drehzahl synchronisiert. Sobald keine Bewegung mehr zwischen den Bildern stattfindet, wird die Bremskraft eingeleitet, und die synchronisierten Impulse werden auf die inzwischen ins Gleichgewicht gebrachte Stirn der Auslösch-Rechteckwelle hinmanövriert.

Es ist infolgedessen ersichtlich, daß das System die Tätigkeit des Magnetspeichers synchron mit der Tätigkeit der übrigen Maschine ermöglicht, daß jedoch die Genauigkeit des beschriebenen Systems in weitem Maße von der Genauigkeit der Lage der aufgezeichneten Impulse auf der magnetischen Trommel abhängt. Um diese Impulse mit einem genügenden Genauigkeitsgrad aufzuzeichnen, wird zum Schreiben einer Grund-Synchronisierungsstrecke auf ein Rad oder eine Trommel, wenn dasselbe noch keine zeitliche Steuerung besitzt, eine Näherungsmethode angewandt. Der Vorgang spielt sich wie folgt ab: Die Trommel wird zuerst festgehalten, und ein Kondensator wird über den Abnehmerkopf der Synchronisationsstrecke entladen, wobei der Stromstoß durch den Kopf eine Unterbrechung in der Homogenität der magnetischen Beschaffenheit des Materials bewirkt, die bei jeder Umdrehung beim Drehen der Trommel einen Impuls in dem Abnehmerkopf erzeugt. Dieser Impuls wird dann in einer Kontroll - Kathodenstrahlröhre in bezug auf eine bereits in der Maschine vorhandene, von der in Fig. 2 (e) dargestellten halbierten Wellenform abgeleitete, mittels des Halbwellen-Gegentaktgliedes 8 durch eine Reihe von sechs Frequenz - Gegentakt - Kettenhalbierungen erzeugte Gegenwellenform (Musterwellenform, Wellenvergleichslehre) vergleichend geprüft.

Der Impuls wird also in bezug auf eine Wellenform betrachtet, die sich einmal während jeder vollständigen Abtastung der Kathodenstrahlröhren-

speicher plötzlich ändert, so daß, wenn die beiden Wellenformen relativ zueinander stillstehen, das Rad mit der richtigen Geschwindigkeit rotiert. Die Synchronisierungsstrecke wird nun mit Hilfe eines kleinen Permanentmagneten in einem Sinn gesättigt, und dann werden 64 in Fig. 2 (h) gezeigte Stromimpulse, deren jeder 10 Mikrosekunden andauert und die voneinander durch Zwischenräume von 440 Mikrosekunden getrennt sind, so durch den Abnehmerkopf 28 geschickt, daß die Strecke von denselben jeweils in entgegengesetztem Sinn gesättigt wird. Diese Impulse werden einen Lagefehler einer bestimmten Größe haben, jedoch können dieselben trotzdem dazu benutzt werden, 64 Impulse herzustellen, die ungefähr, wie dies in Fig. 2 (h) gezeigt ist, dem Differential der Kraftlinienverteilung im Abnehmerkopf entsprechen. Durch Verwendung dieser Impulse ist es wiederum möglich, den Trommel-Synchronlauf während der Auf-

ao zeichnung eines weiteren Satzes von 64 Impulsen zu steuern. Die Lagefehler des zweiten Impulssatzes werden im Vergleich mit dem ersten Satz erheblich kleiner sein, und dieser wiederum kann entweder dazu benutzt werden, einen endgültigen Satz von Synchronisierungs-Bezugszeichen zu erzeugen, oder er kann als Zwischenstufe bei der Erzeugung eines endgültigen Synchronisierungs-Bezugszeichensatzes dienen.

Die Synchronisierungs - Stromkreise werden nun, mehr ins einzelne gehend, unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Fig. 3 zeigt die Stromkreise und Zwischenverbindungen des Vorverstärkers 13, des Zeitvergleiches 17 und des Hilfsverstärkers 19 der Fig. i.

Der Vorverstärker 13 besteht aus einer in der Nähe der Aufzeichnungstrommel· 30 angebrachten Röhre V 3 und wird über einen Transformator T1 mit Zeichen aus dem Abnehmerkopf 28 beschickt. Der verstärkte Ausgangsimpuls aus der Röhre V 3 wird entlang einer koaxialen Leitung 14 zu dem Abnehmerverstärker 15 geleitet, der ein Mehrstufenverstärker üblicher Bauart ist, dessen Bandbreite, da die Maximal-Frequenzkomponente des Synchronisierungsimpulses 100 kHz beträgt, nicht größer als 500 kHz zu sein braucht. Der Ausgangsimpuls aus dem Verstärker wird in üblicher Weise durch eine kathodengesteuerte Röhre geschickt und hat die in Fig. 2 (i) gezeigte Form.

