DE1549395B2 - Elektronischer Kleinrechner, insbesondere Tischrechner - Google Patents
Elektronischer Kleinrechner, insbesondere TischrechnerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Kleinrechner, insbesondere Tischrechner, zur Ausführung
der vier arithmetischen Grundrechenarten mit einer Eingabeeinrichtung, mit zur Aufnahme der Operanden
dienenden Schieberegistern, von denen ein Anzeigeregister genanntes Schiebregister an eine Anzeigeeinrichtung
angeschaltet ist und ein weiteres, Akkumulatorregister genanntes Schieberegister an
eine Additions-Subtraktionsschaltung angeschaltet ist, und mit einer Steuerschaltung.
Bei bekannten Rechnern dieser Art ist neben dem
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Akkumulatorregister und dem Anzeigeregister immer ist, so stimmen die Kommastellen von Augend und
mindestens ein weiteres Register erforderlich. Da Addend überein und es ist möglich, die Rechnung so
Multiplikationen als wiederholte Additionen des auszuführen, wie die Zahlen eingegeben worden sind.
Multiplikanden ausgeführt werden, müssen der Stimmt jedoch \a\ mit \b\ nicht überein, ist also
Multiplikand und der Multiplikator, der die Zahl der 5 j a j größer oder kleiner als \b\, so muß der Augend
durchzuführenden Additionen bestimmt, während bzw. der Addend in seinem Register verschoben
des ganzen Rechenvorganges gespeichert sein, be- werden, um eine Übereinstimmung in den Kommalegen
also zwei Register. Für das Ergebnis der Addi- stellen zu erhalten, worauf die Addition ausgeführt
tion wird das dritte Register benötigt. Entsprechen- werden kann,
des gilt für Divisionen, die in Form wiederholter io Falll· Initial
Subtraktionen des Divisors vom Dividenden ausge- ' 1^' '
führt werden. Auch hier müssen der Divisor und der Ist die Zahl der Stellen | α \ hinter dem Komma Dividend während der gesamten Berechnung verfüg- größer oder gleich der Zahl der Stellen | b | hinter bar sein. Der Quotient, der sich aus der Anzahl der dem Komma, so wird der Augend Α,α im Anzeigedurchgeführten Subtraktionen ergibt, belegt das 15 register abgespeichert, wobei gleichzeitig die Zahl dritte Register. der Stellen | α | hinter dem Komma von einem
des gilt für Divisionen, die in Form wiederholter io Falll· Initial
Subtraktionen des Divisors vom Dividenden ausge- ' 1^' '
führt werden. Auch hier müssen der Divisor und der Ist die Zahl der Stellen | α \ hinter dem Komma Dividend während der gesamten Berechnung verfüg- größer oder gleich der Zahl der Stellen | b | hinter bar sein. Der Quotient, der sich aus der Anzahl der dem Komma, so wird der Augend Α,α im Anzeigedurchgeführten Subtraktionen ergibt, belegt das 15 register abgespeichert, wobei gleichzeitig die Zahl dritte Register. der Stellen | α | hinter dem Komma von einem
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, zur Kommastellenzähler gezählt und von diesem geVerringerung
des Aufwandes einen elektronischen speichert wird.
Kleinrechner zu schaffen, der mit nur zwei Registern Danach wird die Zifferntaste der höchsten Wertauskommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Er- 20 stelle des Addenden betätigt und diese in das Anfindung
aus von einem Rechner der eingangs ge- Zeigeregister eingespeichert. Gleichzeitig wird der
nannten Art und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Augend Α,α vom Anzeigeregister in das Akkumuerster
Zähler vorgesehen ist, der bei Eingabe von latorregister übertragen und die Zahl der Stellen | a \
zwei getrennten, die Operanden darstellenden Zahlen hinter dem Komma wird vom Kommastellenzähler
in ein einziges der Schieberegister die Ziffernzahl 25 auf einen Hilfszähler gegeben, wonach die erste
einer der beiden Operanden zu deren Unterschei- höchstwertige Ziffer vor dem Komma des Addenden
dung zählt. B,b in das Anzeigeregister eingespeichert wird. An-
Durch die Eingabe beider Operanden in ein Re- schließend werden der Reihe nach alle Ziffern der
gister werden insgesamt nur zwei Register benötigt. Zahl B vor dem Komma des Addenden B,b einge-Die
Stellenzahl des Registers, das die beiden Ope- 30 geben. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich Α,α im
randen aufnimmt, braucht dazu nicht vergrößert zu Akkumulatorregister und B im Anzeigeregister. Der
werden, denn zur Errechnung beispielsweise eines Kommastellenzähler hat eine 0 gespeichert und der
Produktes mit vorgegebener Maximalstellenzahl Hilfszähler die Anzahl der Stellen | a j.
dürfen der Multiplikand und der Multiplikator zu- Danach werden die Kommastellen des Addenden sammen ohnehin nur so viel Stellen besitzen, wie die 35 B>b eingegeben, und während die Zahl | b | hinter vorgegebene Maximalzahl. Entsprechendes gilt für dem Komma eingegeben wird, zählt der Komma-Divisionen, denn dort nimmt mit zunehmender Stellenzähler dieselben, wobei der Hilfszähler um die Stellenzahl des Quotienten im Verlauf der Berech- Zahl der gezählten Kommastellen zurückgestellt nung gleichzeitig die Stellenzahl des Dividenden ab. wird, d.h., die von ihm gespeicherte Zahl \a\ wird
dürfen der Multiplikand und der Multiplikator zu- Danach werden die Kommastellen des Addenden sammen ohnehin nur so viel Stellen besitzen, wie die 35 B>b eingegeben, und während die Zahl | b | hinter vorgegebene Maximalzahl. Entsprechendes gilt für dem Komma eingegeben wird, zählt der Komma-Divisionen, denn dort nimmt mit zunehmender Stellenzähler dieselben, wobei der Hilfszähler um die Stellenzahl des Quotienten im Verlauf der Berech- Zahl der gezählten Kommastellen zurückgestellt nung gleichzeitig die Stellenzahl des Dividenden ab. wird, d.h., die von ihm gespeicherte Zahl \a\ wird
Weiterbildungen der Erfindung, die sich auf be- 40 um die eingegebene Kommastellen-Anzahl \b\ resondere
Ausgestaltungen zur Durchführung von duziert.
Multiplikationen und Divisionen sowie auf die Sind alle Stellen des Addenden in das Anzeige-Kommarechnung
beziehen, sind Gegenstand der register eingegeben, so hat der Kommastellenzähler
Unteransprüche: die Kommastellenzahl \b\ gespeichert, während der
Nachfolgend wird zur Erläuterung der Erfindung 45 Hilfszähler den Zählerstand
die Durchführung von arithmetischen Operationen ist auch der Fall, wenn \b
die Durchführung von arithmetischen Operationen ist auch der Fall, wenn \b
a\~
< a
b\ aufweist. Dies ist, so daß der
zunächst allgemein erläutert. Anschließend wird ein Hilfszählerinhalt
Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Ij8| = |a| — |6|
Zeichnungen genauer beschrieben.
Zeichnungen genauer beschrieben.
50 einer Zahl größer oder gleich 0 entspricht.
1. Addition — Subtraktion Durch die Betätigung der Additionstaste erfolgt
,.,,.. . nun die Zuordnung der Kommastellen,
a) Addition — Subtraktion von Zahlen Zunächst wird entschieden, ob der Inhalt \ß | des mit Kommasteüen Hilfszählers größer oder gleich 0 ist. Entspricht der Es sei angenommen, daß der Augend Α,α und der 55 Inhalt des Zählers nicht 0, so wird der Addend im Addend B,b entspricht, wobei A und B die Ziffern Anzeigeregister nach links verschoben, wobei die vor dem Komma und α und b die Ziffern hinter dem Stellenverschiebung gleichzeitig vom Kommastellen-Komma sind, zähler und vom Hilfszähler gezählt wird. Während Demgemäß entspricht \A\ und |B| der Anzahl von der Inhalt B,b im Anzeigeregister einen Zyklus um-Ziffern vor dem Komma und \a\ und \b\ der Anzahl 60 läuft, kann der Inhalt \ß\ des Hilfszählers auf 0 zuvon Ziffern hinter dem Komma. Die Erläuterung er- rückgestellt werden. In diesem Fall stimmen die folgt nachstehend an Hand des Additionsbeispiels Kommastellen des im' Akkumulatorregister ge- (Am + B,b). speicherten Augenden Α,α mit den Kommastellen Zunächst werden der Augend Α,α in das Akku- des im Anzeigeregister untergebrachten Addenden mulatorregister und der Addent B,b in das Anzeige- 65 B,b überein. An dem Augenblick, wenn der Inregister eingegeben, und zwar jeweils vom rechten halt \ß\ des Hilfszählers gleich 0 wird, wird die Ende des Akkumulatorregisters und des Anzeige- Schiebeoperation des Anzeigeregisters gestoppt und registers aus. Liegt der Fall vor, daß |α| gleich \b\ die Kommazuordnung beendet.
a) Addition — Subtraktion von Zahlen Zunächst wird entschieden, ob der Inhalt \ß | des mit Kommasteüen Hilfszählers größer oder gleich 0 ist. Entspricht der Es sei angenommen, daß der Augend Α,α und der 55 Inhalt des Zählers nicht 0, so wird der Addend im Addend B,b entspricht, wobei A und B die Ziffern Anzeigeregister nach links verschoben, wobei die vor dem Komma und α und b die Ziffern hinter dem Stellenverschiebung gleichzeitig vom Kommastellen-Komma sind, zähler und vom Hilfszähler gezählt wird. Während Demgemäß entspricht \A\ und |B| der Anzahl von der Inhalt B,b im Anzeigeregister einen Zyklus um-Ziffern vor dem Komma und \a\ und \b\ der Anzahl 60 läuft, kann der Inhalt \ß\ des Hilfszählers auf 0 zuvon Ziffern hinter dem Komma. Die Erläuterung er- rückgestellt werden. In diesem Fall stimmen die folgt nachstehend an Hand des Additionsbeispiels Kommastellen des im' Akkumulatorregister ge- (Am + B,b). speicherten Augenden Α,α mit den Kommastellen Zunächst werden der Augend Α,α in das Akku- des im Anzeigeregister untergebrachten Addenden mulatorregister und der Addent B,b in das Anzeige- 65 B,b überein. An dem Augenblick, wenn der Inregister eingegeben, und zwar jeweils vom rechten halt \ß\ des Hilfszählers gleich 0 wird, wird die Ende des Akkumulatorregisters und des Anzeige- Schiebeoperation des Anzeigeregisters gestoppt und registers aus. Liegt der Fall vor, daß |α| gleich \b\ die Kommazuordnung beendet.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Addend B,b im Anzeigeregister um \ß\ Stellen nach links verschoben,
der Inhalt des Kommastellenzählers hat die Größe i b j -r ' β I gespeichert und der Hilfszähler ist auf 0
zurückgestellt.
Danach wird die Addition der beiden Zahlen durchgeführt. Dabei übernimmt das Akkumulatorregister
die Funktion eines Addierers. Es werden die im Akkumulatorregister und im Anzeigeregister befindlichen
Zahlen addiert und das Ergebnis im Akkumulatorregister abgespeichert. Der Additionsvorgang wird durch Betätigung der Additionstaste
ausgelöst, und nach der Addition des Akkumulatorinhalts A,a mit Anzeigeregisterinhalt B,b steht im
Akkumulatorregister das Ergebnis A,a + B,b, das anschließend in das Anzeigeregister übertragen
wird. Damit ist die Rechnung beendet.
Fall 2: \a\^\b\
Ist die Zahl der Stellen \b\ hinter dem Komma des Addenden B,b größer als die Zahl der Stellen j a j
hinter dem Komma des Augenden A,a, so sind die
Operationen vor dem Eingeben der Zahl hinter dem Komma des Addenden genau die gleichen wie im
Fall 1. Es befinden sich der Augend A,α im Akkumulatorregister
und die Zahl B vor dem Komma des Addenden B,b im Anzeigeregister; der Kommastellenzähler
steht auf 0, und der Hilfszähler hat die Zahl der Stellen | α | hinter dem Komma des Augenden
A,a gespeichert.