Der Zeitlagen - Feinunterscheider 17 besteht aus Stromkreisen, die mit Röhren Vi, V2a und V-2b sowie V 4 in Fig. 3 verbunden sind, und vergleicht die Lage der in Fig. 2 (i) gezeigten Synchronisierungsimpulse mit dem in Leitung 16 ankommenden Ausgangsimpuls des Auslösch-Rechteckwellengenerators 12, der in Fig. 2 (f) gezeigt ist. Der Grund, warum dieser in Fig. 2 (f) gezeigte Ausgangsimpuls an Stelle eines direkten Ausgangsimpulses der in Fig. 2 (d) gezeigten Auslöschwellenform benutzt wird, ist der, daß die an sich unerwünschten, plötzliehen Änderungen im Spannungsniveau innerhalb jedes 450 Mikrosekunden betragenden Synchronisierungsintervalls bei diesen 225 Mikrosekunden anstatt bei jenen 50 Mikrosekunden vom Intervallbeginn entfernt erfolgen, so daß die Gefahr einer falschen Synchronisierung mit diesen Impulsstirnen kleiner ist.

Die in Fig. 2 (f) gezeigte Wellenform wird dann durch die Röhre V1 geführt und bei einem mittleren Spannungsniveau von 90 Volt, wie in Fig. 2 (g) gezeigt, dem Gitter der Röhre V2a zugeführt. Das Gitter der Röhre V2 b wird auf einem festen Potential von 110 Volt gehalten. Jede dieser gemeinsam angeschlossenen Kathodenröhren V 2 a und V2b wird infolgedessen während gleicher, abwechselnder Zeitperioden in Tätigkeit sein. Die Kathodenbelastung dieser Röhren wird durch einen Widerstand R 2 von 100 Kiloohm gebildet, während die Röhre V 4 einen Anodenbelastungswiderstand R ι von 10 Kiloohm besitzt. Das in Fig. 2 (i) gezeigte Abnehmerzeichen wird dem Gitter der Röhre V4 zugeführt, welches in bezug auf die Kathode auf —4 Volt vorgespannt ist, so daß die dem Gitter zugeführte Wellenform, wie in Fig. 2 (i) gezeigt, unterhalb Nullpotential verschoben ist. Die Röhre V4 leitet infolgedessen jeweils nur während einer kurzen Zeitperiode am Beginn jeder positiven Spannungspitze, die so liegt, daß sie in einem Widerholungsrhythmus von 8 Mikrosekunden auftritt.

Wenn die Röhre V4 leitet, wird der Kathodenstrom in dem Röhrenpaar V2α und V2b um das Zehnfache verstärkt, und dieser verstärkte Strom wird durch die Seite des Paares fließen, deren Gitter in dem Augenblick des Einschaltens stärker positiv geladen ist. Die Richtung des Stromflusses in der Primär- und Sekundärwicklung eines Anodentransformatoren wird infolgedessen auch davon abhängen, welches Gitter stärker positiv geladen ist. Die Sekundärwicklung ist über zwei für den Gleichstrom sperrende Kondensatoren und vorgespannte Dioden D1 und Ό2 mit einem Speicherkondensator C1 verbunden, der eine Kapazität von 0,05 Mikrofarad besitzt. Positive Strompolarität vorausgesetzt, wird ein Stromfluß von Null durch die Sekundärwicklung den Kondensator C1 über die Diode Z>2 negativ aufladen. Ein negativläufiger Strom wird den Kondensator C1 über die Diode D ι positiv aufladen. Wenn der Stromfluß in dem Röhrenpaar V2α und V2b in zwei durch diese Röhren fließende Teilströme entgegengesetzter Polarität aufgespalten wird, dann wird der Kondensator C1 proportional zur jeweiligen relativen Größe der beiden Teilströme aufgeladen. Der Stromkreis wird infolgedessen entlang einer Leitung 18 eine Gleichspannung liefern, die proportional der zeitlichen Verschiebung des Abnehmerimpuls ist. Wenn die positive Spitze, wie dies in Fig. 2 (i) gezeigt ist, genau auf den Wendepunkt ausbalanciert ist, wird die Ladung des Kondensators so, wie in Fig. 2 (k) dargestellt, sein, und es wird keine resultierende Gleich-Steuerspannung entlang der Leitung 18 herrschen.

Dieses Fehlerzeichen wird in den Hilfsverstärker eingeleitet und einem Stabilisierungsglied zugeführt, welches auf eine gedachte Erde abgestimmt ist, die sich am Gitter einer Rückkopplungsröhre Vs₁ darstellt. Die Spannung wird über einen Ein-

gangs widerstand geführt und mittels eines Kondensators C 3 von 0,005 Mikrofarad und eines Widerstandes R3 von 220 Kiloohm geglättet. Die Anode stellt eine gesamte und zeitmaßableitende Steuerung für das Rückkopplungsschleifengitter dar. Die Anodenspannung der Röhre V 5 wird mittels des Gleichstromanschlusses auf einem geeigneten Niveau gehalten und dem Gitter einer Stromverstärkerröhre V6 zugeführt. Das Niveau des Anodenspannungszeichens der Röhre V6 wird dadurch gesteuert, daß das Schirmpotential (Gitterpotential) der Röhre V 5 mittels eines veränderlichen Widerstandes R4 entsprechend eingestellt wird; dies ist in einfachster Weise auszuführen, wenn das Gitter der Röhre V6 geerdet ist. Die Anodenbelastung der Röhre V 6 bildet ein Widerstand R 5 von 15 Kiloohm, zu welchem die Wirbelstrom-Bremsspulen 20 so angeordnet sind, daß die Belastung sich um ι Kiloohm vermindert.

Vier Paare von mit Eisenkernen versehenen Spulen, deren jede 2000 Ohm Widerstand besitzt, sind in gleichen Abständen in der Nähe der Außenkante der kreisförmigen Außenbegrenzung der Aufzeichnungstrommel angeordnet. Jedes Spulenpaar ist so in Serie geschaltet, daß die nebeneinanderliegenden Kern-Stirnflächen jeweils entgegengesetzte Polarität besitzen. Die Oberseiten der einzelnen Spulenpaare sind untereinander durch ein Stück Flacheisen verbunden, und der magnetische Kreis wird durch den Kraftlinienfluß geschlossen, der zwischen den beiden vor der Aufzeichnungstrommeloberfläche liegenden Polschuhen erfolgt. Der Antriebsmotor hat eine Synchrondrehzahl von 3000 Umdrehungen pro Minute; es hat sich herausgestellt, daß ein Dauerstrom von ungefähr 40 Milliampere benötigt wird, um die Trommel auf die richtige Drehzahl zu bremsen.

Die Wirkung der eben beschriebenen Synchronisierungsstromkreise kann, beispielsweise während des Einschreibens von Angaben in die Aufzeichnungstrommel, durch Zuführung einer negativen Spannung zu dem Sperrgitter der Röhre V 4 (nachdem diese dadurch an ihrer Kathode unterbrochen wird), wobei dieselbe genügend hoch sein muß, um die Röhre auszuschalten, unterdrückt werden. Der Speicherkondensator C 1 wird dann unwirksam bleiben und seine Ladung behalten, bis dieselbe durch den Ableiterzweig (Widerstand) des Hilfsverstärkers abgeflossen ist. Diese negative Spannung kann aus dem Schreib-Steuerglied 8 bezogen werden, so daß eine Störung des Abnehmerzeichens durch benachbarte Schreibzeichen verhindert ist. Es ist in diesem Zusammenhang zu bemerken, daß daraus, daß eine Trommel nach Sperrung des sich 64tnal während einer Umdrehung wiederholenden Synchronisierungszeichen eine die volle Trommelumdrehung währende Zeitperiode lang synchron weiterläuft, nicht folgt, daß eine Trommel nur mittels eines einmal je Umdrehung erfolgenden Synchronisierungszeichens mit der geforderten Genauigkeit synchronisiert werden kann.

Das bisher beschriebene System sieht, während es als Vorrichtung zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Synchronismus, wenn dieser einmal hergestellt ist, durchaus befriedigt, jedoch keine Gesamt- oder Grobsteuerung für die relative Phasenlage der Aufzeichnungstrommel in bezug auf den Gesamtzyklus von 64 Zeilenabtastperioden vor, so daß es: vierundsechzig mögliche Lagen gibt, welche die Aufzeichnungstrommel in bezug auf das Zeilenraster einnehmen kann. Wenn die genaue Einstellung nach dem Synchronisieren der Trommel mit den Grund-Zeilenabtastperioden vorgenommen werden soll, würde dies am besten dadurch erreicht, daß die zu diesem Zweck benötigte Anzahl von Impulsen in die Zeitsteuerungsstromkreise des Kathodenstrahlröhren-Abtastrasters eingeführt wird, wobei jeder eingeführte Impuls eine Verrückung zwischen der Trommel und dem Raster um eine Einheit hervorrufen würde.