Danach wird, wie im Fall 1, die Zahl hinter dem Komma des Addenden eingegeben. Dabei wird der
Inhalt des Hilfszählers zu 0, wenn die Zahl hinter dem Komma des Addenden B,b auf eine bestimmte
Stellenzahl | α | eingestellt wird. Hierbei ist j«j kleiner
als I b \, weil | α | kleiner als | b | ist.
In diesem Fall entspricht der Inhalt des Kommastellenzählers
während im Anzeigeregister der Teilwert B,b — des Addenden B,b eingestellt ist. Danach wird der Rest
des Addenden B,b in das Anzeigeregister eingegeben, und gleichzeitig wird der im Akkumulatorregister befindliche
Augend Α,α stellenweise nach links verschoben.
Nach vollständiger Eingabe des Addenden B,b bleiben die Kommastellen des Augenden und des
Addenden als in Übereinstimmung. Der Inhalt des Hilfszählers bleibt auf 0 eingestellt, während der
Kommastellenzähler die Zahl der Stellen hinter dem Komma des Addenden B,b synchron mit der Eingabe
des Restes von b weiterzählt.
Sind die Zahlen eingegeben, so treten sie in den Additionszyklus ein. Da |a| kleiner als \b\ ist, wird
der Inhalt des Hilfszählers, d. h. 0, erkannt, wenn der Additionsbefehl kommt. Deshalb ist es nicht
notwendig, eine Kommastellenzuordnung einzuleiten. Die Zahlen treten in den Additionszyklus direkt ein.
Rechenoperationen, bei welchen | b | < | α | ist,
werden in der gleichen Weise wie im Fall 1 ausgeführt.
Die Erklärung der Additionsoperation ist damit abgeschlossen. Bei der Durchführung der Subtraktion
wird das Akkumulatorregister als Subtrahierer betrieben, wobei alle übrigen Rechenoperationen wie
im Falle einer Addition ausgeführt werden.
b) Addition und Subtraktion
von Zahlen ohne Komma
von Zahlen ohne Komma
Die Addition und Subtraktion zweier Zahlen, die
kein Komma haben, erfordert keine Zuordnung des Kommas. Deshalb kann eine Rechenoperation in der
gleichen Weise wie eine Addition und Subtraktion von Zahlen mit Kommastellen ausgeführt werden.
Es sei angenommen, daß die beiden Zahlen A und B sind. Zuerst wird der Augend^l in das Anzeigeregister
eingegeben. Danach wird der Addend B in das Anzeigeregister eingegeben, wobei gleichzeitig
der im Anzeigeregister stehende Augend^ in das Akkumulatorregister übertragen wird.
Der im Anzeigeregister befindliche Addend B wird nun zum im Akkumulatorregister befindlichen Augend A addiert und das Ergebnis A + B im Akkumulatorregister abgespeichert.
Der im Anzeigeregister befindliche Addend B wird nun zum im Akkumulatorregister befindlichen Augend A addiert und das Ergebnis A + B im Akkumulatorregister abgespeichert.
Danach wird A + B aus dem Akkumulatorregister in das Anzeigeregister übertragen.
Im Falle einer Subtraktion wird die gleiche Operation ausgeführt, wobei aber das Akkumulatorregister
als Subtrahierer betrieben wird.
2. Komplementrechnung
Ist ein Rechenergebnis negativ, so wird es durch eine Komplementzahl angezeigt. Wird die Rechnung
mit diesem Ergebnis kontinuierlich weitergeführt, so stellt dies kein Problem dar. Ist es aber beabsichtigt
ein Teilergebnis darzustellen, so muß das Komplement der Komplementzahl in bestimmter Weise angezeigt
werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn diese Operation mit Hilfe eines einzigen Tastendrucks eingeleitet
werden kann.
In einem Rechner, in welchem das Dezimalsystem angewendet wird, ist bei einer Komplementzahl 6
der Absolutbetrag der Zahl 4 und das Komplement zeigt an, das — 4 gemeint ist.
Beim Umsetzen einer Komplementzahl in den Absolutbetrag rechnet man also 0 — 6 = 4 (1 entlehnt),
wobei die entlehnete Ziffer ignoriert wird und die Komplementzahl von 0 abgeleitet werden
kann.
Die Umwandlung der Komplementzahl wird nach folgender Methode ausgeführt:
Wird zunächst die Subtraktionstaste gedrückt, so wird die Additions-Subtraktionsvorrichtung des
Akkumulatorregisters auf den Subtraktionsbetrieb umgeschaltet. Gleichzeitig wird die im Akkumulatorregister
verbliebene Zahl auf 0 gebracht und die Subtraktion ausgeführt, d. h. vom Inhalt des Akkumulatorregisters
wird der Inhalt des Anzeigeregisters abgezogen. Es wird also der Minuend gleich 0 gemacht
und von letzterem die Komplementzahl abgezogen. Das führt zu dem Ergebnis, daß der Absolutbetrag
der Zahl im Akkumulatorregister verbleibt, danach zum Anzeigeregister übertragen und von
dort weitergegeben wird.
Falls es notwendig ist, kann die Subtraktionstaste erheut gedruckt werden, um den Absolutbetrag zurück
in die Komplementzahl C umzuwandeln.
3. Multiplikation
Nur zwei Register verknüpfen alle Zahlen, also den Multiplikanden und den Multiplikator und nehmen
auch das Produkt auf, und zwar nach folgender Methode:
a) Multiplikation mit automatischer
Kommazuordnung
Kommazuordnung
In der nachstehenden Beschreibung ist A,a der Multiplikand, B,b der Multiplikator und C,c das
Produkt, wobei A, B und C die Zahlen vor dem jeweiligen Komma, und a, b und c die Zahlen hinter
dem jeweiligen Komma darstellen.
Sie können folgender Form entsprechen:
Sie können folgender Form entsprechen:
A == Atf - Atf ^1 A^-A1
a — an · an-i a2 ' "l
DD DD
— jöM · %( 15.-,-O1
b=bm- bm_
= cr cUl
b, ■ b,
el · C1
Ferner bedeuten die Ausdrück \A\, \B\, \C\ so wie \a\,\b\ und \c\ die Stellen-Anzahl vor bzw. hinter
dem Komma des Multiplikanden Λ,α, des Multiplikators
B,b bzw. des Produkts C,c.
Wenn die Rechnung A,a · B,b = C,c ausgeführt wird, so erhält man für die Gesamtzahl der Stellen
des Produkts
Wenn daher die Summe der Stellenzahlen aller zu verarbeitender Zahlen kleiner gemacht wird als
ja; -ι- \B\ + \b\,
ist es möglich, den Multiplikanden und den Multiplikator in einem Register als
A\,\a\X\B\,\b\
gleichzeitig darzustellen, wobei χ eine Grenzmarkierung
bedeutet.
Der Multiplikand A ,a und der Multiplikator B,b
werden ohne Zwischenraum in normaler Anordnung von rechts in das Anzeigeregister eingeführt.
Dabei wird die Stellenzahl |B| + \b\ des Multiplikators
vom Steuerzahler gezählt. Die Grenze zwischen dem Multiplikanden und dem Multiplikator im
Anzeigeregister, d. h. die Stellung der Markierung x, wird also vom Stellenzäiüer angezeigt, so daß ein
Register an Stelle von zwei Registern verwendet werden kann. Die Zahl der Stellen hinter dem
Komma des Produkts C,c beträgt ja] + \b\. Deshalb
werden die Zahl der Stellen \a\ hinter dem Komma des Multiplikanden A ,a und die Zahl der Stellen j b \
hinter dem Komma des Multiplikators B,b durch den Kommastellenzähler als Summe gezählt und so die
Lage des Kommas für das Produkt C,c gespeichert.
Als nächstes werden der im Anzeigeregister befindliche .Multiplikand A ,a und der Multiplikator B,b
gemeinsam nach rechts rotiert, wobei unter »Rotieren« eine Verschiebung im Kreis zu verstehen ist,
bei der auf der einen Seite ausgeschobene Daten auf der anderen Seite des Registers wieder eingegeben
werden, bis der Inhalt des Zählers, d.h. |SJ + |ö|, zu 0 wird.
Wenn der Stellenzähler den Wert 0 annimmt, steht der Multiplikand A,α mit seiner niedrigsten Wertstelle
O1 am rechten Ende des Anzeigeregisters, während
der Multiplikator B,b sich auf der linken Seite des Anzeigeregisters befindet. Außerdem ist im Rahmen
dieser Operation der Inhalt des Stellenzählers, J. h. B\ -r \b\ auf einen weiteren Hilfszähler überlasen.
Der Kommastellenzähler speichert weiterhin a"- bK
Nach Vollendung der vorstehend erwähnten Operation wird der Multiplikand^,a im Anzeigeregister
öj-mal addiert, d. h. so oft, wie die niedrigste Wertstelle
des Multiplikators angibt. Das Ergebnis steht im Akkumulatorregister.
Bei jedem Additionsvorgang wird die Ziffer O1 in
der niedrigsten Wertstelle des Multiplikators B,b um eins reduziert. Wird dann bt gleich 0, so wird die
Additionsoperation abgestoppt...
ίο Es steht jetzt A,a- b1 am rechten Ende des Akkumulatorregisters,
und der Multiplikator B,b im Anzeigeregister ist geändert in B,b — O1.
Ist die Multiplikation mit einer Stelle des Multiplikators B,b durchgeführt, so wird der Multiplikand
A,a um eine Stelle nach links verschoben. Gleichzeitig wird der Inhalt des Hilfszählers, nämlich
\B\ + \b\, um eins reduziert und dieselbe Addieroperation
wie vorher ausgeführt, also die Multiplikation mit der zweitniedrigsten Stelle des Multiplikators B,b
durchgeführt. ,'
Die Operation läuft weiter bis der Hilfszählerinhalt 0 wird. Dann steht das Produkt ^4 ,α -B,b im
Akkumulatorregister. Das Komma des Produkts liegt entsprechend dem vom Kommastellenzähler beim
Eingeben der Zahlen gezählten · Wert um j α | + | b | Stellen von der niedrigsten Wertstelle entfernt.
Schließlich wird zur Vervollständigung der Multiplikationsoperation das im Akkumulatorregister befindliche
Produkt zum Anzeigeregister übertragen.
Soll eine Multiplikation von Zahlen ohne Komma durchgeführt werden, so werden die vorstehend beschriebenen
Operationen in der gleichen Weise ausgeführt, ausgenommen diejenigen Operationen,
weiche die Zuordnung des Kommas betreffen.
b) Multiplikation mit einem konstanten Faktor
Zum Zeitpunkt der Beendigung der oben beschriebenen Multiplikation ist der Multiplikand^,« nach
höheren Stellenwerten (nach links) um \B\ -f- \b\ ver-
schoben worden. Bei Durchführung der Multiplikation wird der Zählwert im Hilfszähler jedesmal um
eins reduziert, wenn eine Stellenberechnung im Multiplikationsprozeß ausgeführt ist; gleichzeitig wird
der Stellenzähler um eins vorgerückt. Bei Beendigung der Rechnung speichert dann der Stellenzähler die
Zahl der Stellen, um die der Multiplikand A ,a nach links verschoben worden ist. Daher wird zum Zeitpunkt
des Rechnungsschlusses der Multiplikand A,a in Richtung niedriger Stellen (nach rechts) um die
vom Stellenzähler gezählte Stellenzahl verschoben; er befindet sich dann in der gleichen Stellung wie
unmittelbar nach seiner ersten Eingabe.
Danach wird der Befehl zur Multiplikation mit einer vorbestimmten Zahl (konstanter Faktor) gegeben,
wodurch der Multiplikand A,a, der in das Akkumulatorregister übertragen worden ist, wieder
in das Anzeigeregister übertragen wird. Als Folge hiervon ergibt sich der gleiche Zustand wie nach der
ursprünglichen Eingabe des Multiplikanden A,a.
Anschließend wird der Multiplikator eingegeben, und die Multiplikation läuft wie vorstehend ab. Es ist
also möglich, eine fortlaufende Multiplikation mit einer vorbestimmten Zahl auszuführen, die gleich
dem Multiplikanden A,α ist.
c) Multiplikation mit automatischer Registerlöschung
Wird eine Multiplikation ausgeführt, wenn das Ergebnis einer vorausgegangenen Rechnung im An-
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Zeigeregister steht, so wird, wenn die erste Stelle des Multiplikanden eingegeben wird, das Ergebnis der
vorausgegangenen Rechnung vom Anzeigeregister in das Akkumulatorregister übertragen werden. Wenn
daher die Multiplikationstaste gedrückt wird oder der Inhalt des Akkumulatorregisters vor Beginn der
Rechnung gelöscht wird, ist es möglich, die Register automatisch zu löschen.
Wenn eine Rechnung ohne automatische Registerlöschung ausgeführt wird, kann die Additions-Multiplikation
und die Subtraktions-Multiplikation, wie nachstehend erläutert, ausgeführt werden.
4. Additions- und Subtraktions-Multiplikation
Bei der Durchführung einer Additions- und einer Subtraktions-Multiplikation befindet sich das Resultat
C,c einer vorausgegangenen Rechnung, wie vorstehend beschrieben, im Akkumulatorregister. Der
Multiplikand A ,a wird dann schrittweise so oft zu C,c
addiert bzw. von C,c subtrahiert, wie der Multiplikatorß,ö
angibt. Es muß jedoch vorher die Zuordnung der Kommas des Resultats C,c und des Produkts
A ,a -B,b ausgeführt werden. Dies ist möglich,
weil die Zuordnung des Kommas für das Resultat der Multiplikation A,a ■ B,b vom Kommastellenzähler
bereits bei der Zahleneingabe ausgeführt wird. Es können also die Stellung des Kommas für das Resultat
der MultiplikationA,α-B,b, d.h. j«I H- Sέ»! und
die Stellung j c j des Kommas für das Resultat C,c einer vorausgegangenen Rechnung im Akkumulator
zugeordnet werden, bevor die Multiplikation durchgeführt wird.
Die Methode zur Zuordnung der Kommastellen ist genau die gleiche wie im Falle der Addition und
Subtraktion von Zahlen mit Kommastellen.
Nach der Beendigung der Kommazuordnung wird der Multiplikand A,α entsprechend dem Multiplikator
B,ö-mal zum Inhalt C,c des Akkumulators addiert bzw. von diesem abgezogen. Auf diese Weise
kann die Additions- und Subtraktions-Multiplikation ausgeführt werden.
5. Division
Bei dem Ausführungsbeispiel des beschriebenen elektronischen Rechners wird die Division derart
ausgeführt, daß der Divisor laufend von dem Dividenden abgezogen wird und daß die Anzahl der
Subtraktionen zu Erhalt des Quotienten gezählt wird. Dabei wird das Register zum Aufzeichnen der Zahl
der Subtraktionen auch als dasjenige Register benutzt, in welchem der Dividend eingestellt wird. Die
Zahl der Subtraktionen wird jeweils an der niedrigsten Wertstelle des Dividenden aufgezeichnet. Hierdurch
ist es möglich, die Rechnung mit zwei Registern auszuführen.
Es ist jedoch notwendig, daß der Dividend eine Zahl ist, deren Stellen um mindest zwei Stellen kleiner
sind als die Stellen des Registers, in dem der Divisor abgespeichert ist. Die Zahl der Stellen des Quotienten,
die ausgerechnet werden kann, ist die Zahl der Stellen, bevor sich die höchste Wertstelle des Quotienten
und die niedrigste Wertstelle des Divisors bei der Subtraktionsoperation überlagern.
Nachstehend wird die Rechenmethode nach dem Ausführungsbeispiel des Rechners erläutert.
G5 a) Allgemeine Division
Zunächst wird der Divisor B im Anzeigeregister
untergebracht und der Dividend A im Akkumulatorregister. Außerdem werden der Dividend A und Divisor
B jeweils nach links bis zur höchsten Wertstelle minus der ersten Stelle verschoben, d. h. die höchste
Wertstelle des Anzeigeregisters und des Akkumulatorregisters bleiben frei. Danach wird die Operation
ausgeführt, in deren Verlauf vom Dividenden A der Divisor B innerhalb des Akkumulatorregisters abgezogen
wird. Jedesmal wenn die Subtraktion durchgeführt wird, wird schrittweise 1 als Quotient zur
niedrigsten Wertstelle des Akkumulatorregisters addiert. Falls dann das Resultat negativ ist, wird der
Divisor einmal zum Dividenden addiert. Gleichzeitig wird die niedrigste Wertstelle des Quotienten innerhalb
des Akkumulatorregisters um 1 reduziert und der Rest, d. h. der Dividend für die nächste Rechnung,
wird nach links um eine Stelle verschoben, wonach die Subtraktion zur Gewinnung der nächsten
Stelle des Quotienten wiederholt wird. Jedesmal dann, wenn der Dividend um eine Stelle nach links
verschoben wird, wird eine 1 dem Hilfszähler hinzuaddiert und die Zahl der Stellen des Quotienten gespeichert.
Es wird also dieselbe Operation immer wieder wiederholt, bis die höchste Wertstelle des Quotienten
und die niedrigste Wertstelle des Divisors einander überlagern, und zwar unter Prüfung des Hilfszählers
(die Zahl der Stellen des Quotienten).
Dann ist die Rechnung beendet, und der Quotient C und der Rest D stehen im Akkumulatorregister.
Die Zahl der Stellen des Quotienten kann dargestellt werden durch folgende Formel:
Stellenzahl des Quotienten = Stellenzahl des Akkumulatorregisters = Stellenzahl des Divisors — 2.
Wenn als nächstes der Rest D und der Quotient C vom Akkumulatorregister gleichzeitig zum Anzeigeregister
übertragen werden, lassen sich Quotient C und Rest D voneinander durch den Inhalt des Hilfszählers
unterscheiden.
Der Divisor B im Anzeigeregister wird bei der besagten Übertragungsoperation in das Akkumulatorregister
gegeben.
b) Automatische Division von Zahlen
mit Kommastellen
mit Kommastellen
Beim Ausführen der Rechnung A ,a :B,b wird zunächst
der Dividend A ,a in das Anzeigeregister eingespeichert und es wird die Stellenzahl | α | hinter dem
Komma des Dividenden^,« vom Kommastellenzähler gezählt.
Danach wird mit dem Divisionsbefehl der Dividend A,α nach links bis zur zweithöchsten Wertstelle
des Anzeigeregisters verschoben. Hierbei wird die Anzahl |«| der Stellenverschiebungen vom Kommastellenzähler
gezählt. Letzterer hat daher nach Beendigung der Verschiebung \a\ + |«| Stellen gezählt.
Wenn dann die Zahl B vor dem Komma des Divisors B,b eingespeichert wird, wird der Dividend in
das Akkumulatorregister übertragen. Hierbei wird der Inhalt des Kommastellenzählers auf den Hilfszähler
übertragen, und zwar als Komplement der Stellenzahl des Akkumulatorregisters, worauf der
Kommastellenzähler gelöscht wird.
Der Inhalt des Kommastellenzählers ist sonach 0, und der des Hilfszählers entspricht — (ja] + |«l).
Das —Zeichen bedeutet, daß es sich um das Komplement zur Registerlänge handelt.
Danach wird die Kommataste gedrückt, und die Zahl b hinter dem Komma des Divisors B,b wird ein-
gegeben. Gleichzeitig hiermit werden der Kommastellenzähler und der Hilfszähler zur Zählung angestoßen.
Als Folge hiervon hat nach Beendigung der Zahleneingabe der Kommastellenzähler \b\ gezählt,während
der Hilfszähler — (\a\ + j α I) + \b\ gespeichert hat.
Als nächstes wird der Befehl zum Rechnungsbeginn erteilt, um den Divisor B,b nach links in
Richtung der höchsten Wertstelle des Anzeigeregisters zu verschieben, die jedoch nicht belegt wird.
Hierbei wird die Stellenverschiebungszahl j β | vom Kommastellenzähler und vom Hilfszähler gezählt.
Nach Beendigung dieser Verschienung beträgt der Zählwert des Kommastellenzählers j b \ + j β i und
der des Hilfszählers
Dabei ist zu beobachten, daß die Zähler als Ringzähler ausgebildet sind und die gleiche Stellenzahl
wie das Akkumulatorregister und das Anzeigeregister aufweisen, so daß
\b\
Deshalb wird der Inhalt des Hilfszählers, d. h. -(.a\ + |α|) + (|ΐ| + [/φ, gleich \A\ -\B\.
Die Größe j A \ — \ B j bestimmt die Lage des Kommas
des Quotienten und sie entspricht der Stellenzahl für die Verschiebung (nach rechts) des Kommas
in Richtung auf niedrigere (rechte) Wertstellen, und zwar ausgehend von der höchsten Wertstelle des im
Akkumulatorregister stehenden Quotienten.
Es wird also mit Hilfe der Kommastellen-Zuordnungsoperation der Inhalt des Hilfszählers, d. h.
\A\ — \B\, auf den Kommastellenzähler übertragen, wodurch die Lage des Kommas gegenüber der höchstwertigen
Ziffer des Quotienten bestimmt ist.
Somit ist es während der Rechnung möglich, auf einfachste Weise die automatische Division von Zahlen
mit Kommastellen auszuführen, und zwar durch Verschieben der Lage der Kommas zusammen mit
dem Quotienten.
c) Endlosquotient-Division
Nach Beendigung der Divisionsrechnung wird der im Anzeigeregister angezeigte Quotient C gelöscht,
der Rest D auf das Akkumulatorregister übertragen, der Divisor B erneut in das Anzeigeregister eingegeben
und der Rest D als neuer Dividend behandelt. Sodann wird die Rechnung immer wieder wiederholt
und durch Anfügung des neuen Quotienten an den bei der vorherigen Rechnung erhaltenen Quotienten
C ist es möglich, den endlosen Quotienten zu erhalten.
Nachfolgend werden Aufbau und Arbeitsweise eines Ausführungsbeispiels des elektronischen Kleinrechners
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Blockschaltung des Rechners,
F i g. 2 A die Blockschaltung der Register und der zugehörigen Steuerung,
Fig. 2B die in den Steuerschaltungen benutzten
Tore,
F i g. 3 das Blockschaltbild des Steuersystems,
F i g. 4 und 5 die Speicherstellen des Anzeige- und Akkumulatorregisters,
F i g. 6 die Unterbringung einer Dezimalziffer bzw. eines Zeichens im Speicher,
F i g. 7 die Unterbringung einer Ziffer einschließlich einer Freisteile in dem dem Akkumulatorregister
zugeordneten Addierer-Subtrahierer,
F i g. 8 die Synchronisierimpulse,
F i g. 9 den Aufbau des Befehlsregisters,
Fig. 10 die Flip-Flop-Steuerschaltung,
Fig. 11 den Startimpuls, der beim Niederdrücken
einer Taste erzeugt wird,
Fig. 12 die Betriebsweise der Zähler,
Fig. 13 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehungen zwischen dem Anzeigeregister und dem
Zähler,
F i g. 14 den Zeitsteuerungszähler,
Fig. 15 das Blockschaltbild eines Teils des Steuerregisters,
Fig. 16 und 17 die Schaltung von Schiebeimpulsverteilem,
Fig. 18 die Beziehung zwischen den Taktimpulsen
und anderen Impulsen,
Fig. 19 das Flipflop des Taktsystems,
Fig. 20 und 21 Flußdiagramme für Multiplikationen
bzw. Divisionen,
F i g. 22 die Wirkungsweise des Steuerbefehls im Zeitpunkt der Rechenoperation,
F i g. 23 bis 25 der Operationsablauf der verschiedenen Rechnungsarten.