Ein bevorzugtes Verfahren, welches den Nachteil eines von der Stromquelle herrührenden Fehlers ausschließt, besteht in der Anordnung eines zusätzlichen Hilfssystems zur Vornahme einer Gesamtoder Grobsteuerung, die dadurch erzielt werden kann, daß der bereits beschriebenen automatischen Phasen-Feinsteuerung eine Grobsteuerung überlagert wird, die auf der Abweichung von nur einmal während jeder Umdrehung der Aufzeichnungstrommel auftretenden Zeichen beruht.

In einem abgewandelten Synchronisierungssystem, welches diese Grobsteuerung besorgt, wird die Feinsteuerung nicht durch Benutzung der Auslösch-Rechteckwelle erzielt, sondern durch die Benutzung einer mittels des Halbwellen-Gegentaktgliedes 11 erzeugten halbierten Wellenform, die eine in Fig. 2 (e) gezeigte Rechteckwellenform hat und die eine Frequenz besitzt, die gleich der halben Zeilenabtastfrequenz des Kathodenstrahlröhren-Speichersystems ist. Diese halbierte Wellenform wird nochmais· in Fig. 4 (a) dargestellt und besitzt zweiunddreißig positivläufige und zweiunddreißig negativläufige Stirnen während 64 Zeilenabtastperioden, die einer vollständigen Umdrehung der magnetischen Speichertrommel entsprechen. Diese Wellenform wird so als Aufzeichnungs-Stromwelle in dem magnetischen Speicher benutzt, daß die aus derselben wiedergegebenen Zeichen ungefähr das Differential dieser Welle sein werden, wie dies in Fig. 4 (b) gezeigt ist.

Die Maschine erzeugt außerdem mittels einer Reihe von fünf aufeinanderfolgenden Frequenzhalbierungen der halbierten Wellenform (zur Steuerung des Zeilenwahlmechanismus) eine rechteckige Wellenform, die eine Frequenz besitzt, die gleich einem 04stel der Zeilenabtast-Wiederholungsfrequenz ist, wie dies in Fig. 4 (c) angegeben ist, wobei diese Welle während jeder Umdrehung der magnetischen Trommel eine positive Stirn besitzt und diese Stirn gleichzeitig mit einer negativläufigen Stirn der halbierten Welle auftritt. Diese rechteckige Spannungswellenform ist so eingestellt, daß sievon größerer Wertigkeit als die halbierte Wellenform ist, so daß, wenn dieselbe der halbierten Wellenform zwecks Aufzeichnung überlagert wird, sie einen negativen Impuls der in Fig. 4 (b) gezeigten

Welle am Anfang jeder 64-Zeilen-Abtastperiode in einen in Fig. 4 (d) dargestellten positiven Impuls verwandelt, der infolgedessen jetzt den aus dem Wiedergabekopf bezogenen Ausgangsimpuls darstellt. Um sich diese wiedergegebene Synchronisierungswelle zunutze machen zu können, speist der Abnehmerverstärker 15 der Fig. 1 ein Zweiwegeglied (Diodenstrecke), das so angeordnet ist, daß es auf den zweiten der beiden aufeinanderfolgenden positiven Impulse anspricht. Dieser Ausgangsimpuls wird einem der Einheit 17 der Fig. 1 ähnlichen, jedoch von diesem Stromkreis getrennten Zeitvergleicher zugeführt und darin zeitlich mit der positivläufigen Stirn der in Fig. 4 (c) dargestellten Welle verglichen, um ein Gleichstrom-Fehlerzeichen zu erzeugen, welches mittels eines Hilfsverstärkers in einen Grob-Steuerstrom zur Speisung einer der magnetischen Bremse 20 ähnlichen, jedoch von dieser getrennten magnetischen Bremse verwandelt wird. Die im Ausgang des Abnehmerverstärkers befindlichen positiven Impulse werden natürlich alle dem Zeitvergleicherglied 17 zugeführt, wo sie mit den ursprünglichen, in Fig. 4 (a) gezeigten halbierten Wellenformen zwecks Herstellung eines Steuerstromes verglichen werden, der in der bereits beschriebenen Weise über die magnetische Bremse 20 eine Feinregelung bewirkt. In Abwandlung dessen kann sowohl für die Grob- als auch für die Feinsteuerung ein gemeinsamer Hilfsverstärker und eine