Wie die F i g. 1 zeigt, besteht der Kleinrechner nach dem nachfolgend beschriebenem Ausführungsbeispiel aus den fünf Hauptteilen: der Anzeigevorrichtung
1, dem Tastenfeld 2, der Verarbeitungsvorrichtung 3, der Steuervorrichtung 4 und dem Impulsgenerator
5. Das Tastenfeld 2 enthält die Zifferntasten 0 bis 9 und die Befehlstasten zum Eintasten
der Rechen- und Steuerbefehle.
Die Verarbeitungsvorrichtung 3 umfaßt das Anzeigeregister 3-1, das an die Anzeigevorrichtung 1-1
für die Wiedergabe des Rechenresultats angeschlossen ist. Ferner umfaßt die Verarbeitungseinrichtung
das Akkumulaiorregister 3-2 und die Additions-Subtraktions-Einrichtung 3-3.
Die Steuervorrichtung 4 steuert die Verarbeitungsvorrichtung und sorgt für die Übertragung der Ziffern
und Beträge. Gleichzeitig ist die Steuervorrichtung 4 mit der Stellenanzeigeeinrichtung und mit der
Kommastellenanzeigeeinrichtung verbunden. Der Impulsgenerator 5 dient zur Erzeugung der Synchronisierimpulse,
die als Taktimpulse, Zeitsteuerimpulse, Ziffernimpulse und Schiebeimpulse verwendet werden.
Die Fig. 2 A zeigt die Blockschaltung der Verarbeitungsvorrichtung.
Das Anzeigeregister 3-1 ist ein Schieberegister, das gemäß F i g. 4 und 6 aufgebaut
ist. Dabei entsprechen jeder Dezimalziffernstelle gemäß dem binären Zahlensystem 4 Bits und ein
Wort besteht aus 10 Stellen. Das Schieberegister ist auf Flip-Flop-Schaltungen aufgebaut, die in Serie
vom höchsten bis zum niedrigsten Bitwert geschaltet sind. Der Schiebeimpuls für das Register ist mit
SP-R bezeichnet und wird gleichzeitig allen Flip-Flops einer Stelle zugeführt, wodurch eine Verschiebung
der Ziffern erfolgt.
Das Akkumulatorregister 3-2 ist in gleicher Weise aufgebaut wie das Anzeigeregister 3-1. Es speichert
aber, wie die F i g. 5 und 6 zeigen, nur 9 Stellen, weil seine zehnte Stelle, d. h. die höchstwertigste Stelle,
dem Addierer-Subtrahierer 3-3 zugeordnet ist. Der Schiebeimpuls des Akkumulatorregisters 3-2 und
der Addierer-Subtrahiererschaltung 3-3 ist im Diagramm mit SP-A bezeichnet.
Der Addierer-Subtrahierer 3-3 führt die Additionsund Subtraktionsoperationen aus. Er umfaßt nach
F i g. 7 fünf Bits, nämlich eine Stelle mit 4 Bits und eine zusätzliche Bitstelle zur Speicherung des Übertrags
CA mit positiven und negativen Vorzeichen. Die Ansteuerung des Addierers-Subtrahierers erfolgt
für die Addition mit dem Signal S-ADD und für die Subtraktion mit dem Signal S-SÜB. Beim Anliegen
des Addiersignals S-ADD gleich 1 arbeitet der Addierer nach dem Binärcode 8.4.2.1, und im Falle
des Subtrahiersignals S-SUB gleich 1 arbeitet er als Subtrahierer, zwischen diesen beiden Signalen besteht
noch die Beziehung, daß S-ADD gleich J^ÜB
ist. Mit dem Signal SCA wird das Übertragsbit CA eingestellt, und mit dem Signal RCA wird diese
Stelle gelöscht.
Die Zahlen werden mit der höchsten Ziffernstelle zuerst eingegeben, wobei G-I, G-2 .. . G-6 die Eingabetore
für die Ziffern sind. Das Öffnen und Sperren dieser Tore erfolgt mittels der Signale 5-1,
S-2 ...5-6.
Der an das Tastenfeld 2 angeschlossene Ziffernumsetzer 3-5 setzt die von den Zifferntasten 2-1
kommenden Dezimalziffern in den Binärcode 8.4.2.1 um und bewirkt gleichzeitig das Einstellen der Ziffern,
das Öffnen des Tores mittels des Signals S-W und die Einspeicherung des Signals in die niedrigste
Stelle LSD des Anzeigeregisters 3-1.
An das Anzeigeregister 3-1 ist ein Subtrahierer 3-4 angeschlossen, der jeweils von der. höchsten Stelle
dieses Registers 1 subtrahiert, wenn das Signal 5-7 anliegt, wobei bei einem ununterbrochenem Anliegen
dieses Signals das zuständige Flip-Flop das Anzeigeregister zum Schieberegister macht.
Bei der Ziffemeingabe werden die Tore G-I und
G-3 geöffnet. Wird bei diesem Torzustand die Zifferntaste erneut gedruckt, so werden die im Anzeigeregister
eingestellten Zahlen um eine Stellenzahl verschoben, die um 1 kleiner ist als die im Anzeigeregister
abgespeicherte Stellenzahl. Danach wird das Signal S-W vom Ausgang des Tores des Ziffernumsetzers
zugeführt, so daß die Ziffer der gedrückten Taste in die niedrigste Stelle des Anzeigeregisters 3-1
eingespeichert wird.
Wie bereits erwähnt, ist der beschriebene Rechner mit 10 Speicherstellen ausgestattet, die gemäß dem
binären Zahlensystem auf 4 Bits aufgebaut sind, so daß der Schiebeimpuls SP-R dem Anzeigeregister
3-1 36mal zugeführt werden, muß, d. h. (10-1)-4 = 36, wobei eine Verschiebung nach rechts um
9 Stellen stattfindet, was im Ergebnis einer Verschiebung um eine Stelle nach links entspricht. Danach
wird die nächst eingetastete Ziffer in der niedrigsten Stelle abgespeichert, und der aufgezeigte Vorgang
wiederholt sich, bis alle Ziffern eingetastet sind. Das Anzeigeregister 3-1 ist mit der Anzeigevorrichtung
1-1 verbunden, so daß es möglich ist, zu beobachten, ob die abgespeicherte Zahl richtig ist. Nach Beendigung
der Rechenoperation befindet sich das Rechenergebnis im Akkumulatorregister 3-2, deshalb
werden die Tore G-I, G-4 und G-6 geöffnet und die Tore G-2, G-3 geschlossen. Liegt der
Schiebeimpuls SP-R und der Schiebeimpuls SP-A an allen 10 Stellen der beiden Register (40mal) gleichzeitig
an, so wird das Rechenergebnis vom Akkumulatorregister in das Anzeigeregister übertragen.
Beim Ausführen einer Rechenoperation werden die Tore G-I, G-5, G-6 geöffnet, und das Steuersignal
S-ADD oder S-SUB liegt entweder an der Addierer- oder Subtrahiererschaltung an. Werden
nun die 40 Schiebeimpulse gleichzeitig an die beiden Schieberegister gegeben, so wird der Inhalt des An-Zeigeregisters
3-1 vom Inhalt des Akkumulatorregisters 3-2 abgezogen oder eine Addition ausgeführt.
Das Resultat dieser Rechenoperation wird wieder in das Akkumulatorregister 3-2 abgespeichert und von
diesem zur Anzeige in das Anzeigeregister 3-1 übertragen.
Das Anzeigeregister 3-1 arbeitet als Schieberegister nur in besonderen Fällen, deshalb ist im Normalfall
das Tor G-I bei (5-1) = 0 und bei (5-2) = 0 geöffnet,
und das Tor G-2 ist geschlossen. In diesem Fall arbeitet der Subtrahierer 3-4 nicht.
Die F i g. 3 zeigt den Steuerteil des beschriebenen Rechners.
Der Impulsgenerator 5 liefert die Synchronisierimpulse
und ist von bekannter Bauart. Fig. 8 zeigt die Impulse des Generators in der zeitlichen Zuordnung
in der Steuervorrichtung 4.
In bezug auf Synchronisierimpulse liefert der Impulsgenerator 5 die Taktimpulsfolgen CPA und CPB,
die gegeneinander um eine halbe Bit-Zeitdifferenz versetzt sind. In dem Diagramm der F i g. 8 sind
4 Zeitsteuerimpulsfolgen TB1, TB2, TB4 und TBS
dargestellt. Jeder Zeitsteuerimpuls erscheint nur alle 4 Bits, also pro Stelle nur einmal. Daher sind die
Zeitsteuerimpulse gegeneinander um einen Bitabstand versetzt, wobei die Anstiegs- und Abfallzeit
der Impulse mit den Taktimpulsen CPA übereinstimmt. Deshalb stimmt auch der Bitwert innerhalb
einer Stelle beginnend mit der niedrigsten Stelle des Akkumulatorregisters 3-2 und des Anzeigeregisters
3-1 überein.
Der im Diagramm der F i g. 8 noch dargestellte Ziffernimpuls DP wird für die Synchronisierung der
Taktimpulse CPA mit den Zeitsteuerimpulsen TB1
benutzt, so daß folgende Beziehung gegeben ist:
DP = CPA-TBl.
Die Befehlstasten 2-2 setzen sich zusammen aus einer Additionstaste (+, =), einer Subtraktionstaste
( —, =), einer Multiplikationstaste (X) und einer Divisionstaste (:) sowie aus einer Löschtaste (CL)
und einer Übertragstaste (T).
Die Signale der Zifferntasten und der anderen Befehlstasten erzeugen bei Niederdrücken ein L und
beim Loslassen eine 0.
Das Befehlsregister 4-1 speichert den Inhalt der Befehlstasten und besteht aus dem Multiplikations-Flip-Flop
F 2, dem Divisions-Flip-Flop F 3, dem Subtraktions-Flip-Flop F 4, die mit den Taktimpulsen
CPB synchronisiert werden (F i g. 9).
Die Steuerschaltung 4-2 erzeugt die Steuersignale für den gesamten Rechner, die Schiebesignale für die
Schieberegister und Zählimpulse für die entsprechenden Zähler. Die Steuerschaltung umfaßt logische
Elemente, Inverter, ein Synchronisier-Flip-Flop und weitere Flip-Flops. Die Flip-Flops der Steuerschaltung
sind in Fig. 10 dargestellt. Als Hauptsteuer-Flip-Flop
wird hier die Flip-Flop-Schaltung Fl verwendet, die Zählimpulse an die Zähler und Schiebeimpulse
an die Schieberegister liefert.
Das Einstellesignal 5Fl des Flip-Flops Fl wird wirksam, wenn die Signale TD 0 und TB1 des Impulsgenerators
am Tor G-I anliegen, und zwar unter Synchronisierung durch den Taktimpuls CPB. Daher
ist die Zeit, für die das Flip-Flop Fl eingestellt ist,
immer konstant. Das Verzögerungs-Flip-Flop F 5 wird um ein halbes Bit später mit dem Signal TD10
in noch zu beschreibender Weise betätigt. Der Zähler FF.F 6 steuert die Impulsgatter des Zählers 4-7
und des Zählers 4-3, wie in F i g. 3 dargestellt.
Die Unterscheidungs-Flip-Flops F 7 und F 8 speichern die abzufragenden Zustände temporär.
Die Startimpulse werden von einem monostabilen Multivibrator OS zu einem Zeitpunkt erzeugt, wenn
die Zifferntaste und die Befehlstaste gedrückt werden. Dabei wird, wie aus Fig. 11 ersichtlich, der
Startimpuls um eine Zeit verzögert, die zur Stabilisierung des Signals erforderlich ist. Danach wird er mit
dem Signal DP synchronisiert, wobei die Impulsbreite langer als eine halbe Bitzeit, aber kürzer als
Vi Bit-Zeiten gewählt wird.
Die drei Zähler 4-5, 4-6 und 4-7 sind Dezimalzähler mit der gleichen Stellenzahl wie das Anzeigeregister
3-1. Sie zählen die Ziffernimpulse DP, und während der Zeit, wenn diese Impulse an den Gattern
G-8, G-9 und G-IO der Zähler anliegen, werden diese Tore mit den Signalen 5-8, 5-9, 5-10
durchgesteuert und damit das Flip-Flop Fl eingestellt. Wie bereits erwähnt, zählt der Zähler 4-5 die
Kommastellen der eingestellten Zahl und steuert gleichzeitig über den Dekoder die Anzeigevorrichtung,
während der Zähler 4-6 die Zahl der Stellen des Multiplikators zum Zeitpunkt der Multiplikation
zählt und auch zum Auszählen der Stellenzahl verwendet werden kann. Der letztgenannte Zähler zeigt
auch die Zahl in der gleichen Weise wie der Zähler 4-5 an. Der Zähler 4-7 dient zur Steuerung der Rechenoperation
und zur Unterstützung der Zähler 4-5 und 4-6.
Wie bereits erwähnt, sind die drei genannten Zähler Dezimalzähler, deren Stellenzahl gleich der des
Anzeigeregisters 3-1 ist. Ihre zehn verschiedenen Zählstufen sind mit den Ziffern 0 bis 9 numeriert.
Der Zustand, in dem ein Zähler zurückgestellt ist, entspricht 0, und jedesmal wenn ein Impuls gezählt
wird erhöht sich sein Inhalt um 1. Die Ziffern, die von den Dekodierern den einzelnen Zählern zugeordnet
werden, entsprechen den zuständigen Zählerstufen. Der Zählerstand oder -inhalt der Zähler 4-5,
4-6, 4-7 wird nachfolgend zur Vereinfachung auch mit C1, C, bzw. C3 bezeichnet. So gilt z. B. für den
in der fünften Stufe belegten Zähler 4-5 C1 = 5, wobei diese fünfte Stufe mit einem positiven Signal,
also mit einer 1, eingestellt wird.
Die Inhalte C1, C2 der Zähler 4-5 und 4-6 entsprechen
immer der" Zahl und den Stellen der im Anzeigeregister dargestellten Ziffern, wie aus
Fig. 13 hervorgeht. Der Inhalt des Zählers 4-7 wird in den meisten Fällen C3 = 0 sein, weil der Ausgang
des Dekodierers diesen Zustand benötigt und nur dann einen Inhalt C„ = 1 oder C- = 2 usw.
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speichert, wenn ihm eine Sonderaufgabe übertragen wird.
Der Zähler 4-8 ist ein Binärzähler, der die Frequenz der Operationsabläufe und Umwandlungen
prüft, die nachfolgend noch beschrieben werden. Wenn der Inhalt C4 dieses Zählers 1 entspricht, so
erfolgt eine Anzeige.
Der Zeitsteuerzähler 4-3 prüft die Zahl der Stellen der im Schieberegister verschobenen Zahlen.
Seine Kapazität ist mindestens um eine Stelle größer als die Zahl der Stellen des Anzeigeregisters. Im
vorliegendem Fall handelt es sich um einen Dekahexagonal-Systemzähler.
Wie aus F i g. 14 ersichtlich, zählt er die Ziffemimpulse'DP, wenn Fl und
das Signal 5-11 an dem Tor G-Il anliegen. In den meisten Fällen wird das Signal 5-11 nicht erzeugt, so
daß das Tor mit den beiden Impulsen DP und Fl allein durchgesteuert wird. Daraus ergibt sich, daß
der Zeitzähler 4-3 die Ziffernimpulse DP immer dann zählt, wenn das Flip-FlopFl. eingestellt ist, d.h.
ίο eine 1 enthält.
Wird das Flip-Flop Fl über das Tor G-12 gesperrt und auf 0 eingestellt, so wird auch der Zeitsteuerungszähler
4-3 zurückgestellt. Dieser Zähler ist mit einem Dekodierer gekoppelt, und obwohl er
die Signale TD von 0 aufwärts zählen kann, ist er dafür eingerichtet, nur die Signale
TD = 0, TD = 1, TD = 9 und TD = 10
zu erzeugen, weil die anderen Signale in der Steuerschaltung nicht benötigt werden. TD = 0 wird erzeugt,
wenn der Ausgangszustand benötigt wird, TD = 1 wird erzeugt, um eine Stelle nach rechts und
TD = 9, um eine Stelle nach links zu verschieben; mit dem Signal TD = 10 wird eine Gesamtverschiebung
eingeleitet.
Der Zeitsteuerungszähler 4-3 prüft nur die Frequenz der Ziffernverschiebungen, er kann deshalb
nicht als Vorrückzähler bezeichnet werden.
Das Steuerregister 4-4 bestimmt den Ablauf der Operationen. Wie aus der Fig. 15 hervorgeht, besteht
es aus drei Flip-Flops und speichert drei Bits mit der Bewertung 1, 2 oder 4. Es kann daher 8 Zustände
0 bis 7 annehmen und liefert die Signale CR = 0, 1 ... 7 an die Steuerschaltung 4-2 über einen
Dekodierer, wobei die Signale den 8 Zuständen entsprechen. Es kann auch mit einem der Signale SC
= 0, 1... 7 der Steuerschaltung in jeden beliebigen Zustand eingestellt werden.
Fig. 16 und 17 zeigen den Verteiler der Schiebeimpulse
für das Anzeigeregister und das Akkumulatorregister, die von der Steuerschaltung erzeugt
werden. Aus den Figuren ist auch ersichtlich, daß der Schiebeimpuls SP-R des Anzeigeregisters
SP-R = CPA · F1 · 3=13"
entspricht.
In der Zeit, wenn das Signal 5-13 gleich 0 ist, ist
das Tor G-13 geöffnet, so daß das Flip-Flop F1 eine 1
erzeugt. Dadurch wird das Signal CPA erzeugt, das zur Erzeugung des Schiebeimpulses SP-R verstärkt
und invertiert wird.
In gleicher Weise werden die Schiebeimpulse SPA für das Akkumulatorregister 3-2 erzeugt:
SP- A = CPA ■ F1 · 5-14
Fig. 18 zeigt als Beispiel das Verhältnis der Synchronisierimpulse
des Hauptsteuer-Flip-Flops F1, des Zählers 4-5, des Taktzählers 4-3 und deren Schiebeimpulse
SP-R und SP-A.
Fig. 19 zeigt die Operationen des Flip-Flops F im
Synchronisiersystem. Das Einstellsignal SF liegt an der Anschlußklemme (1) an, während das Rückstellsignal
RF an der Klemme (2) liegt. Die Synchronisierung erfolgt mit Impulsen P auf die Klemme (5), mit
welchen das Flip-Flop eingestellt und zurückgestellt werden kann. Das Ausgangssignal F auf der Ausgangsklemme
(3) ist immer dann 1, wenn das Flip-Flop eingestellt ist und es ist gleich 0, wenn das
409 507/289
Flip-Flop zurückgestellt ist. Auf der Klemme (4) erscheint das Komplementsignal F von F.
In der beschriebenen Rechnersteuerung werden die Triggersignale synchronisiert verzögert. Wenn
daher das Eingangssignal vor dem Erscheinen des Synchronisierimpulses an einem Flip-Flop anliegt,
kann das Πϊρ-Flop eingestellt oder zurückgestellt
werden. Kommt aber das Eingangssignal gleichzeitig mit dem Synchronisiersignal auf dem Eingang des
Flip-Flops an, so wird das Flip-Flop augenblicklich eingestellt oder zurückgestellt.
Die Ziffernanzeigevorrichtung 1-1 zeigt die umgesetzten
Dezimalzahlen an, wie sie in binärer Form im Anzeigeregister 3-1 gespeichert sind. Für die
Sichtbarmachung des Speicherinhalts in Form von Ziffern wird eine Dekodierung angewendet. Die entsprechenden
Stellen des Anzeigeregisters R sowie die entsprechenden Stellen des Zahlenanzeigers 1-1
haben ein gegenseitiges 1-zu-l-Verhältnis.
Die Anzeigevorrichtung 1-1 kann auch zum Anzeigen des Kommas verwendet werden. In diesem
Fall wird die Kommataste gedrückt und das Zählerflipflop
F6 eingestellt. Das Ausgangssignal F-S liegt
am Impulstor G-8 des Zählers 4-5 an. Hierdurch wird die Kommastelle vom Zähler 4-5 gezählt und
das der Stellenzahl entsprechende Signal in den Dekodierer übertragen. Mit dem Ausgangssignal des
Zählers 4-5 wird dann die Kommastelle angezeigt.
Es ist auch möglich, bei der Ausführung einer Multiplikation das Multiplikationszeichen » X« zwischen
dem Multiplikator und dem Multiplikand im Anzeigeregister 3-1 mit Hilfe des Zählers 4-6 und
des Stellenanzeigers 1-3 (vgl. Nr. 8 bis 12 in F i g. 24) sichtbar zu machen. Beim Drücken der Multiplikationstaste
(X) wird das Multiplikations-Flip-Flop F2 eingestellt und das Ausgangssignal 5-9 an das Tor
G-9 des Zählers 4-6 gelegt. Dadurch wird das Tor G-9 durchgesteuert, und die Stellen des Multiplikators
werden gezählt. Das der Stellenzahl entsprechende Signal wird zum Dekodierer übertragen.
Der Dekodierer hat die gleiche Stufenzahl wie das Anzeigeregister 3-1. Deshalb steuern die Ausgangssignale
des Anzeigeregisters die Anzeigelampen an, wodurch auch das Multiplikationszeichen zwischen
dem Multiplikator und Multiplikand angezeigt wird.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Rechners erläutert. F i g. 22 zeigt ein Diagramm der Steuerbefehle
CR = 0 bis CR = 7 für die entsprechenden Rechenoperationen.
Multiplikation und Additions-Multiplikation
Additions-Multiplikation:
K + A-B = 3,45 + 2,35 · 12,4 = 32,590
K + A-B = 3,45 + 2,35 · 12,4 = 32,590
Die Zahl 3,45 wurde auf Grund irgendeiner früheren Aufgabe errechnet und sie steht nunmehr im
Anzeigeregister 3-1, so daß der Zustand C1 des Zählers 4-5 C1 = 8 ist und der Zustand Ci? des Steuerregisters
4-2 CR = 0 ist.
Beim Drücken der Zifferntaste (2) wird der Inhalt des Anzeigeregisters 3-1 in das Akkumulatorregister
3-2 wie bei einer Addition übertragen. Dabei ist der Zähler 4-5 in Betrieb und seine Komplementwerte
gelangen in den Zähler 4-7, wobei das Steuerregister 4-2 vom Zustand CR = O in dem Zustand Ci? = 1
überführt und die Ziffer 2 in die niedrigste Stelle des Anzeigeregisters 3-1 eingeschoben wird.
Es wird nun die Kommataste (,) gedrückt, so daß das Zählerflipflop F8 eingestellt wird. Danach wird
die Zifferntaste (3) gedrückt und die Ziffer 3 in das Anzeigeregister eingegeben. Die Inhalte der Zähler
4-5 und 4-7 entsprechen C1 = 9 und C3 = 1. Anschließend
wird die Zifferntaste (5) gedrückt und die 5 in das Anzeigeregister eingeschoben, so daß C1 = 8
und C3 = 0 entspricht.
Für die angeführten Operationen wird noch kein
ίο Multiplikator benötigt, so daß zunächst eine Addition
abläuft.
Daraus ist zu ersehen, daß das Anzeigeregister 3-1 und das Akkumulatorregister 3-2 sowie die Zähler
4-5 und 4-7 in der gleichen Weise ausgeführt sein können.