D gemeinsame Bremse verwendet werden, wobei ein automatisch arbeitendes Umschaltgerät zur Abschaltung des Grob-Zeitvergleichers von dem Verstärker und zur Ersetzung desselben durch den Fein-Zeitvergleicher, wenn der aus dem Grob-Zeitvergleicher bezogene Ausgangsimpuls unter einen bestimmten Wert fällt, vorgesehen ist.

In der oben gegebenen Beschreibung wurde unter Bezug auf Fig. 1 nur eine Beschreibung der zwischen einem einzelnen magnetischen Speicher und einem einzelnen Kathodenstrahlröhren - Schnellspeicher herrschenden Wirkungsweise und der zwischen denselben befindlichen Zwischenverbindungen gegeben. In Fig. 1 wurde die Vielfachschaltung 23 dazu benutzt, eine der möglichen Verbindungen eines einzelnen Kathodenstrahlröhr'enspeichers, die nötig sind, um die Rechenmaschine die von ihr geforderten Funktionen ausführen zu lassen, festzulegen. Die Form solcher Zwischenverbindungen hängt einzig und allein von den Arbeitsgängen ab, welche die Rechenmaschine ausführen soll, wobei die vorzusehenden Wege, Schaltungen und Wählkreise allen Fachleuten klar sein werden. Es wurde nur eine magnetische Speichertrommel beschrieben, es ist jedoch klar, daß eine Trommel für die Nachrichtspeicherung auf einer Mehrzahl von Umfangsstrecken, die getrennt voneinander benutzt werden können, Verwendung finden kann.

In Abwandlung kann eine Mehrzahl von Aufzeichnungstrommeln verwendet werden, wobei eine

a Trommel und der dazugehörige Auf zeichnungs- und Wiedergabekopf jeweils für jede auf einer getrennten Strecke aufzuzeichnende Gruppe von Nachrichten vorgesehen ist. Zum Zwecke des Synchronlaufes wird es angebracht sein, wenn alle Trommeln auf einer gemeinsamen Welle angeordnet werden und von einem einzigen Motor angetrieben und einem einzigen Synchronisierungssystem gesteuert werden. Es gibt jedoch ein Optimalmaß, innerhalb dessen das rotierende System vorteilhaft zu synchronisieren ist; wenn die rotierenden Elemente dieses Maß überschreiten, ist es vorzuziehen, getrennte Antriebs- und Synchronisierungssysteme für jede Trommel vorzusehen.

Es ist klar, daß das magnetische Speichersystem im Gegensatz zu dem Kathodenstrahlröhrensystem eine verhältnismäßig große zeitliche Trägheit besitzt. Insbesondere in den Kathodenstrahlröhren-Speichersystemen kann eine für die Wiedergabe bestimmte Zahl oder eine in irgendeine gewählte Adresse des Speichers einzuschreibende Zahl mit einer Zeitverzögerung ausgewählt bzw. eingeschrieben werden, die gleich einer Zeilenabtastperiode ist; in dem magnetischen Speichersystem istkeine solche Zeilenwahl möglich, und, um eine bestimmte Zahl oder Ziffer zu lesen, ist es notwendig, abzuwarten, bis der entsprechende Teil der Aufzeichnungsstrecke an dem Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf vorbei passiert. Diese Schwierigkeit schließt es aus, daß das magnetische Speichersystem erfolgreich innerhalb der Schnelloperationen des Rechengerätes benutzt wird, es schließt jedoch nicht den Gebrauch des magnetischen Systems zur Nachrichtspeicherung aus, wenn dieselbe nicht regelmäßig bzw. nur von Zeit zu Zeit während der Tätigkeit des Rechengerätes notwendig ist.