Wird zuerst die Löschtaste (ACM) betätigt und danach die Multiplikationstaste gedrückt, so werden
die Tore G-5 und G-6 geschlossen, und zwar mit dem Signal^S-5 der Taste (X) in Verbindung mit dem
Signal SF1/dieser Taste und mit dem Signal OS + ...
sowie dem Signal 5-14 und einen Signal der Löschtaste. Gleichzeitig werden 40 Schiebeimpulse SP-A
erzeugt, und der Inhalt des Akkumulatorregisters 3-2 wird gelöscht, wobei auch der Zähler 4-7 auf C3 = 0
mit Hilfe des Signals
RC-3 = (Taste [X]) ■ (Taste [ACM]) + ...
zurückgestellt wird. Beim Niederdrücken der Multiplikationstaste (X) wird mit dem Tastensignal SR2
das Multiplikationsflipflop F2 eingestellt. Gleichzeitig
wird das Zählerflipflop F6 zurückgestellt, wobei die Bedingung für die Rückstellung einerseits
(i?F6) = (CR = I)- (Taste [Z]) + ...
oder andererseits die Einstellung des Flipflop F0
durch das Signal 5-9 an dem Tor G-9 des Zählers 4-6 erfüllt ist (5-9 = F2).
Der Zähler 4-6 zählt nun die Zahl der Stellen des Multiplikators bei der Eingabe und Verschiebung im
Anzeigeregister 3-1, wobei stets die niedrigste Stelle des Multiplikanden angezeigt wird.
Beim Niederdrücken der Taste (X) wird auch das Zählerflipflop F6 zurückgestellt, so daß die Zähler
4-5 und 4-7 zum Zählen der Kommastellen angestoßen werden.
Die Eingabe des Multiplikators kann in gleicher Weise erfolgen und auch die Übertragung des Multiplikators
in das Anzeigeregister sofort nach dem Multiplikanden erfolgen. Die Anzeige der Markierung
χ zwischen Multiplikator und Multiplikand im Stellenanzeiger 1-3 steuert der Zähler 4-6.
Beim Drücken der Kommataste (,) wird das Zählerflipflop F6 eingestellt; hierbei ist
(SF6) = (CR = 1)· (Taste[.]).
In diesem Fall befindet sich wie bei einer Addition der Zähler 4-7 im Zustand C3= 0. Es liegt also
die Bedingung vor, daß das Unterscheidungsflipflop F_ eingestellt wird.
Die Bedingung für das Einstellen des Unterscheidungsflipflop F7 lautet:
(SF1) =(CR = I)-F1 · F0 · (C3 = 0) · (TB8) +
Die Zuordnung der Kommastellen erfolgt nach dem Grundsatz, daß die Zahl der Kommastellen von
Multiplikator und Multiplikand gleich der Stellenzahl der multiplizierten Zahl hinter dem Komma ist und
daß die Stellenzuordnung bei der Ausführung einer
Additions-Multiplikation in gleicher Weise wie bei einer Addition ausgeführt werden kann.
Wird die Starttaste (Additionstaste) (4-.=) gedruckt,
so wird der Zustand CR = 2 des Steuerregisters 4-4 eingestellt, und zwar unter der Bedingung,
daß (Ci? = 1) ■ OS ■ [Taste (+.=) oder Taste (-.=)]. F3 ist. Beim Zustand Ci? = 2 wird das Zählerflipflop
F0 eingestellt, so daß die Kommastellenzuordnung
anläuft. Im vorliegenden Beispiel nimmt der Zähler 4-7 aber den Zustand von C3=O an, so
daß es nicht notwendig ist, eine Kommastellenzuordnung auszuführen. Wie bereits erwähnt, wird dann,
wenn der Inhalt C3 des Zählers 4-7 nicht dem Zustand C3=O entspricht, der Inhalt des Anzeigeregisters
3-1 so lange verschoben, bis der Zähler 4-7 den Zustand 0 erreicht hat. Daraus ergibt sich, daß
im Fall des Beispiels 3,45 + 23,5 · 124 die Aufgabe auf 3,45 + 23,5 · 124,0 korrigiert wurde.
Befindet sich beim Zustand Ci? = 2 des Steuerregisters 4-2 der Zähler 4-7 im Zustand C3 = 0, so wird
das Steuerregister auf den Zustand CR = 3 eingestellt, und zwar unter der Bedingung
SC-3 = (Ci? = 2) · (C3 = 0) · F2 + . ..
Außerdem wird der Inhalt des Anzeigeregisters 3-1 verschoben, bis auch der Zähler 4-6 den Zustand
C2 = 0 erreicht, und zwar unter der Bedingung
RF1 = (CR = 3) · F2 · (C2 = 0) + . . .
und bis der Multiplikator und der Multiplikand voneinander getrennt sind.
Der Zähler 4-5 zeigt die richtige Kommastelle an und es ist daher nicht notwendig, denselben zu betätigen.
Aber selbst dann, wenn eine Betätigung aus irgendeinem Grunde erfolgen sollte, wird sein Inhalt
nicht beeinflußt.
Wird bei dem Zustand CR = 2 des Steuerregisters 4-2 keine Operation ausgeführt, so läuft der Zähler
4-7 mit, weil das Flipflop Fn nicht zurückgestellt worden ist. Der Zähler 4-7 zeigt in diesem Fall, wenn
er nicht abgetrennt ist, die Lage der niedrigsten Stelle von 124, d. h. des Multiplikators, an, während der
Zähler 4-6 die niedrigste Ziffer des Multiplikanden 23,5 anzeigt. Durch die Verbindung der Zähler 4-6
und 4-7 läuft die Operation weiter.
Bei einer Trennung wird das Steuerregister 4-4 auf den Zustand CR = 5 eingestellt, und zwar durch
SC - 5 = (CR = 3) · F2 · (C2 = 0). Die Rechnungsoperation läuft wie mit" dem"Flußdiagramm F i g. 28
dargestellt ab. Es handelt sich dabei um eine wiederholte Addition mit den im gleichen Register abgespeicherten
Multiplikator und Multiplikand, wobei folgendes zu beachten ist:
a) falls die Inhalte des Anzeigeregisters addiert werden, wird nur der Multiplikand addiert;
b) die niedrigste Stelle des Multiplikators wird abgetastet, und es wird unterschieden ob der Inhalt
dieser Stelle sich von 0 unterscheidet. Falls dies der Fall ist, erfolgt eine Subtraktion mit
der 1.
Das Steuerregister 4-2 wird nun auf den Zustand Ci? = 5 eingestellt, und zwar durch F., · CRz ■ (C,
= 0) +. . ., so daß der Inhalt C3 = 0 des" Zählers 4-7 festgestellt wird. Ist der Inhalt nicht gleich 0, so findet
eine Gesamtstellenverschiebung im Anzeigeregister 3-1 mit Hilfe von 40 Verschiebeimpulsen SP-R
statt. Während dieses Prozesses wird der Zähler 4-7 auf O zurückgeschaltet und der Inhalt der nächsten
Operation während einer Bitzeit geprüft.
Die niedrigste Stelle des Multiplikators entspricht immer den Signalen LSD und deshalb wird zu diesem
Zeitpunkt entschieden, ob ihr Inhalt 0 ist oder nicht. Ist das nicht der Fall, wird das Unterscheidungsflipflop
F7 eingestellt, und zwar durch
SF. = F2 · (CR = 5) · (C3 = 0) · ISTJ
Dadurch wird das Torsignal 5-3 und das Subtraktionssignal 5-7 zur Steuerung des Tores G-3 und des
Subtrahierers 3-1 erzeugt, wodurch der Wert 1 von der niedrigsten Stelle des Multiplikators abgezogen
wird:
5-3 = (CR = 5) · F7 · (C3 = 0) · TB8'+ ...
5-7 = (CR = 5) · F7 · (C3 = 0) · TB8 + .. .
5-7 = (CR = 5) · F7 · (C3 = 0) · TB8 + .. .
Bei der Verschiebung der niedrigsten Wertstelle des Multiplikators auf die höchste Wertstelle wird
eine 1 subtrahiert. Nach der Gesamtstellenverschiebung, d. h. nach Beendigung des Zustandes CR5 des
Steuerregisters 4-2, wird das Unterscheidungsflipflop F7 zurückgestellt, und zwar durch
2S sC-4 = (CR = 5) -F2 -F7! TDlO ■ TBl -f- .. .
und die Addition ausgeführt wird. Während dieser Operation wird der Multiplikator ebenfalls addiert,
w'enn daher der Zähler 4-7 auf den Stand C5 = O
gebracht wird durch 5C-5=F, · (C3 = O) · (Ci?=4) ■f..., wird der Zustand CR — 5 des Steuerregisters
4-2 eingestellt, und wenn das Tor G-6 geschlossen ist, wird die Unterscheidungsoperation ausgeführt:
SP-A = (CR = 4) + (CR = 5) + . ..
G-6 = (CR = 4) + ...
RF7 = T1-TBl.
G-6 = (CR = 4) + ...
RF7 = T1-TBl.
Die erwähnte Operation wird im vorliegenden Fall viermal wiederholt. Bei der vierten Abtastung
wird aber festgestellt, daß die zu multiplizierende Stelle eine 0 enthält, so daß das Unterscheidungsflipflop
F7 nicht mehr eingestellt wird. Damit wird der Zustand CR = 5 des Steuerregisters 4-2 beendet
und gleichzeitig der Zustand CR = 6 durch
SC-6 = F2-(CR = 5)-T7-TDlO+ ...
eingestellt.
Bei dieser Operation wird der Multiplikand innerhalb des Anzeigeregisters 3-1 stellenweise nach links
um 9 Stellen verschoben, nämlich RF1 = (CR = 6) ■
TD 9. Um zu verhindern, daß auch der Multiplikand beim Schiebeprozeß verschoben wird, wenn durch
SF3 = F2 · (CR = 6) · (C3 = 0) · F1 + .. . C3=O
ist, wird das Unterscheidungsflipflop F3 eingestellt.
Durch öffnen des Tores G-I sowie durch Schließen
des Tores G-I mit Hilfe des Torsignals 5-1 = 5-2 — (CR — 6) · F2 · F8 wird der Multiplikator nicht
verschoben. Die" Zähler 4-6 und 4-7 zählen schrittweise 9 Impulse. Danach wird durch 5C-5 = F., ·
(CR = 6) · (TD 9) + ... wiederum CR = S eingestellt und das Flipflop F8 durch RFa = F1 · TB 2 zurückgestellt,
wobei die Endoperation ausgeführt wird. Nach dreimaliger Ausführung der CR = 6-Operation
wird CR = 5 eingestellt, und der Zähler 4-7 nimmt den Zustand C1=O an, wodurch die Rechenoperation
beendet wird.
Danach wird CR =7 eingestellt, und zwar durch 5C-7 = F2 ■ (CR = 5) · F1 · (C3 = O), und das Anzeigeregister
wird allein verschoben, bis C2 = 0 wird, und zwar bei angehaltenem Zeitsteuerungszähler 4-3,
der mit den Signalen 5-11 = (CR = 7) ■ F2 · F8 gesperrt
ist. Nach Zurückbringung des Multiplikanden in seine Ausgangsstellung wird das Unterschiedsflipfiop
F- eingestellt, wobei die Tore G-4 und G-6 geöffnet werden. Da F7= 1 ist, muß für die Ansteuerung
des Zeitzählers 5-11 gleich 0 werden, so daß nach Übertragung des Inhalts des Akkumulatorregisters
3-2 in das Anzeigeregister 3-1 sowie des Multiplikanden aus dem Anzeigeregister in das Akkumulatorregister
das Endsignal wie bei einer Addition erzeugt wird.
Bei diesem Signal werden der Zähler 4-7 das Befehlsregister 4-1 und das Steuerregister 4-4 zurückgestellt
und die Rechnung mit folgendem Ablauf beendet:
SF. = (CR = 7) · F, · (C, = 0) + ... 5-3 = (CR = 7) +".. .
5-4 = (CR = 7) ■ F0 · F7 + . . . 5-5= (Ci? = 7)-F8"+ ...
S-6 = (CR = 7) · F., + ... 5-14 = (CR = 7) -F2-F7 + ...
5-4 = (CR = 7) ■ F0 · F7 + . . . 5-5= (Ci? = 7)-F8"+ ...
S-6 = (CR = 7) · F., + ... 5-14 = (CR = 7) -F2-F7 + ...
Bei einer Multiplikation ohne Komma werden die gleichen Operationen wie vorstehend ausgeführt, mit
der Ausnahme, daß der Kommastellenzähler 4-5 nicht wirksam ist.
Subtraktions-Multiplikation
Bei einer Subtraktions-Multiplikation laufen die Operationen in gleicher Weise ab wie bei einer Additions-Multiplikation
mit der Ausnahme, daß die Subtraktion vom Inhalt des Akkumulatorregisters wiederholt ausgeführt wird und daß die Subtraktionsschaltung
und die Multiplikationsschaltung gleichzeitig betätigt werden.
Division
Die Rechenoperation einer Division läuft in dem Ausführungsbeispiel des Rechners wie bei anderen
bekannten Rechnern ab. Da aber für die Zahlen nur das Akkumulatorregister und das Anzeigeregister zur
Verfügung stehen und weitere Zahlenregister nicht vorhanden sind, unterscheidet sich der Operationsablauf durch die Behandlung der Kommastellen.
Beispiel
0,166:3,3 = 0,0503030 (Fig. 25)
0,166:3,3 = 0,0503030 (Fig. 25)
Die Eingabe des Dividenden erfolgt über die Tasten (0) (,), (1), (6). Beim Drücken der Divisionstaste (:) werden das Zählerflipflop F6 durch SF6
= (CR = 3) und CR = 3 durch 5C-3 = (CR = 1) · OS · (Taste (:)) + ... eingestellt. Das Anzeigeregister
wird schrittweise nach links um eine Stelle verschoben (und zwar mit Hilfe von RF1 = (CR = 3) ·
TD 9, um eine Verschiebung nach rechts um 9 Stellen zu erreichen. Dabei wird wenn der Inhalt der
Stelle, die um 1 kleiner ist als die höchste Stelle, d. h. die neunte Stelle nicht gleich 0, ist das Flipflop F.,
mit Hilfe von SF3=T, ■ (CR = 3)-T1- (R„= 0)
eingestellt, und da das Signal von 5C-0 = (CR = 3) · F1 · F2 · F., · (i?n = 0) + ... an der Steuerschaltung
anliegt, wird CR = 0 eingestellt. Das Signal 7ζ = ö
wird dann erzeugt, wenn die neunte Stelle nicht gleich 0 ist, und wenn der Zustand des Steuerregisters
4-2 CR = 0 wird, ist die Schiebeoperation unterbrochen.
Mit einem Tastensignal (3) wird der Inhalt des Anzeigeregisters 3-1 in das Akkumulatorregister 3-2
übertragen, und der Inhalt C1 des Zählers 4-5 erscheint
im Komplement im Zähler 4-7. Danach nimmt wie im Additionsprozeß der Zustand CR des
Steuerregisters wieder CR = 1 an und die Zahl 3 wird eingespeichert.
ίο Bei CR = 1 weicht die Operation von den oben
erklärten Operationen der Kommastellenzuordnung ab, wenn das Flipflop F3 und das Zählerflipflop F6
eingestellt ist. Bei C3= 0 wird F3. Deshalb wird hier
das Unterscheidungsflipflop F- nicht eingestellt durch
1^ F3-(CA = I)-F1-F6-(C3 = O)-(TSS)H-...
so daß der Zähler 4-7 mit der Zähloperation fortfährt.
Bei der Betätigung der Divisionsstarttaste (+ . =) (Additionst'aste) wird CR = 3 erneut durch 5C-3
= (CR = 1) · OS[■ (Taste (+.=))· F3 + ... eingestellt.
Ebenso wird das Zählerflipflop F6 eingestellt und eine Zahlenverschiebung, wie oben erklärt, eingeleitet,
bis die Stelle, die um 1 niedriger ist als die höchste Stelle (die neunte Stelle), nicht 0 ist. Es werden
also die Zahlen in der höchsten Stelle, die nicht gleich 0 sind, im Divisor und Dividenden bei der
neunten Stelle einander zugeordnet, wobei mit Hilfe von
5C-2 = (CR = 3) -F1 -F3 · (R0 = 0) + .. . CR = 2
eingestellt wird.
Danach wird bei RC1= (CR = 3) ■ F3+ ... der
Zähler 4-5 auf C1 = 0 zurückgestellt. Zu diesen Zeitpunkt
gibt der Zählerstand C3 des Zählers 4-7 die Differenz der Stellenzahl vor dem Komma des Divisors
und die Stellenzahl vor dem Komma des Dividenden an.
Die Division erfolgt durch wiederholte Subtraktion des Divisors vom Dividenden und das Rechenergebnis
wird durch sukzessive Teilquotienten gebildet. Folglich kann die Ziffer der höchsten Stelle des
Rechenergebnisses in der niedrigsten Stelle des Akkumulatorregisters 3-2 untergebracht sein. Da ferner
alle Kommastellen dem jeweiligen Stand C3 des Zählers 4-7 entsprechen, weil der Zähler 4-7 das Komplement
des Zählers 4-5 enthält, braucht der Inhalt dieses Zählers C-5 nicht übertragen und die Lage des
Kommas nicht geändert zu werden.
Während der Division steht der Zähler 4-7 in vorbestimmter Beziehung zu den Ziffern der höchsten
Stelle des Resultats der Teiloperation. Deshalb wird, wenn die Beziehung bis zum Ende der Operation
nicht unterbrochen wird, die Kommastelle stets vom Zähler 4-5 angezeigt.
Mit Hilfe des Signals 5-13 = (CR = 3) ■ F3 wird
SP-R, d. h. die Verschiebung des Anzeigeregisters, angehalten. Dabei werden die Zähler 4-5 und 4-7
gleichzeitig angesteuert, bis C3=O wird. Der Zustand
CR = 4 des Steuerregisters 4-2 wird von Ci? = 2 aus eingestellt mit dem Signal 5C-4 = (CR = 2) · F2 ·
(C3 = 0) + . .., und, wie aus Fig. 21 ersichtlich,
wird der Inhalt des Anzeigeregisters 3-1 vom Akkumulatorregister 3-2 subtrahiert, wobei das Subtraktionsflipflop
F4= 1 ist, da SF1= (CR = 3) ■ F„. Nach
Löschung des Übertrags durch das Signal (Ci? = 4) · TDlO -TBl + ... und Feststellung, daß der Inhalt
ACC des Akkumulatorregisters 3-2 kleiner als
O ist, wird durch 5F4= (CR = 3) · F3 der Inhalt R
des Anzeigeregisters 3-1 zum Inhalte CC des Akkumulatorregisters
3-2 addiert und in den Ursprungszustand durch F4=O zurückgebracht, dadurch, daß
RFi = (Ci? = 4) -F3 · CA ■ TDlO ■ TBl + ...
ist. Die Ziffer in der niedrigsten Stelle (LSD) im Akkumulatorregister
ist der Teil quotient, der im Rechenergebnis die höchste Stelle erhält und im vorliegenden
Beispiel 0 entspricht.
Der Zähler 4-7 zeigt immer die höchste Stelle des Rechenergebnisses an. Wenn daher der Zählerinhalt
C3-I ist, wird LSD, d. h. die niedrigste Stelle abgetastet,
ob sie gleich 0 ist. Entspricht sie 0 (was im Beispiel der Fall ist), wird das Unterscheidungsflipflop
F7 eingestellt, und zwar durch
AR7 = F3 · (CR = 4) -F4- (C3 = I)-(LiD = 0) + ...
Der Zählerinhalt C3 wird zeitweilig gespeichert, so
daß die Rechnung fortgeführt werden kann. Nach dieser Operation wird: · der Zustand CR = 6 des
Steuerregisters 4-2 durch
SC-6 = F7-F3-T^- (CR = 4) · TDlO · TBl + ...
eingestellt.
Bei CR = 6 wird die Verschiebung SP-R des Anzeigeregisters
3-1 angehalten durch 5-13=(Ci?=6)· F3, und auch das Steuersignal SP-A für das Akkumulatorregister
3-2 wird erzeugt durch das Signal S-14 = (CR = 6) ■ F3 + .. . Ferner wird der Inhalt
ACC des Akkumulatorregisters 3-2 allein um eine Stelle nach links verschoben, und die Inhalte C1 und
C3 der Zähler 4-5 und 4-7 werden um 1 durch
9 Zählimpulse zurückgestellt, so daß am Ende von CR = 6 der Zustand CR = 4 durch SC-4 = (CR
= 6)F3 · TD 9 + .. . eingestellt wird.
Die Verschiebung des Inhalts des Akkumülatorregisters 3-2 und des Anzeigeregisters 3-1 wird bei
Ci? = 4 (F i g. 21) durch die Einstellung des Flipflops F4 = 1 eingeleitet, und zwar durch 5F4 = F3 ■ T7 ·
(CR = 6) + ... Ist der Inhalt des Akkumulatorregisters 3-2 positiv, so wird CR = 5 durch
(SCS = (CR = 4) -F4 -F3 -F5 · (CA = 0) + ...
eingestellt. Danach wird, wenn der Quotient 1 entspricht, dieser zur niedrigsten Stelle des Akkumulatorregisters
addiert.
Bei der obenerwähnten Addition wird der Übertrag im Addierer gleich 1 unter folgenden Bedingungen:
(SCA) = F3 · (CR = 5) · F4 · (TDO) -(TBl) + ...
Der Übertrag 1 wird nun auf die niedrigste Stelle des Akkumulatorregisters 3-2 durch eine Ringverschiebung
gebracht. Dies geschieht durch die Erzeugung des Signals SP-A mit Hilfe von 5-14
= (CR = 5) + . . . Danach wird CR = 4 durch SC-4 = (CR = 5) · F3 · TD10 · Ti? 1 + ... eingestellt,
um erneut die Operation Akkumulatorregister-Änzeigeregister durchzuführen. Nach einer fünfmaligen
Wiederholung wird CR — 4 eingestellt. Bei der sechsten Subtraktion wird der Inhalt des Akkumulatorregisters
kleiner als 0 und eine Kommastellenzuordnung findet nicht mehr statt.
Die gleiche Operation wie bei der Additions-Multiplikation mit einem sechsstelligen Teilquotienten
kann auch in diesem Fall ausgeführt werden. Dabei wird der Inhalt des Akkumulatorregisters 3-2 um
eine Stelle nach links verschoben (CR = 6) und bei (CR = 4) zu Beginn der Berechnung der siebenten
Stelle des Quotienten festgestellt, daß der Inhalt A CC des Akkumulatorregisters 3-2 kleiner als 0 (CA = 1)
S ist.
Wie bei Subtraktions- und Additionsoperationen wird der Inhalt des Akkumulatorregisters 3-2 und
des Anzeigeregisters 3-1 addiert und verknüpft. Bei C3 == 1 wird entschieden, daß die niedrigste Stelle
ίο nicht gleich 0 ist, d. h. daß die Kommastellen nicht
übereinstimmen und daß das Unterscheidungsflipflop F7 nicht eingestellt wird. Dadurch wird angezeigt,
daß die Rechnung nicht ausgeführt werden kann. Der Grund hierfür ist, daß die Zahl der Stellen
des Anzeigeregisterinhalts B um eine Stelle größer ist als die höchste Stelle des Quotienten im Akkumulator
(F7 = 0). Bei der Weiterführung der Rechnung wird die höchstwertige Stelle des Quotienten
als die niedrigste Stelle des Dividenden betrachtet und de/ Divisor wird hiervon abgezogen. Am
Ende dieser Operation ergibt sich für das vorliegende Beispiel ein Rest und der Quotient befindet sich in
der niedrigsten Stelle.
Beim Zustand CR = 7 des Steuerregisters, welcher durch
5C-7 = F7 -F3 -F4 · (CR = 4) · TDlO + .. .
eingestellt wird, findet eine Übertragung vom Akkumulatorregister 3-2 in das Anzeigeregister 3-1 statt.