Das beschriebene System wird nach der Reihenmethode betrieben, jedoch können die magnetischen Speicherelemente selbstverständlich so ausgebildet werden, daß sie in einem Rechengerät, welches nach derParallelmethode arbeitet, Anwendung finden können. In einem solchen Rechengerät wird für jede einzelne Ziffer jeder Zahl oder verschlüsselten Anweisung, die in der Maschine verarbeitet werden soll, eine besondere magnetische Speicherstrecke benötigt, und die Schreibe- und Lesevorgänge werden gleichzeitig auf allen Strecken des Speicherungssystems ausgeführt. Auf jeder Speicherstrecke kann natürlich eine Mehrzahl von Ziffern eingetragen sein, beispielsweise kann eine einzelne Aufzeichnungsstrecke die w^ten Ziffern einer großen Anzahl verschiedener Zahlen oder verschlüsselter Anweisungen enthalten.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Binärziffer-Rechenmaschine, die ein Kurzspeichersystem verwendet und in welcher die verschiedenen, in der Maschine stattfindenden Arbeitsgänge mittels eines Zeitzeichenimpulsgenerators synchronisiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in derselben oder für dieselbe folgende Einzelteile vorgesehen sind:
   a) Ein magnetischer Speicher, der aus wenigstens einer drehbaren Trommel (30) und wenigstens einem feststehenden Aufzeichnungskopf (28) besteht, der mit der Trommel (30) so zusammenwirkt, daß, wenn die

   109 552/20

   Trommel (30) sich dreht, der Kopf (28) bzw. im Fall der Anordnung mehrerer Köpfe, jeder dieser Köpfe (28) eine Umfangsstrecke abtastet, auf welcher Zeichen, die Binärzahlen darstellen, gespeichert werden können,

   b) ein Motor (32), der die Trommel (30) mit höherer als der normalen Drehzahl drehen kann,

   c) ein Generatorglied (12) zur Ableitung einer gegebenen Impulszeichenfolge von dem Zeitzeichenimpulsgenerator (1),

   d) Bezugszeichen auf einer Umfangstrecke der Trommel, die in solchen Abständen angeordnet sind, daß, wenn die Trommel (30)

   - mit der normalen Geschwindigkeit rotiert, Impulse, die in einem zugehörigen Aufzeichnungskopf (28) durch diese Bezugszeichen induziert werden, synchron mit der gegebenen Folge von Zeichen sind,

   e) Glieder (17) zur Erzeugung eines Steuerstromes, der in Übereinstimmung mit der zeitlichen Abweichung der in dem Aufzeichnungskopf (28) induzierten Impulse in bezug auf die gegebene Folge von Zeichen sich ändert,

   f) eine Bremse (20) mit veränderlicher Bremskraft, die mit der Aufzeichnungstrommel (30) zusammenwirkt und die mittels des Steuerstromes so erregt wird, daß die

   Trommel (30) gezwungen wird, mit der normalen Geschwindigkeit umzulaufen.
2. 2. Rechenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Steuerstromes in einem elektrischen Phasen diskriminator (17) besteht, mit dessen Hilfe die Phase der in dem Aufspeicherungskopf (28) induzierten Impulse mit Bezug auf die entsprechenden Impulselemente der von dem erwähnten Generator abgegebenen Impulsfolge verglichen wird.
3. 3. Rechenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse mit veränderlicher Bremskraft in Form einer elektrischen Wirbelstrombremse (20) gegeben ist, die mit der Trommel (30) zusammenwirkt und die durch den vorerwähnten Steuerstrom jeweils so erregt wird, daß die Trommel mit normaler Geschwindigkeit umlaufen muß.
4. 4. Rechenmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einem Kurzspeicher in Form von wenigstens einer Kathodenstrahlröhre, die auf ihrem Schirm Binärzahlen in Form von Zuständen elektrischer Ladung entlang einer Anzahl von Zeilen speichert, wobei letztere so angeordnet sind, daß sie einen Raster bilden, gekennzeichnet durch einen mittels eines Zeitzeichenimpulsgenerators (1) synchronisierten Auslöschwellenformgenerator (8), der eine sich jede Zeilenabtastperiode wiederholende Spannungswellenform erzeugt, die dazu benutzt wird, den Kathodenstrahlröhren-Elektronenstrahl so zu steuern, daß er innerhalb der Dauer einer Spannungswelle jeweils eine Zeile des Rasters abtastet, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenstrahl innerhalb einer Umdrehung der Trommel (30) vollständig ein Kathodenstrahlröhrenraster abtastet, endlich gekennzeichnet durch ein Glied (12) zur Erzeugung einer Folge von kurzandauernden Zeitsteuerzeichen aus dem Ausgangsimpuls des Auslöschwellenformgenerators, die dazu benutzt wird, die Bezugszeichen auf einer der Umfangsetrecken der Trommel (30) zu erzeugen, die zur Synchronisation der Trommelumdrehung mit der übrigen Maschine dienen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 1W 552/20 4.61