Bei C2 = 1 des Zählers 4-6, d. h., wenn, alle Stellen
des Quotienten im Anzeigeregister sind, wird ■· das
Unterscheidungsflipflop F8 eingestellt, und zwar durch SF3 = (CR = I)-F3-F1 ■ (C3 = 0)-TB8+ ...'.
Außerdem wird das Tor G-4 des Akkumulatorregisters 3-2, das durch 5-4 = (CR = 7) · F3 · F8 bei
CR = I geöffnet worden ist, durch das Signal von F8 geschlossen, wobei gleichzeitig das bisher geschlossene
Tor G-5 durch 5-5 = (CR = 7) · F8 geöffnet
7/ird. Bei der weiteren Gesamtstellenverschiebung wird der Quotient, d. h. das Ergebnis der Rechnung,
vom Anzeigeregister 3-1 und die Kommastelle vom Zähler 4-5 in die Anzeigeeinrichtung 1-1 übertragen.
Daher wird als Ergebnis 0,0503030 angezeigt und der Rest im Akkumulatorregister 3-2 gespeichert.
Danach werden alle Register mit Ausnahme des Akkumulatorregisters und des Zählers 4-5 gelöscht,
und die Rechnung ist beendet. Wird der verbliebene Rest benötigt, so kann er mit Hilfe der Übertragungstasten
(T) und (OS) weiter verknüpft werden, wobei der Zustand CR = 7 des Steuerregisters 4-2 und das
Flipflop F1 eingestellt wird. Dadurch wird der Inhalt des Akkumulatorregisters 3-2 in das Anzeigeregister
3-1 wie bei einer Anzeigeoperation übertragen.
Multiplikation mit einer konstanten Zahl
Wie oben erwähnt, bleibt bei einer Multiplikation der Multiplikand im Akkumulatorregister 3-2 gespeichert
stehen, wenn die Rechnung beendet ist. Die Übertragung des Multiplikanden bei CR = 7 in das
Anzeigeregister 3-1 durch Drücken der Übertragungstaste (T), d. h. unter der Bedingung von (5C-7)
= (Taste [T]) · OS hat zur Folge, daß das Ergebnis der Multiplikation im Anzeigeregister 3-1 gelöscht wird,
weil bei CR = 7 und Drücken der Taste (T) S-6 = 0 wird. Durch unmittelbares nachfolgendes Drücken
der Taste (X) wird die Zahl erneut zum Multiplikand.
409 507/289
Wenn daher diese Zahl wiederholt multipliziert werden soll, d. h.
A ■ B1 = C1 · A ■ B2 = C2, . ..,
braucht nur einmal die konstante Zahl als Multiplikand eingesetzt werden und die Multiplikation wird
unter Verwendung der Übertragungstaste (Γ) ausgeführt.
Endlos-Quotienten-Division
Wenn bei der Division nach der Rechenoperation die Endlos-Quotienten-Divisionstaste (/) bei Ci? = 7
gesperrt ist, werden der Quotient und der Rest nicht getrennt, weil das Flipflop F8 bei
(CR = 7) ■ F3 · F1 · (C3 = 0) · TB8 ■ Taste [/])
daß am Ende von Ci? = 7 die Zahl der Stellen komplementär im Zähler 4-7 gespeichert ist.
Die Unterscheidung von Quotient und Rest ergibt sich dadurch, daß der Rest in den höherwertigen
Stellen und der Quotient in den niedrigerwertigen Stellen (F i g. 13) des Anzeigeregisters 3-1 steht.
Beim Betätigen der Dauerdivisionstaste (5) werden die Signale SP-R, SP-A und 5-4 erzeugt und CR = O
eingestellt, wodurch die Schiebeoperation des An-Zeigeregisters 3-1 und des Akkumulatorregisters 3-2
beginnt. Hierbei wird der Divisor in das Anzeigeregister 3-1 übertragen, und der Zähler 4-6 beginnt
zu zählen. Bei C, = 0, d. h. wenn die Quotienten gelöscht sind und der Rest sich im Anzeigeregister befindet,
wird das Unterscheidungsflipflop F. eingestellt, und zwar bei
nicht eingestellt wird. Andererseits werden die Signale 5-4 und 5-6 durch (CR = 7) · (Taste [/]) erzeugt,
und das Tor G-4 des Akkumulatorregisters 3-2 und das Tor G-6 des Anzeigeregisters 3-1 werden geöffnet,
so daß der Quotient und der Rest aus dem Akkumulatorregister zum Anzeigeregister übertragen und
dort angezeigt wird. Außerdem wird der Divisor vom Anzeigeregister in das Akkumulatorregister übertragen
und nach Rechnungsschluß dort gespeichert.
Der Zähler 4-6 zum Speichern der Zahl der Stellen des Quotienten, der in der vorstehend beschriebenen
Division nicht benutzt worden ist, wird unter der Bedingung (Taste [/]). [(CR = 4) + (CR = 5) + (CR = 6) + (CR = 7)]
betätigt, und zwar unter der gleichen Bedingung wie der Zähler 4-7, während der Divisionsoperation, so
(CR = 0) · (Taste [5]) · (C2 = 0) · F1,
so daß das Signal 5-6 erzeugt wird. Deshalb wird das Tor G = 6 geöffnet und der Rest der vorausgegangenen
Operation, d. h. der Dividend allein, aus dem Anzeigeregister 3-1 in das Akkumulatorregister 3-2
übertragen. Nach der Verschiebung um 10 Stellen wird das Steuerregister 4-2 von CR = 0 auf CR = 4
unter der Bedingung (CR = 0 ■ (Taste [5]) ■ F5 gebracht.
Gleichzeitig wird das Flipflop F3 eingestellt,
um die Divisionsoperation automatisch fortzusetzen. Die Division läuft weiter wie vorstehend ausgeführt,
weil die Taste (7) gesperrt ist und der Zähler 4-6 sowie die Steuerschaltung mit Ci? = 7 im Betrieb ist.
Wenn die Dauerdivisionstaste (5) gedrückt wird, hat der dem zuerst erhaltenen Quotienten folgende Quotient
die gleichen Stellen, so daß es möglich ist, einen endlosen Quotienten zu erhalten.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Elektronischer Kleinrechner, insbesondere Tischrechner, zur Ausführung der vier arithmetischen
Grundrechenarten mit einer Eingabeeinrichtung, mit zur Aufnahme der Operanden dienenden
Schieberegistern, von denen ein Anzeigeregister genanntes Schieberegister an eine Anzeigeeinrichtung
angeschaltet ist und ein weiteres, Akkumulatorregister genanntes Schieberegister
an eine Additions-Subtraktionsschaltung angeschaltet ist, und mit einer Steuerschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster
Zähler (4-6) vorgesehen ist, der bei Eingabe von zwei getrennten, die Operanden darstellenden
Zahlen in ein einziges der Schieberegister (3-1, 3-2) die Ziffernzahl einer der beiden Operanden
zu deren Unterscheidung zählt.
2. Rechner nach Anspruch 1 zur Durchführung der Multiplikation, wobei eine Einrichtung
jedesmal dann eins vom Wert der jeweiligen Ziffernposition des Multiplikators subtrahiert,
wenn der Multiplikand zum Inhalt des Akkumulatorregisters addiert wird, und eine wiederholte
Addition des in bezug auf den Akkumulatorinhalt um eine Stelle verschobenen Multiplikanden
für die nächste Ziffernposition des Multiplikators beginnt, wenn der Wert der jeweiligen
Ziffernposition auf 0 reduziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Operanden der
Multiplikand und der Multiplikator sind, die ins Anzeigeregister (3-1) eingegeben werden und der
erste Zähler (4-6) die Ziffernanzahl des Multiplikators zählt und daß eine Einrichtung (4-2) vom
Inhalt des Zählers immer dann eins subtrahiert, wenn die wiederholte Addition für eine Ziffernposition
des Multiplikators beendet ist und die Multiplikation beendet, wenn der Inhalt des
ersten Zählers (4-5) Null wird.
3. Rechner nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Zähler (4-7), der seinen
Zählwert immer dann um 1 erhöht, wenn die Additionsoperationen für eine Ziffernposition des
Multiplikators beendet sind und durch eine Einrichtung (4-2), die den Multiplikanden in Riehtung
auf niedrigere Ziffernstellen um so viele Ziffernpositionen verschiebt, wie der Zählwert
des zweiten Zählers (4-7) nach Beendigung der Multiplikation angibt.
4. Rechner nach Anspruch 1 zur Durchführung der Division, wobei eine Einrichtung den Divisor
und Dividenden zu höheren Ziffernstellen im jeweiligen Register verschiebt, eine Einrichtung
wiederholt den Divisor vom Dividenden subtrahiert, eine Einrichtung als Quotient die Anzahl
der Subtraktionen des Divisors in eine niedrigere Ziffernstelle speichert und wobei bei Beendigung
der Operation für die jeweilige Ziffernstelle des Quotienten eine Einrichtung den Dividenden
um 1 zur nächst höheren Ziffernstelle für die nächstfolgende Operation verschiebt, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (4-2) den Divisor im Anzeigeregister (3-1), den Dividenden
im Akkumulatorregister (3-2) und den Quotienten ebenfalls im Akkumulatorregister speichert,
daß der erste Zähler (4-6) die Anzahl der Ziffernsteilen des Quotienten durch Addieren von 1
immer dann, wenn der Dividend zu der nächst höheren Ziffernstelle verschoben wird, zählt, um
den Divisor vom Quotienten im Akkumulatorregister (3-2) zu unterscheiden, und daß eine Einrichtung
(4-2) unter Überwachung des Zählerinhaltes feststellt, ob der Abstand zwischen der
höchstwertigen Ziffernstelle des Quotienten und der niedrigstwertigen Ziffernstelle des Dividenden
im Akkumulatorregister (3-2) eine vorbestimmte Anzahl von Ziffernstellen erreicht und dann die
Operation beendet.
5. Rechner nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (4-2), die gleichzeitig den
im Akkumulatorregister (3-2) stehenden Quotienten und den Divisionsrest zum Anzeigeregister
(3-1) überträgt, und eine Einrichtung (4-7), die nur den Quotienten löscht, den Divisionsrest zum
Akkumulator überträgt und den Divisor wieder in das Anzeigeregister eingibt.
6. Rechner nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen dritten Zähler (4-5), der die
Summe der Ziffern hinter dem Komma des Multiplikators und des Multiplikanden zählt und
speichert, und eine Einrichtung, die die Lage des Kommas für das durch die Multiplikation erhaltene
Produkt entsprechend dem Zählwert des dritten Zählers (4-5) festlegt.
7. Rechner nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: ein dritter Zähler
(4-5) zählt die Anzahl der Ziffernstellen des Dividenden hinter dem Komma; ein vierter Zähler
(4-8) zählt und summiert die Anzahl der Ziffernstellen des Divisors hinter dem Komma, das
Komplement bezüglich der Ziffernstellen des Akkumulatorregisters für die Summe der Ziffernstellen
des Dividenden hinter dem Komma und die Anzahl der Ziffernstellen, um die der Dividend
im Akkumulatorregister (3-2) zur Erreichung der höheren Ziffernstellen verschoben
worden ist; eine Einrichtung verschiebt auf Grund eines Startbefehls den Divisor zu den
höchsten Ziffernstellen des Anzeigeregisters (3-1) und gibt die Anzahl der Ziffernstellenverschiebungen
an den vierten Zähler (4-8); eine Einrichtung überträgt den Inhalt (C4) des vierten Zählers
(4-8) in den dritten Zähler (4-5); eine Einrichtung addiert immer dann 1 zum Inhalt (C1)
des dritten Zähler (4-5), wenn bei Beendigung der Berechnung einer Ziffernstelle des Quotienten
der Dividend um eine Ziffernstelle zur nächsthöheren Ziffernstelle verschoben wird; eine Einrichtung
bestimmt die Kommaposition des Quotienten entsprechend dem Inhalt des dritten Zählers.
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ID=12251645
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GB (1) | GB1189148A (de) |
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1967
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |