DD128023B1 - Anordnung zur digitalen umsetzung und verarbeitung von groessen und einheiten - Google Patents

Description

Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten .....·.. Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten, die über eine alphanumerische Tastatur eingegebene Meßgrößen verschiedener als Potenzprodukt dargestellte Maßeinheiten — im weiteren Textals homoscribtive oder maschinenexterne Größen bezeichnet — repräsentieren. Diese Daten werden in maschinenintern einheitliche und daher größenrichtig verarbeitbare Meßgrößen — im weiteren als autoscribtive Größen bezeichnet—τ digital umgesetzt, nach einem eingegebenen Operationsbefehl verknüpft und nach Rücktransformation der Ergebnisgrößen in eine gewünschte oder nach vorherbestimmten Kriterien als optimal anzusehende Maßeinheit mit der dazugehörigen Maßzahl . ausgegeben. \

Die Anordnung ist als gerätetechnische Erweiterung von Rechenmaschinen (elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, Taschenrechnern, Prozeßrechenanlagen u.a.), Meß-, Steuer- und Regelungsgeräten sowie von Datenerfassungs- und Datenausgabegeräten einsetzbar. , ,.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die in der Fachwelt allgemein bekannten Rechner, insbesondere Taschenrechner, gestatten die Umrechnung einer begrenzten Anzahl von jeweils einer bestimmten Einheit in eine ändere bestimmte Einheit, dabei handelt es sich meist um Einheiten gleicher Größenart wie z. B. der Länge (Zentimeter in Zoll, Zoll in Zentimeter), des Volumens (Liter in Barrel, Barrel in Liter), der Zeit (Stunde:M.inute:Sekunde in Stunde, im Dezimalformat) oder des ebenen Winkels (Grad:Minute:Sekunde in Grad, im Dezimalformat). Die Umrechnung erfolgt in der Weise, daß einer bestimmten Eingabetaste oder einer Kombination von zwei Eingabetasten zur Festlegung des Umrechnungspaares und der Richtung der Umrechnung, ein fester Koeffizient und eine arithmetische Operation zugeordnet sind und durch Tastendruck die Umrechnung des Akkumulatorinhaltes ausgelöst wird, bzw. daß einer bestimmten Eingabetaste oder einer Kombination von zwei Eingabetasten ein festes Programm zugeordnet ist, durch.welches bei Tastenbetätigung in festgelegten Speichern bereitgestellte Zahlen zu einem oder zu mehreren Ergebnissen fortgeschrieben werden. Im technischen Sinn erfolgt kein Rechnen mit den Einheiten der Größen, sondern ein Rechnen mit Zahlen, die den Tasten für bestimmte zahlenmäßige Beziehungen zwischen bestimmten Einheiten zugeordnet sind. Bekannte Rechner, enthaltend eine Eingabeschnittstelle, eine Ausgabeschnittstelle und eine zentrale Verarbeitungseinrichtung, insbesondere programmierbare Rechner, können für ein Operieren mit Größen entsprechend programmiert werden. Wird z. B. für die Eingabe eines Operanden zugelassen, daß er in Millimeter (mm), Zentimeter (cm) oder Meter (m) eingegeben werden darf, dann ist im Rechenprogramm nach der Eingabeoperation des Operanden eine Abfrage einzufügen, weiche Einheit der eingegebene Operand hat und anschließend ist auf eine bestimmte Einheit zu normieren, wobei die gewählte Normierung bei der Projekterarbeitung festgelegt wird und im weiteren Programmablauf'zu berücksichtigen ist.

Für bekannte Rechenmaschinen wird das Rechnen mit Größen durch ein für den speziellen Anwendungsfall zugeschnittenes Rechnen mit Zahlen umsehrieben. Für jeden Operanden wird meist bei der Projekterarbeitung die Einheit festgelegt; eine gegebene aligemeingültige Größengleichung ist in eine spezielle Zahlenwertgleichung umzuwandeln. Es kann z.B. in der Größengleichung

S V= — v: Geschwindigkeit

^X -tiZelt . ; _;

s:Weg · ,, ^λ

der Weg in 19 verschiedenen Einheiten (wie Mikrometer, Meter, Lichtjahr, Angström usw.), die Zeit in 62 verschiedenen Einheiter (wie Nanosekunde, Stunde, Jahr) und dementsprechend die Geschwindigkeit in 1178 verschiedenen Einheiten angegeber werden; die allgemeingültige Programmierung der angeführten Größengleichung erfordert in diesem FaI 96596 Programmvarianten, Ausgangspunkt für eine Programmvariante ist eine Zahlenwertgleichung wie z. B. _ 3,6-1Q-²'-S_x

Vv ' ———————— ; . . , , ' ' .

	Sx	S
km/h	cm

Es ist allgemein bekannt, daß bei Meß-, Steuer- und Regelgeräten die Vorgabe von definierten Werten über Schalter u. ä. und die Anzeige mit analog arbeitenden Meßgeräten und Schreibern bzw. optischen oder grafischen Ausgabeeinrichtungen, die jeweils meistens nur für bestimmte Größenarten ausgelegt sind, erfolgt.

Der technische Entwicklungsstand von Rechenmaschinen macht erforderlich, jedes Operieren mit Größen auf ein Operieren mi Zahlenwerten zurückzuführen. Damit sind folgende Nachteile verbunden:

1. Es sind umfangreiche Vor- und Nacharbeiten notwendig. , .

2. Die gestellten Lösungen (Programme) gelten meistens nur für einen speziellen Anwendungsfall.

3. Durch die hohen Anteile manueller Arbeit ist eine Quelle für Fehlinterpretationen und Fehler gegeben.

4. Eine automatische Auflösung und Verkettung von Formeln durch eine Rechenmaschine im Sinne einer Systemlösung wire erschwert.

Bei bekannten Meß-, Steuer-und Regelgeräten sind folgende Nachteile festzustellen:

1. Die Vorgabe und Anzeige von Werten wird für den jeweiligen Anwendungsfall projektiert.

2. Es sind keine Vorgabe- bzw. Anzeigegeräte bekannt, die für eine Vielzahl von Größenarten die Größe in der dem Technike gewohnten Schreibweise angeben.

Ziel der Erfindung '

Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung einer Vielzahl von einzelnen, komplizierten, manuell durchzuführenden Operationen bei der Verarbeitung von beliebigen Größen mit unterschiedlichen Maßeinheiten, die insbesondere für die Umrechnung beliebiger Größen auf Größen gleicher Maßeinheiten und für das Fortschreiben von Größen bei der

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Verarbeitung mehrerer unterschiedlicher Größen zu einer Ergebnisgröße mittels mit Speichern ausgestatteten Rechnern erforderlich sind, sowie in der Vermeidung der bei manueller Handhabung bestehenden Quellen von Fehl Interpretationen bzw. Fehlern. Darlegung des Wesens der Erfindung '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten zu entwickeln, die ohne zusätzlichen Vorbereitungs-,und Programmieraufwand selbsttätig eine digitale Umsetzung und Verarbeitung von beliebigen Größen und unterschiedlichen Maßeinheiten eines Größensystems ausführt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwecks Umsetzung einer eingegebenen beliebigen Größe eines Größensystems in eine autoscribtive Größe die erzeugten Buchstabencodes einer Eingabetastatur, die Ziffern-, Buchstaben-, Sonderzeichen und Operationstasten sowie eine Codiereinrichtung enthält, sich von den erzeugten Ziffern· und Sonderzeichencodes'durch ein bestimmtes Bit unterscheiden. Die Eingabetastatur ist über einen Eingabediskriminator in Reihe mit dem Eingang eines Zahlenwert-Registers und dem Eingang eines Registers für eine homoscribtive Einheit verbunden. Der Eingabediskriminiator steuert von einer eingegebenen Zeichenfolge die Speicherung einer ersten Teilzeichenfolge, die den Zahlenwert darstellt, in das Zahlenwert-Register und die Speicherung einer zweiten Teilzeichenfolge, die einen alphanumerische Zeichenfolge ist und mit einem Buchstaben beginnt, in das Register für eine homoscribtive Einheit. An den Ausgang des Register für eine homoscribtive Einheit ist ein logisches Netzwerk angekoppelt, um den stufenweisen Transport von Buchstaben der homoscriptiven Einheit aus dem Register für eine homoscribtive Einheit in ein daran gekoppeltes Register für eine verkettete Einheit in Abhängigkeit vom Auftreten bestimmter Sonderzeichen am Ausgang des Registers für eine homoscribtive Einheit zu realisieren, sowie zum Transport von einzelnen Ziffern aus diesem Register in ein hiermit verbundenes Exponenten-Register und ein ebenfalls daran angekoppeltes Exponent-1 -Register. Des weiteren dient das logische Netzwerk auch zum Schalten eines Schalters „Exponent-Vorzeichen", eines Schalters „Faktor-Ende" und eines Schalters „Analyse-Ende" in Abhängigkeit vom Auftreten bestimmter Sonderzeichen am Ausgang des Registers für eine homoscribtive . Einheit zwecks stufenweiser Analyse der homoscribtiven Einheit und stufenweisen Aufbau einer maschinenintern verarbeitbaren Einheit, die eine Ziffernfolge darstellt, wobei deren einzelne vorzeichenbehaftete Ziffern in festgelegter Reihenfolge Exponenten zu Basiseinheiten darstellen und die Ziffernanzahl gleich der Anzahl der Basiseinheiten des verwendeten Größensystems ist. *

Es ist des weiteren ein Festwertspeicher für Dezimalvorsätze vorgesehen, der für jedes Vorsatzzeichen des erwähnten definierten Vorrates an Vorsatz- und Einheitenzeichen einen Speicherbereich enthält, wobei jeder Speicherbereich mit einem Prüfzeichen ' beginnt und weiterhin Faktoren für relative Adressen für einen Festwertspeicher für Zahlenwerte enthält. Ein weiterer Festwertspeicher ist für elementare Einheiten vorgesehen, der für jedes Einheitenzeichen des erwähnten definierten Vorrates an Vorsatz- und Einheitenzeichen einen Speicherbereich enthält und wobei jeder Speicherbereich mit einem Prüfzeichen beginnt und weiterhin Faktoren für relative Adressen für einen Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten zu Grundeinheiten enthält.

Es ist ein Prüfcode-Generator eingesetzt/dessen Eingang mit dem Ausgang des Registers für eine verkettete Einheit verbunden ist, zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten oder nur eines Prüfzeichens. Dazu enthält der Prüfcode-Generator mehrere 1-Bit-Speicher, die zur Speicherung bestimmter Bits aus einem oder mehreren Zeichen des Registers für eine verkettete Einheit dienen, wobei ein Rechenwerk ebenfalls an den Ausgang des Registers für eine verkettete Einheit angekoppelt ist zur zyklischen Berechnung einer ersten und einer zweiten oder nur einer Summe, indem die Codes der im Register für eine verkettete Einheit gespeicherten Buchstaben als Zahlen verwendet und jeweils eine bestimmte Teilmenge oder alle Zahlen addiert werden. Das Zahlenwert-Register ist als Akkumulator an das Rechenwerk gekoppelt, wobei der Eingang des Rechenwerkes mit dem Ausgang des Festwertspeichers für Zahlenwerte verbunden ist, zur stiifenweisen Berechnung des Zahlenwertes der autoscribtiven Größe in Abhängigkeit von der Übereinstimmung der vom Prüfcode-Generator und dem Festwertspeicher für : Dezimalvorsätze bereitgestellten Prüfzeichen und in Abhängigkeit von der Stellung der Schalter „Exponent-Vorzeichen" und „Vorzeichen nächste Faktoren" sowie vom Inhalt des Registers für einen Faktor-Exponenten.

Ein Register für eine autoscribtive Einheit ist als Akkumulatoren das Rechenwerk gekoppelt, wobei der Eingang des . .

Rechenwerkes mit dem Ausgang des Festwertspeichers für Gruppen von Exponenten zu Grundeinheiten verbunden ist, um' die stufenweise Berechnung der autoscribtiven Einheit der eingegebenen Größe in Abhängigkeit von der Übereinstimmung der vom Prüfcode-Generator und dem Festwertspeicher für elementare Einheiten bereitgestellten Prüfzeichen und in Abhängigkeit von der Stellung der Schalter „Exponent-Vorzeichen" und „Vorzeichen nächste Faktoren" sowie vom Inhalt des Registers für einen Faktor-Exponenten zu realisieren.

Zwecks Verarbeitung autoscribtiver Größen nach vorgegebenen Operationen enthält die Eingabetastatur eine Additionstaste, eine Subtraktionstaste, eine Multiplikationstaste, eine Divisionstaste, eine Potenziertaste und eine Radiziertaste für die Auslösung von Operationen mit Größen.

Es ist ein Zahlenwert-Akkumulator vorgesehen, der als Akkumulator des Rechenwerkes geschaltet ist und der den Zahlenwert einer ersten autoscribtiven Größe enthält, wobei das Zahlenwert-Register als Eingaberegister des Rechenwerkes gekoppelt ist und den Zahlenwert einer zweiten autoscribtiven Größe enthält, zur Ermittlung des Zahlenwertes einer dritten autoscribtiven Größe aus dem Zahlenwert der ersten und zweiten oder nur einer der beiden autoscribtiven Größen entsprechend einer vorgegebenen Operation nach Auslösen eines Signals durch Drücken einer Operationstasie der Eingabetastatur und zur Speicherung des Zahlenwertes der dritten autoscribtiven Größe im Zahlenwert-Akkumulator.

Es ist ein Akkumulator für eine autoscribtive Einheit vorgesehen, der als Akkumulator des Rechenwerkes geschaltet und dessen Byte-Anzahl gleich der Anzahl der Basiseinheiten des erwähnten Größensystems ist. Er enthält die autoscribtive Einheit der ersten autoscribtiven Größe, wobei das Register für eine autoscribtive Einheit als Eingaberegister mit dem Rechenwerk gekoppelt ist und die autoscribtive Einheit der zweiten autoscribtiven Größe enthält, zur Ermittlung der autoscribtiven Einheit der dritten autoscribtiven Größe aus der autoscribtiven Einheit der ersten und zweiten oder nur einer der beiden autoscribtiven Einheiten entsprechend der vorgegebenen erwähnten Operation nach Auslösen eines Signals durch Drücken der erwähnten Operationstaste der Eingabetastatur.

Zwecks Umsetzung einer ermittelten beliebigen autoscribtiven Größe in eine homoscribtive Größe ist ein Einheiten-Generator-1 eingangsseitig mit dem Rechenwerk und ausgangsseitig mit dem Register für eine homoscribtive Einheit und dem Exponent-1-Register verbunden. Dabei enthält der Einheiten-Generator-1 einen Festwertspeicher für homoscribtive Einheiten, in welchem jeweils einer bestimmten autoscribtiven Einheit eine bestimmte homoscribtive Einheit fest zugeordnet ist, wobei

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der Eingang des Rechenwerkes rhitdem Ausgang des Akkumulators für eineautoscribtive Einheit, der die umzusetzende autoscribtive Einheit enthält, gekoppelt ist. Die Auslösung der Umsetzung erfolgt durch Betätigung bestimmter Tasten der Eingabetastatur in Verbindung mit dem Steuernetzwerk, zur Berechnung von zwei Produkten aus bewerteten negativen und positiven Ziffern des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit, die Faktoren für Adressen des erwähnten Festwertspeichers für homoscribtive Einheiten darstellen, zum Transport einer homoscribtiven Einheit aus dem Einheiten-Generator-1 in das Register für eine homoscribtive Einheit, und zum Transport des Exponenten des Faktors des ersten Elementes der homoscribtiven Einheit aus dem Binheiten-Generator-1 in das Expohent-1-Register.

Ein Einheiten-Generator-2 ist eingangsseitig mit dem Rechenwerk und ausgangsseitig mit dem Register für eine homoscribtive Einheit und dem Exponent-1-Register verbunden, wobei derEinheiten-Generator-2 einen Speicher der Bezugseinheiten mit einer ersten Folge nicht veränderbarer Bitkombinatioiien, die abgeleitete Einheiten des Internationalen Einheitensystems mit besonderem Namen darstellen, und eine Vergleichseinrichtung enthält. Der Eingang des Rechenwerkes ist mit dem Ausgang des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit, der die umzusetzende autoscribtive Einheit enthält, gekoppelt. Die Auslösung der Umsetzung erfolgt durch Betätigung bestimmter Tasten der Eingabetastatur in Verbindung mit dem Steuernetzwerk, zur , Erzeugung einer zweiten Folge von Bitkombinationen durch den Einheiteri-Generator-2 durch Zu- oder Abschaltung einzelner Bitkombinationen aus der genannten ersten Folge von Bitkombinationen und durch Vergleich der gebildeten zweiten Folge von Bitkombinationen mit dem Inhalt des Akkumulators für eine äutoscribtiveEinheit. Die zweite Folge von Bitkombinationen besteht aus einer minimalen Anzahl an Bitkombinationen der ersten Folge von Bitkombinationen. Die zweite Folge von Bitkombinatibnen stellt eine homoscribtive Einheit in Form eines Potenzproduktesaus abgeleiteten Einheiten des Internationalen Einheitensystems mit besonderen Namen und/oder aus Basiseinheiten dar. Die Auslösung der Umsetzung erfolgt des weiteren zum Transport der homoscribtiven Einheit aus dem Einheiten-Generatör-2 in das Register für eine homoscribtive Einheit und zum Transport des Exponenten des Faktors des ersteh Elementes der homoscribtiven Einheit aus dem Einheiten-Generator-1 in das Exponent-1-Register.

Das Rechenwerk ist mit einem Dezimalvorsatz-Generator und dem Exponent-1-Register zusammengeschaltet. Der Zahlenwert-Akkumulator ist dabei als Akkumulator des Rechenwerkes angekoppelt und der Ausgang des Dezimalvorsatz-Generators mit dem Eingang des Registers für eine homoscribtive Einheit verbunden, zur Ermittlung eines Vorsatzzeichens durch Abspaltung eines Faktors vom Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators in Abhängigkeit vom Inhalt des Exponent-1-Registers und zum Transport des ermittelten Vorsatzzeichens aus dem Dezimalvorsatz-Generator in das Register für eine homoscribtive Einheit. Zwecks Umsetzung einer ermittelten autoscribtiven Größe auf eine als Parameter vorgegebene homoscribtive Einheit sind ein Koeffizienten-Register an den Ausgang des Zahlenwert-Registers und ein Unit-Registef an die Ausgänge des Registers für eine homoscribtive Einheit und des Registers für eine autoscribtive Einheit angekoppelt zur Speicherung der als Parameter eingegebenen Einheit in autoscribtiver und homoscribtiver Darstellungsform nach Betätigung einer bestimmten Taste der Eingabetastatur zur Parametereingabe.

Das Riechenwerk ist eingangsseitig mit dem Akkumulator für eine autoscribtive Einheit, der die autoscribtive Einheit der auszugebenden Größe enthält, und dem Unit-Register verbunden, zum Vergleich der autoscribtiven Einheit der auszugebenden Größe mit der als Parameter bereitgestellten homoscribtiven Einheit nach Betätigung einer bestimmten Taste der Eingabetastatur zur parametergesteuerten Größenausgabe. _:

Das Rechenwerk ist eingangsseitig mit dem Koeffizienten-Register und dem Zahlenwert-Akkumulator gekoppelt, zur Division des Inhalts des Zahlenwert-Akkümulators, der den Zahlenwert der zur Ausgabe bereitgestellten autoscribtiven Größe darstellt, durch den Inhalt des Koeffizienten-Registers und zum Transport der als Parameter vergebenen homoscribtiven Einheit aus dem Unit-Register in das Register für eine homoscribtive Einheit nach Betätigung der bestimmten Taste der Eingabetastatur zur parametergesteuerten Größenausgabe. ,

Zwecks Steuerung und zeitlicher Koordinierung der Eingabe, Umsetzung, Verarbeitung und Anzeige der Größen sowie zur Durchschaltung der erforderlichen Verbindungswege zwischen den einzelnen Baugruppen jeweils nach Aktivierung über die Eingabetastatur ist eine Steuereinrichtung in Form einer fest verdrahteten Steuerung vorgesehen:

Der Eingabediskriminator, das logische Netzwerk, der Prüfcode-Generator, der Einheiten-Generator-1, der Einheiten-Generator-2, der Dezimälvorsatz-Generator sowie das Steuernetzwerk und die erwähnten Register, Akkumulatoren, Festwertspeicher und Schalter sind als fest programmiertes Mikroprozessorsystem mit Mikroprozessor, Festwertprogrammspeicher, Festwertspeicher und Schreib-Lese-Speicher ausgebildet.

Die Eingabetastatur enthält eine vor dem Eintasten einer Größe zu betätigende und bis zur Betätigung einer Operationstaste oder einer anderen Umschalttaste aktiviert bleibende Umschalttaste zur Eingabe von Größen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Darstellung der Symbole für Baugruppen der Fig. 2 bis 6 und Fig„8, Fig. 2 schematisch eine Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen, Fig. 3 schematisch eine Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen, Fig.4 schematisch eine erste Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen, Fig. 5 schematisch eine zweite Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen, Fig.6 s'chematisch eine Einrichtung zur Umsetzung und Verarbeitung von Größen,

Fig.7 ein EingabeVAusgabefeld eines wissenschaftlich-technischen Taschen- bzw. Tischrechners, der durch eine ,erfindungsgemäße Anordnung zur automatischen Verarbeitung von Größen beliebiger Größenarten eines Größensystems ein auf wissenschaftlich-technische Aufgabenstellungen erweitertes Anwendungsgebiet erhalten hat " und¹ . .: ; . ., · . . . .. , ;

Fig.8 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips des in Fig.7 gezeigten Taschen- bzw. Tischrechners. Eine erfindungsgemäß ausgebildete Anlage zur Umsetzung und Verarbeitung von Größen, die jeweils aus einer Ziffernfolge und einer beliebigen Einheiteines Größensystems bestehen, ist aus einzelnen, im wesentlichen durch ihre Funktion gekennzeichneten folgenden Baugruppen aufgebaut. Diese Baugruppen sind: ein Steuernetzwerk 46, ein Rechenwerk 14, ',.

ein logisches Netzwerk 9, ein selektiver Umcodieren 31,

'* .. -4- 192895

· . ι. ,

ein Prüfcode-Generätor 10, ' ' Λ.

eiii Einheiten-Generator-1 28 oder

ein Einheiteh-Generator-2 51,

ein Dezimalvorsatz-Generator 27,

ein Zahlenwert-Register 3,

ein Register für eine homoscribitive Einheit 5,

ein Register für eine autoscribtive Einheit 8,

ein Adress-Register 13, ein Unit-Register 47, ' ,

ein Koeffizienten-Register 48,

ein Zahlenwert-Akkumulator 24, .

ein Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25,

ein Festwertspeicher für elementare Einheiten 16,

ein Festwertspeicher für Dezimalvorsätze 18,

ein Festwertspeicher für Zahlenwerte 20, .

ein Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten -./

zu Grundeinheiten 23, \ '

eine Anzeigeeinrichtung 50 und _v ν

eine Eingabetastatur 1. .'" .. ,

Das Steuernetzwerk 46 vereinigt in sich die Funktionen ,

eines Steuernetzwerfc-1 21,

eines Steuernetzwerk-2 26, >

eines Sfeuernetzwerk-3 32 sowie

eines Steuerhetzwerk-4 34.

Die Zeichenübertragung zwischen den Baugruppen und die Zeichenverarbeitung in den Baugruppen erfolgt bitseriell und/oder

bitparallel. . ·

Die Baugruppen- _#. ,. , ,

Steuerzentrale 46, Steuemetzwerk-1 21, ' - '

Steuernetzwerk-2 26, Steuernetzwerk-3 32, Steuernetzwerk-4 34, logisches Netzwerk 9,

selektiver Umcqdierer 31, Prüfcode-Generator 10,

Einheite'ngenerator-1 28, Einheitengenerator-2 51

und Dezimalvorsatz-Generator 27

sind als sequentielle Schaltung oder logisches Netzwerk aufgebaut, aber gleichermaßen durch ein Mikroprozessorsystem und

einen Festwert-Programmspeicher darstellbar. < ·

Die gesamte Schaltungsanordnung kann in drei sich in ihren Funktionen ergänzende Schaltungen zerlegt werden:

— Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen

— Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen . .

— Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen.

Bei der Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen sind mehrere Varianten zu unterscheiden. .

Die die Funktion der Erfindung kennzeichnenden Baugruppen können sowohl Elemente aller als auch nur einer untergeordneten Schaltung sein. Mit den in ihren Funktionen sich ergänzenden Schaltungen sind sechs Hauptfunktionen realisierbar: 1: Abbildung einer homoscribtiven Größe auf eine autoscribtive Größe mit der Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Großen, , ' '·' ' ;.-'. ·

2. Verarbeitung von zwei autosqribtiven Größen zu einer autoscribtiven Ej-gebnisgröße mit der Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen. .„

3. Gesteuerte Abbildung einer autoscribtiven Größe auf eine homoscribtiye Größe mit einer ersten Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen, dabei sind in der Schaltung zu einem bestimmten Vorrat an Größenarten die.Einheiten festgelegt.

4. Optimale Abbildung einer autoscribtiven Größe auf eine homoscribtive Größe mit einer zweiten Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen, dabei wird von der Schaltung zu jeder beliebigen Größenart eines Größensystems eine Einheit in Form eines Potenzproduktes mit einer minimalen Anzahl von Faktoren generiert.

5. Parametergesteuerte Abbildung von einer autoscribtiven Größe einer bestimmten aber beliebigen Größenart auf eine homoscribtive Größe, wobei die homoscribtive Einheit vorgegeben ist und zur Einheit ein Prefix generiert wird, mit einer dritten Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen. ^£ ,

6. Parametergesteuerte Abbildung von einer autoscribtiven Größe einer bestimmten aber beliebigen Größenart auf eine homoscribtive Größe, wobei die homoscribtive Einheit vorgegeben ist und zur Einheit kein Prefix generiert wird, mit einer vierten Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen. '

GemäßFig.2 ist die Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen eine derartige Kombination von Baugruppen, daß von

dem Steuernetzwerk-1 21, -

das Rechenwerk 14, das logische Netzwerk 9, ,..·.'·.. \

der Prüfcode-Generator 10, .".'.-

das Register für eine autoscribtive Einheit 8,

das Register für eine verkettete Einheit 11, . , ,

das Register für einen Faktor-Exponenten 12,

das Adress-Register 13,

der Festwertspeicher für elementare Einheiten 16, ' '

der Festwertspeicher für Dezimalvorsätze 18,

der Festwertspeicher für Zahlenwerte 20, ..

der Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten

zu Grundeinheiten 23

sowie weitere Schalter und Speicher

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dann in geordneter Folge angesteuert werden, wenn das Zahlenwert-Register 3 und das Register für eine homoscribtive Einheit 5 geladen sind und die Schaltung z.B. über die Eingabetastatur 1 aktiviert wird.

Das Laden des Zahlenwert-Registers 3 und des Registers für eine homoscribtive Einheit 5 erfolgt über die Eingabetastatur 1.

Die Eingabetastatur 1 ist für die zeichenweise Eingabe einer homoscribtiven Größe derart ausgelegt, daß für Buchstaben ein Zahlenwert-Code bereitgestellt wird und Buchstaben durch ein Bit von Ziffern und Sonderzeichen unterscheidbar sind. Auf der

Eingabetastatur 1 werden vier Klassen von Tasten unterschieden: . ....

I.Klasse Operationstasten (z.B. „ + ",„:") -

2. Klasse Buchstabentasten („A" ./. „Z") -

3.Klasse Zahlentasten („0"...„9", „.",„ t ") und .

die Sonderzeichentasten „.",„-", „/"und „τ " ·

4. Klasse Umschalttasten (z.B. zur Umschaltung bei mehrfach belegter Taste, Umschaltung von Rechnen mit Größen auf ; numerisches Rechnen).

Die Eingabetastatur 1 ist mit einem Eingabediskriminator 2 verbunden, der in Verbindung mit dem Steuernetzwerk-1 21 den Eingabevorgarig steuert. Beim Rechnen mit Größen muß jede Dateneintastung mit der Betätigung einer Folge von Zahlentasten beginnen. Diese Zeichen werden in der gegebenen Folge in das Zahlenwert-Register 3 übernommen. Bei Betätigung einer Buchstabentaste aktiviert der Eingabediskriminator 2 das Laden des Registers für eine homoscribtive Einheit 5, in das sowohl dieser Buchstabe als auch alle folgenden Zeichen übernommen werden, wenn die betätigten Tasten der 2. oder 3. Klasse zugehören. Mit dem Drücken einer Tas,te der 1. oder 4. Klasse ist die Eingabe einer Größe beendet. Die Tasten der 2. und 3. Klasse können gleichzeitig als Eingabetasteh für Programm-Befehle genutzt werden, wenn z.B. die I.Klasse eine Taste „Größeneingabe" oder die 4. Klasse eine Umschalttaste „Größe" enthält, die vordem Eintasten einer Größe zu betätigen ist und bis zur Betätigung einer anderen Taste der 1. oder 4.Klasse aktiviert bleibt.

Der Eingabetastatur 1 kann eine Anzeigeeinrichtung 50 zugeordnet sein. Dabei zeigt zu einer eingegebenen homoscribtiven Größe eine n-stellige numerische Anzeige 4 den Zahlenwert und eine p-stellige alphanumerische Anzeige 6 die Einheit der homoscribtiven Größe an. .,>-..

Die Umsetzung des Inhaltes des Registers für eine homoscribtive Einheit 5 in eine autoscribtive Größe erfolgt in mehrere Taktzyklen. · .

In der ersten Taktzyklus-Folge wird die homoscribtive Einheit in Faktoren des Potenzproduktes aufgelöst; ein Faktor steht zwischen zwei Trennzeichen („," oder „/" oder Leerzeichen). Das logische Netzwerk 9 zerlegt in Zyklen zeichenweise die homoscribtive Einheit; dabei nehmen das Register für eine verkettete Einheit 11 jeweils die verkettete Einheit eines Faktors und das Register für einen Faktor-Exponenten 12 jeweils den Exponenten eines Faktors des Potenzproduktes zur Zwischenspeicherung auf, und es werden ein Schalter „Exponent-Vorzeichen" 15, ein Schalter „Vorzeichen nächste Faktoren" 17, ein Schalter „Faktor-Ende" 19 und ein Schalter „Analyse-Ende,, 22 vom logischen Netzwerk 9 als Folge der Potenzprodukt-Zerlegung und zur Beeinflussung der weiteren Taktfolge des Steuernetzwerk-1 21 geschaltet. Das logische Netzwerk 9 beeinflußt den Ablauf derart, daß beim nächsten Schiebetakt das erste Zeichen des Registers für eine homoscribtive Einheit 5

(1) in das Register für eine verkettete Einheit 11 übernommen wird, wenn dieses Zeichen ein Buchstabe ist und wenn im

' laufenden Zyklus der Abspaltung eines Faktors bisher nur Buchstaben übertragen wurden oder es sich um das erste Zeichen des Faktors handelt; ", >

(2) ein Schalten des Schalters „Exponent-Vorzeichen" 15 auf „H" bewirkt, wenn dieses Zeichen ein „-" ist, das der Übertragung eines Buchstaben folgt;

(3) in das Register für einen Faktor-Exponenten 12 übernommen wird, wenn dieses Zeichen eine Ziffer ist, das der Übertragung eines negativen Vorzeichens oder eines Buchstaben folgt; , ,

(4) ein Schaltendes Schalters „Vorzeichen nächste Faktoren" 17 auf „H" bewirkt, die Beendigung der Abbildung eines Potenzprodukt-Faktors durch Umlegen des Schalters „Faktor-Ende" 19 auf „H" vorbereitet und die Ablaufsteuerung an den Zyklus Auflösung einer verketteten Einheit übergeben wird/wenn dieses Zeichen ein „/" ist, welches der Übertragung eines Buchstaben oder einer Ziffer folgt;

(5) nicht umgespeichert wird, die Beendigung der Abbildung eines Potenzprodukt-Faktors durch Umlegen des Schalters „Faktor-Ende" 19 auf „H" vorbereitet, sowie die Ablaufsteuerung an den Zyklus Auflösung einer verketteten Einheit übergeben i wird, wenn dieses Zeichen ein „." ist, welches der Übertragung eines Buchstaben oder einer Ziffer folgt;

(6) nicht umgespeichert und die Beendigung der Umsetzung einer homoscribtiven Größe durch Umlegung des Schalters „Analyse-Ende" 22 auf „H" vorbereitet, sowie die Ablaufsteuerung an den Zyklus Auflösung einer verketteten Einheit übergeben wird, wenn dieses Zeichen ein Leerzeichen ist, welches der Übertragung eines Buchstaben oder einer Ziffer folgt;

(7) nicht umgespeichert und die Ablaufsteuerung an den Zyklus Abbruch wegen syntaktischen Fehlers übergeben wird; wenn keiner der Failed) bis (6) zutrifft. ,

Der Exponent des ersten Faktors des Potenzproduktes wird stets in einem Exponent-1-Register 7 gespeichert. Die zweite Taktzyklus-Folge beinhaltet den Zyklus Auflösung einer verketteten Einheit. Es wird die im Register für eine verkettete Einheit 11 gespeicherte verkettete Einheit in ein definiertes Vorsatzzeichen und ein definiertes Einheitenzeichen aufgespaltet. Der Taktzyklus kann in modifizierter Weise mehrmals durchlaufen werden. Unter Regie des Steuemetzwerk-1 21 führen die . Baugruppen Prüfcode-Generator 10, Rechenwerk 14, Adress-Register 13, Festwertspeicher für elementare Einheiten 16 und Festwertspeicher für Dezimalvorsätze 18 die Aufspaltung der aktuellen verketteten Einheit in der Art aus, daß vom Rechenwerk 14 in maximal m Umterzyklen je Unterzyklus-i, beginnend mit i = 0, die fersten Zeichen zu einer Ordnungszahl für den Festwertspeicher für Dezimalvorsätze addiert und von dem.Prüfcode-Generator 10 aus der Folge der i-ersten Zeichen der verketteten Einheit nach einem festgelegten Schema Bits zu einem Prüfzeichen für das angenommene definierte Vorsatzzeichen zusammengesetzt und zeitlich parallel oder in Reihe dazu alle Zeichen der verketteten Einheit ab dem {i + 1). Zeichen zu einer Ordnungszahl für den zweiten Festwertspeicher 16 addiert und von dem Prüfcode-Generator 10 aus der Folge aller Zeichen der verketteten Einheit ab dem (i + 1). Zeichen nach dem festgelegten Schema Bits zu einem Prüfzeichen für das angenommene definierte Einheitenzeichen Zusammengesetzt werden.

Die i Unterzyklen werden so oft durchlaufen, bis das über die ermittelte Ordnungszahl für den Festwertspeicher für Dezimalvorsätze 18ausdiesem Festwertspeicher gelesene Prüfzeichen dem oben von dem Prüfcode-Generator 10 ermittelten Prüfzeichen für das abgespaltene Vorsatzzeichen gleich ist τ-und wenn ebenfalls das über die ermittelte Ordnungszahl für den

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Festwertspeicher für elementare Einheiten 16 aus diesem Festwertspeicher gelesene Prüfzeichen dem oben von dem Prüfcode-Generator 10 ermittelten Prüfzeichen für das abgespaltene Einheitenzeichen gleich ist und der Prüfcode-Generator 10 ein Aquivalenz-Bit bereitstellt. Das Schema zur Bildung des Prüfzeichens (Bitmustermaske) für einen angenommenen Dezimalvorsatz bzw. für eine angenommene' Basiseinheit oder abgeleitete Einheit mit besonderem Namen kann z. B. in folgender Weise festgelegt werden.tiaß die ersten 4bit des I.Zeichens, die ersten 2bit des 2.Zeichens und die ersten 2bit des 3.Zeichens das Prüfzeichen ergeben. ' -..,'· '

Nach einem positiv beendeten i. Unterzyklus zur Aufspaltung einer verketteten Einheit baut das Rechenwerk 14 den Zahlenwert der autoscribtiven Größe in Stufen auf, indem der Inhalt des Zahlenwert-Registers 3 mit dem Zahlenwert des Vorsatzes, der über eine aktuelle Ordnungszahl, die aus dem Festwertspeicher für Dezimalvorsätze 18 in das Adress-Register 13 umgespeichert worden war, aus dem Festwertspeicher für Zahlenwerte 20 gelesen wurde, und mit dem Zahlenwert der abgespaltenen Einheit, der über eine aktuelle Ordnungszahl, die aus dem Festwertspeicher für elementare Einheiten 16 in das Adress-Register 13 ' umgespeichert worden ist, ebenfalls aus.dem Festwertspeicher für Zahlenwerte 20 gelesen wurde, multipliziert und im "^!

Zahlenwert-Register 3 gespeichert wird. Bei diesen Multiplikationen werden die Schalterstellungen der Schalter „Exponent-Vorzeichen" 15 und „Vorzeichen nächste Faktoren" 17 berücksichtigt; weiterhin werden vor den Multiplikationen die aus dem Festwertspeicher für Zahlenwerte 20 gelesenen Zahlen mit dem Inhalt des Registers für einen Faktor-Exponenten 12 unter · Berücksichtigung der Stellung der Schalter „Exponent-Vorzeichen" 15 und „Vorzeichen nächste Faktoren" 17 potenziert. Weiterhin baut nach einem positiv beendeten i. Unterzyklüs zur Aufspaltung einer verketteten Einheit das Rechenwerk 14 die autoscribtive Einheit der autoscribtiven Größein Form einer Folge von Exponenten zu Basiseinheiten in Stufen auf, indem der' Inhalt des Registers für eine autoscribtive Einheit 8 stellungsabhängig und elementweise zu einer Zählereinheit in Form einer Folge von Exponenten zu Basiseinheiten, die über eine aktuelle Ordnungszahl, welche aus dem Festwertspeicher für elementare Einheiten 16 umgespeichert worden ist, aus dem Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten zu Grundeinheiten 23 gelesen wurde, und zu einer Nennereinheit in Form einer Folge von Exponenten zu Basiseinheiten, die über eine weitere aktuelle Ordnungszahl, welche aus dem Festwertspeicher für elementare Einheiten 16 umgespeichert worden ist, aus dem _;

Festwertspeicher für Gruppen und Exponenten zu Grundeinheiten 23 gelesen wurde, im Rechenwerk 14 addiert und im Register für eine autoscribtive Einheit 8 gespeichert wird. Bei diesen Additionen werden die Stellungen der Schalter „Exponent- ' Vorzeichen" 15 und „Vorzeichen nächste Faktoren" 17 berücksichtigt, und vor den Additionen werden die aus dem Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten zu Grundeinheiten 23 gelesenen Zahlen mit denri Inhalt des Registers für einen' Faktor-Exponenten 12 unter Berücksichtigung der Stellung der Schalter „Exponent-Vorzeichen" 15 und „Vorzeichen nächste Faktoren" 17 multipliziert. ' -

Wird der i. Unterzyklus ohne Erfolg beendet, dann folgen so viele Schiebetakte, daß die verkettete Einheit im Register für eine ^; verkettete Einheit 11 einen Umlauf beendet. Es folgen die Fortschaltung der modifizierten Steuerung und der Beginn des (i + 1). Unterzyklus der zweiten Taktzyklus-Folge. .

Führt nach positiver Beendigung des Taktzyklus Auflösung einer verketteten Einheit der Schalter „Faktor-Ende" 19 „H",so leitet das Steuernetzwerk-1 21 einen neuen Taktzyklus Auflösung eines Potenzprodukt-Faktors ein. Führt nach positiver Beendigung des Taktzyklus Auflösung einer verketteten Einheit der Schalter „Analyse-Ende" 22 „H", so wird die Taktfolge zur Umsetzung eingegebener Größen ordnungsgemäß beendet.

Ist eine der genannten Bedingungen nicht erfüllt, dann erfolgt der Abbruch der Taktfolge wegen eines syntaktischen Fehlers in der homoscribtiven Einheit. , ' .

Die zur Umsetzung eingegebener Größen eingesetzten Festwertspeicher haben folgenden Aufbau:

1. Der Festwertspeicher für Dezimalvorsätze 18 enthält geordnet nach den Summen über die Codezeichen der Buchstaben der definierten Vorsatzzeichen zu jedem Vorsatz das nach dem in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Buchstaben gebildete Prüfzeichen und eine Ordnungszahl für den Zahlenwert des Vorsatzes.

2. Der Festwertspeicher für elementare Einheiten 16 enthält geordnet nach den Summen über die Codezeichen der Buchstaben der definierten Einheitenzeichen zu jeder Einheit das nach einem in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Buchstaben gebildete Prüfzeichen und je eine Ordnungszahl für den Zahlenwert, die Zählereinheit und die Nennereinheit zur betreffenden Einheit.

3. Der Festwertspeicher für Zahlenwerte 20 enthält in einer festgelegten Ordnung Zahlenwerte zu den Einheiten und Vorsätzen des definierten Vorrates an Vorsatz-und Einheitenzeichen.

4. Der Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten zu Grundeinheiten 23 enthält in einer festgelegten Ordnung Folgen von Exponenten zu Basiseinheiten, die Zählereinheit oder Nennereinheit sein können.

Gemäß Fig.3 ist die Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen eine derartige Kombination von Baugruppen, daß von dem Steuernetzwerk-2 26 ;, . ' ·

das Rechenwerk 14, das Zahlenwert-Register 3,

das Register für eine autoscribtive Einheit 8, ',.

der Zahlenwert-Akkumulator 24 und ^;

der Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25

dann in geordneter Folge angesteuert werden, wenn die Register und Akkumulatoren geladen sind und die Schaltung durch '; .· eine Bitfolge zur Ausführung einer bestimmten Operatioh mit Größen z. B. über die Eingabetastatur 1 aktiviert wird. Zur Auslösung der Operationen mit Größen enthält die Eingabetastatur 1 eineAdditiönstaste, eine Subtraktionstaste, eine Multiplikationstaste, eine Divisionstaste, eine Potenziertaste und eine Radiziertaste, die hier nicht im einzelnen dargestellt '-sind. . - . „ ..' . .ι-

Die Schaltung addiert oder subtrahiert ohne Einschränkung zu den Größenarten eines Größensystems zwei autoscribtive Größen gleicher Größenart, sie multipliziert oder dividiert zwei autoscribtive Größen gleicher oder unterschiedlicher Größenart, und sie potenziert oder radiziert eine autoscribtive Größe und stellt die Ergebnisgröße in autoscribtiver Darstellungsform stets im Zahlenwert-Akkumulator 24 und im Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 bereit. . ·

Bei der Addition/Subtraktion von zwei autoscribtiven Größen vergleicht das Rechenwerk 14 den Inhalt des Registers für eine autoscribtive Einheit 8 mit dem Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25, addiert/subtrahiert bei deren ^r

Gleichheit den Inhalt des Zahlenwert-Registers 3 zum/vom Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 und speichert das Ergebnis im Zahlenwert-Akkumulator 24. : , , :

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Bei der Multiplikation/Division von zwei autoscribtiven Größen addiert/subtrahiert das Rechenwerk 14 stellungsabhängig und elementweise den Inhalt des Registers für eine autoscribtive Einheit 8 zum/vom Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25, weiterhin multipliziert/dividiert das Rechenwerk 14 den Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 mit/durch den Inhalt des Zahlenwert-Registers 3, die Ergebnisse werden jeweils im Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 und im Zahlenwert-Akkumulator 24 gespeichert. ..·,

Bei dem Potenzieren/Radizieren einer autoscribtiven Größe prüft das Rechenwerk 14, ob das Zahlenwert-Register 3 einen ganzzahligen Exponenten mit der Mantisse „1" enthält und ob die Elemente des Registers für eine autoscribtive Einheit 8 stets „0" sind. Bei erfüllter Voraussetzung multipliziert/dividiert das Rechenwerk 14 elementweise den Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 mit dem bzw. durch den Exponenten/Wurzelexponenten des Zahlenwert-Registers 3 und schreibt das Ergebnis im Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 ein, weiterhin potenziert/radiziert das Rechenwerk 14 den Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 mit dem Inhalt des Zahlenwert-Registers 3 und speichert das Ergebnis im Zahlenwert-Akkumulator 24. . .

Gemäß Fig.4 ist die erste Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen eine derartige Kombination von Baugruppen, daß von dem Steuernetzwerk-3 32 ... .

das Rechenwerk 14, der selektive Umkodierer 31, ' _

der Einheiten-Generator-1 28, der Dezimalvorsatz-Generator 27,

der Zahlenwert-Akkumulator 24, s . .

der Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25, .

das Register für eine homoscribtive Einheit 5,

ein FestwertspeicherfürhomoscribtiveEinheiten 29, '.

ein Adressen-Festwertspeicher 33 und . .

das Adress-Register 13

dann in geordneter Folge angesteuert werden, wenn durch einen Startimpuls z. B. über die Eingabetastatur 1 die Schaltung aktiviert wird. , '

Die Schaltung transformiert eine im Zahlenwert-Akkumulator 24 und im Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 gespeicherte autoscribtive Größe ohne Einschränkung zur Größenart der Größe in eine homoscribtive Größe, wobei eine geeignete homoscribtive Einheit ermittelt wird. Von der homoscribtiven Größe werden der Zahlenwert im Zahlenwert-Akkumulator 24 und die homoscribtive Einheit im Register für eine homoscribtive Einheit 5 gespeichert. Aus dem Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 ermittelt das Rechenwerk 14 eine gepackte Zählereinheit und eine gepackte Nennereinheit. Diese gepackten Einheiten sind ausmultiplizierte Potenzprodukte analog zur homoscribtiven Darstellungsform, wobei für eine bestimmte Basiseinheit kein Einheitenzeichen, sondern eine bestimmte Zahl gewählt wird. Die gepackte Zählereinheit und die gepackte Nennereinheit werden vom selektiven Umkodierer 31 auf einen kleinen Zahlenbereich verdichtet. Der selektive Umcodierer 31 ist ein logisches Netzwerk, welches eine bestimmte Bitfolge für eine bestimmte große Zahl reduziert auf eine Bitfolge für eine bestimmte kleinere Zahl.

Diese kompandierten gepackten Einheiten sind Ordnungszahlen zum Lesen einer homoscribtiven Einheit aus dem Festwertspeicher für homoscribtive Einheiten 29 in das Register für eine homoscribtive Einheit 5. Kann zur autoscribtiven Größe auf diese Weise keine homoscribtive Einheit ermittelt werden, dann generiert der Einheiten-Generator-1 28 eine homoscribtive Einheit in Form eines Potenzproduktes aus Basiseinheiten.

Der Dezimalvorsatz-Generator 27 spaltet vom Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 in Abhängigkeit von dessen Wert einen Faktor ab und schiebt dafür als erste/s Zeichen in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 das entsprechende Vorsatzzeichen

Das Steuernetzwerk-3 32 taktet die Umsetzung auszugebender Größen in folgender Weise:

(1) Das Rechenwerk 14 ermittelt in Zyklen aus dem Inhalt des Akkumulators für eine homoscribtive Einheit 25 eine gepackte Zählereinheit und speichert diese im Adress-Register 13.

(2) In einem Takt wird die gepackte Zählereinheit im selektiven Umkodierer 31 kompandiert und in das Adress-Register 13 geschrieben. Über die gepackte kompandierte Zählereinheit wird aus dem Adressen-Festwertspeicher 33 eine Adresse für einen Speicherbereich des Festwertspeichers für homoscribtive Einheiten 29 gelesen; kann aus dem Adressen-Festwertspeicher 33 keine Adresse gelesen werden, setzt das Steuernetzwerk-3 32 die Taktfolge nach (7) fort.

(3) Aus dem Festwertspeicher für eine homoscribtive Einheit 29 wird in einen HilfsSpeicher 30 ein Wiederholfaktor k gelesen, k sagt aus, zu wieviel Nennereinheiten der gegebenen Zählereinheit homoscribtive Einheiten im Festwertspeicher für eine homoscribtive Einheit 29 festgelegt sind. '

(4) Ermittlung der gepackten Nennereinheit analog (1) mit anschließendem Kompandieren analog (2) und Abspeichern im Adress-Register 13. ,

(5) Das Rechenwerk 14 ermittelt in k Zyklen (zyklische Erhöhung der Adresse nach [3]), ob die kompandierte Nennereinheit auf dem Festwertspeicher für homoscribtive Einheiten 29 enthalten ist. Bei Enthaltensein bewirkt das Steuernetzwerk-3 32, daß eine homoscribtive Einheit in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 und ein Exponent zum I.Faktor des Potenzproduktes der homoscribtiven Einheit in das Exponent-1-Register 7 aus dem Festwertspeicher für eine homoscribtive Einheit 29 gelesen werden. Endet die Suche in allen k Zyklen negativ, so setzt das Steuernetzwerk-3 32 die Taktfolge nach (7) fort.

(6) Der Dezimalvorsatz-Generator 27 spaltet in Verbindung mit dem Rechenwerk 14 vom Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 in Abhängigkeit von dessen Wert und dem Inhalt des Exponent-1-Registers 7 einen Faktor ab, dafür wird in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 das entsprechende Vorsatzzeichen eingeschoben. Die Umsetzung einer' autoscribtiven Größe in eine homoscribtive Größe ist beendet.

(7) Der Einheiten-Generator-1 28 erzeugt eine homoscribtive Einheit. Es werden dabei η Taktzyklen durchlaufen, wobei η der Anzahl der Basiseinheiten des verwendeten Größensystems gleich ist. In jedem Zyklus wird dann ein Potenzprodukt-Faktor erzeugt, wenn das entsprechende Element im Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 ungleich Null ist. Im ersten Zyklus, der die Generierung eines Faktors beinhaltet, wird zuerst der Exponent des Faktors aus dem Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 und im Anschluß daran das Einheitenzeichen der Basiseinheit aus dem Einheiten-Generator-1 28 übernommen, weiterhin wird der Exponent des Faktors im Exponent-1-Register 7 gespeichert.

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Das Steuemetzwerk-3 32 setzt die Taktfolge nach (6) fort.

Gemäß Fig. 5 ist die zweite Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen eine derartige Kombination von Baugruppen, daß von dem Steuemetzwerk-4 34 . ,

das Rechenwerk 14, der Einheiten-Generator-2 51,

der Dezimalvorsatz-Generator 27, '

der Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25, der Zahlenwert-Akkumulator 24, das Exponent-1-Register 7 und

das Register für eine homoscribtive Einheit 5 -

dann in geordneter Folge angesteuert werden, wenn durch einen Startimpuls die Schaltung aktiviert wird. Die Schaltung setzt eine im Zahlenwert-Akkumulator 24 und im Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 gespeicherte autoscribtive Größe in eine homoscribtive Größe um, wobei die homoscribtive Größe in einer optimalen Darstellungsform generiert wird.

Unter einer optimalen Darstellungsform einer homoscribtiven Einheit wird dabei ein Potenzprodukt mit einer minimalen Anzahl von Faktoren verstanden, wobei die Faktoren nur bestimmte Einheiten enthalten; diese Einheiten können sein: — abgeleitete Einheiten cles Internationalen Einheitensystems mit besonderen Namen (im folgenden Text „Bezugseinheiten') wie Newton, Volt, Pascal;- . .

— Basiseinheiten wie Sekunde, Ampere; .

— ergänzende Einheiten wie Radiant.

Beispielsweise wird für Größen der Größenart spezifischer Widerstand stets die Einheit OHM.M und nicht V.M/A generiert. Der Einheiten-Generator-2 51 generiert in Verbindung mit dem Rechenwerk 14 eine optimale Darstellungsform der homoscribtiven Einheit, dazu enthält er eine derartige Kombination von Unterbaugruppen, daß von einer Generator-Steuerschaltung 45 in Abhängigkeit vom Steuernetzwerk-4 34 ''

(1) ein Speicher der Bezugseinheiten 39, in dem in festgelegter Ordnung die Exponenten zu Basiseinheiten von Bezugseinheiten gespeichert sind, . ' _ ,

(2) ein Speicher der Einheiten-Kurzzeichen 44, in welchem in festgelegter Ordnung die Buchstaben für die definierten Einheitenzeichen der genannten Einheiten zur Generierung der optimalen Darstellungsform gespeichert sind,

(3) ein Mangelregister 37, ein Überschußregister 35, ein Mangelspeicher 38 und ein Überschußspeicher 36 —diese Baugruppen speichern jeweils eine ganze Zahl und bilden mit dem Rechenwerk 14 eine Vergleichseinrichtung,

(4) ein Bezugseinheitenzähler 40 und ein Bezugseinheitenregister 41,

(5) ein Speicher der abgespaltenen Einheiten 42, in dem in festgelegter Reihenfolge Exponenten zu abgespaltenen Einheiten nur Zwischenspeicherung gelangen, . ' dergestalt gesteuert werden, daß vom Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 zuerst nach Möglichkeit Bezugseinheiten abgespaltet werden und der verbleibende Rest der autoscribtiven Einheit mit Basiseinheiten und ergänzender! Einheiten dargestellt wird.

Der Einheiten-Generator-2 51 arbeitet nachfolgendem Schema: ^;

(1) Ein Abspaltungsversuch wird begonnen, wenn die gegebene Einheit mindestens (k - 1) Basiseinheiten einer Gruppe von Bezugseinheiten enthält, wobei alle Bezugseinheiten einer Gruppe dieselben k Basiseinheiten enthalten.

(2) Bei Erfüllung von (1) erfolgt eine Bewertung der Abweichung der gegebenen autoscribtiven Einheit von den einzelnen · Bezugseinheiten nach Punkten; dabei bedeutet ein Punkt, daß zu den betrachteten Basiseinheiten eine Basiseinheit mit dem Exponent 1 abweicht. Es werden Mangel-und Überschußpunkte unterschieden. '

(3) Es Wird die Bezugseinheit mit der geringsten Abweichung abgespaltet, jedoch sind nicht mehr als zwei Mangelpunkte zugelassen.

(4) Eine Bezugseinheit kann mehrfach und reziprok abgespaltet werden. .

(5) Der nach der Abspaltung von Bezugseinheiten verbleibende Rest der gegebenen autoscribtiven Einheit wird in ein Potenzprodukt aus Basiseinheiten und ergänzenden Einheiten verwandelt. . · ·

Die Generierung einer homoscribtiven Einheit durch den Einheiten-Generator-2 51 erfolgt in mehreren Taktzyklen, wie z.B.

(1) Das Rechenwerk 14 bildet elementweise die Differenz zwischen dem Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 und einem bestimmten Inhalt des Speichers der Bezugseinheiten 39 und summiert getrennt die Mangel- und Überschußpunkte', die im Mangelregister 37 und im Überschußregister 35 jeweils für die aktuelle Bezugseinheit 1 gespeichert, werden.

(2) Ist der Inhalt des Mangelregisters 37 größer als 2, wird der Ablauf nach (1) wiederholt, jedoch mit Vorzeichenumkehr der Elemente des Inhaltes des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25. >

(3) Ist der Inhalt des Mangelregisters 37 größer als 2, stellt der Speicher der Bezugseinheiten 39 die Bezugseinheit (I + 1) bereit; Fortsetzung nach (1), wenn die aktuelle Bezugseinheit des Speichers der Bezugseinheiten 39 nicht die letzte Bezugseinheit ist, sondern Fortsetzung nach (6). -. ·...

(4) Der Inhalt des Mangelregisters 37, des Überschußregisters 35 und die Bezugseinheitenzählers 40 wird jeweils in den . Mangelspeicher 38, den Überschußspeicher 36 und das Bezugseinheitenregister 41 übernommen und die Taktfolge nach (6) fortgesetzt, wenn der Inhalt des Mängelregisters 37 und der Inhalt des Überschußregisters 35 Null sind.

(5) Der Inhalt des Mangelregisters 37, des Überschußregisters 35 und des Bezugseinheitenzählers 40 wird jeweils in den Mangelspeicher 38, den Überschußspeicher 36 und das Bezugseinheitenregister 41.übernommen, wenn der Inhalt des Mangelregisters 37 betragsmäßig kleiner als der Inhaft des Mangelspeichers 38 ist; Fortsetzung der Taktfolge nach (1) mit der Bezugseinheit (I + 1), wenn die aktuelle Bezugseinheit nicht die letzte Bezugseinheit ist.

(6) Entsprechend dem Inhalt des Bezugseinheitenregisters 41 wird in dem Speicher der abgespaltenen Einheiten 42 dem Inhalt des einer bestimmten Bezugseinheit zugeordneten Speicherplatzesein Bit vörzeichengerecht zu (2) addiert, wenn betragsmäßig der Inhalt des Mangelspeichers 38 kleiner als 3 ist. Vom Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 wird der Inhalt des Speichers der Bezugseinheiten 39 vorzeichengerecht nach (2) von der im Bezugseinheitenregister 41 aufgeführten'Bezugseinheit subtrahiert und das Ergebnis in dem Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25 gespeichert. Beginn einer neuen Folge von Taktzyklen (I)...(6) mit (1), dazu wird der Mangelspeicher 38 auf 3 gesetzt.

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(7) Ist der Inhalt des Mangelspeichers 38 größer oder gleich 3, dann wird der verbliebene Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 elementweise in den Speicher der abgespaltenen Einheiten 42 übertragen.

(8) Während eines zyklischen Lesens des Speichers der abgespaltenen Einheiten 42 werden elementweise jeweils eine Ziffer aus dem Speicher der abgespaltenen Einheiten 42 und danach ein Einheitenzeichen aus dem Speicher der Einheiten-Kurzzeichen 44 in das Register für eine riomoscribtive Einheit 5 umgespeichert, wenn die jeweilige Ziffer des Inhaltes des Speichers der abgespaltenen Einheiten 42 größer als 0 ist, dabei wird die erste Ziffer im Exponent-1-Register 7 gespeichert, und bei der ersten negativen Ziffer ein Schalter „negative Elemente" 43 eingeschaltet. '

(9) In das Register für eine homoscribtive Einheit 5 wird das Zeichen „/"geschoben, wenn der Schalter „negative Elemente" 43 „H" führt. .

(10) Wenn der Schalter „negative Elemente" 43 ,,H" führt, schließt sich ein nochmaliges zyklisches'Lesen des Speichers der abgespaltenen Einheiten 42 an, dabei wird zuerst jeweils der Betrag einer Ziffer aus dem Speicher der abgespaltenen Einheiten 42 und danach das entsprechende Einheitenzeichen aus dem Speicher der Einheiten-Kurzzeichen 44 in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 umgespeichert, wenn die jeweilige Ziffer des Inhaltes des Speichers der abgespaltenen Einheiten 42 kleiner alsO ist. ,

Der Dezimalvorsatz-Generator 27 spaltet daran anschließend in Verbindung mit dem Rechenwerk 14 vom Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 in Abhängigkeit von dessen Wert und dem Inhalt des Exponent-1-Registers 7 einen Faktor ab, dafür wird in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 aus dem Dezimaivorsatz-Generator 27 das entsprechende Vorsatzzeichen eingeschoben.

Die optimale Umsetzung einer autoscrlbtiven Größe in eine homoscribtive Größe ist beendet.

Die vierte Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen (s. Fig. 6) bildet eine z.B. von der Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen ermittelte autoscribtive Größe einer bestimmten Größenart auf eine als Parameter gegebene homoscribtive Einheit derselben Größenart ab und erzeugt ein Vorsatzzeichen zur homoscribtiven Einheit; in diesem Fall darf der erste Faktor des Potenzproduktes der als Parameter gegebenen homoscribtiven Einheit keinen Vorsatz enthalten. Die dazu notwendige Schaltungskombination erfordert · _;

die Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen, .

das Exponent-1-Register 7, das Unit-Register 47, das Koeffizienten-Register 48,

den Zahlenwert-Akkumulator 24, .

den Akkumulator für eine autoscribtive Einheit 25, -

das Register für eine homoscribtive Einheit 5 und den Dezimalvorsatz-Generator 27.

Das Steuernetzwerk 46 steuert die aufgeführten Baugruppen in der Weise, daß eine zum Zeitpunkt T1 als Parameter bereitgestellte homoscribtive Einheit durch die Einrichtung zur Umsetzung einzugebender Größen in eine autoscribtive Größe umgesetzt wird, wobei sowohl die autoscribtive Einheit als auch die homoscribtive Einheit in dem Unit-Register 47 und der Zahlenwert der autoscribtiven Größe im Koeffizienten-Register 48 gespeichert werden.

Die auf den Parameter abzubildende autoscribtive Größe ist Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 und des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 und sei zum Zeitpunkt T2 gespeichert worden, wobei T2 vor oder nach T1 liegen kann. Die Ausführung der parametergesteuerten Abbildung erfolgt zum Zeitpunkt T3:

(1) Über das Rechenwerk 14 wird die autoscribtive Einheit des Unit-Registers 47 mit dem Inhalt des Registers für eine autoscribtive Größe 8 auf Gleichheit überprüft und im Anschluß daran der Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 durch den Inhalt des Koeffizienten-Registers 48 dividiert, das Ergebnis wird im Zahlenwert'-Akkumulator 24 bereitgestellt.

(2) Die homoscribtive Einheit des Unit-Registers 47 wird in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 umgespeichert.

(3) Nach Abspaltung eines Faktors vom Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 durch das Rechenwerk 14 in Verbindung mit dem Dezimalvorsatz-Generator 27 und dem Inhalt des Exponent-1-Registers 7 wird in das Register für eine homoscribtive Einheit 5 ein Vorsatzzeichen eingeschoben. Die ermittelte homoscribtive Größe liegt im Zahlenwert-Akkumulator 24 und im Register für eine homoscribtive Einheit 5 zur Ausgabe bereit.

Die fünfte Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen (s. Fig. 6) bildet eine z.B. von der Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen ermittelte autoscribtive Größe einer bestimmten Größenart auf eine als Parameter gegebene homoscribtive Einheit derselben Größenart ab und erzeugt kein Vorsatzzeichen zur homoscribtiven Einheit, in diesem Fall darf . der erste Faktor des Potenzproduktes der gegebenen Einheit einen Vorsatz enthalten. Die dazu notwendige Schaltungskombination entspricht der Schaltungskombination der vierten Einrichtung auszugebender Größen, sie enthält jedoch keinen Dezimalvorsatz-Generator 27 und kein Exponent-1-Register 7. ^f .

Die vorgestellten einzelnen Einrichtungen der Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten, mit denen, wie schon ausgeführt^ sechs Hauptfunktionen realisiert werden können, sind einsetzbar, wie ebenfalls schon ausgeführt, zur gerätetechnischen Erweiterung von Rechenmaschinen (elektronische Datenverarbeitungsanlagen, Prozeßrechenanlagen, Tischrechner, Taschenrechner, Mikroprozessorsysteme u.a.), Meß-, Steuer- und Regelgeräten sowie · Datenerfassungs- und Datenausgabegeräten. Bei diesen Erweiterungen sind jedoch nicht immer alle drei Grundschaltungen (Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen; Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen; Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen) einzusetzen, sondern stets mindestens eine davon; dabei sind die dritte und die vierte Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen als Erweiterungen der Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen * anzusehen.

Bei dem Einsatz der Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten in Gerätesystemen werden zweckmäßigerweise z. B. Datenerfassungsgeräte nur mit der Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen ν ausgerüstet, während Prozessoren in dezentralen Prozeßregelsystemen nur pnit der Einrichtung zur Verarbeitung autoscribtiver Größen ausgestattet sind. Können sinnvollerweise in einem Tischrechner sämtliche Hauptfunktionen der digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen realisiert sein, so wird zweckmäßigerweise ein Taschenrechner neben den Einrichtungen zur Umsetzung eingegebener Größen und zur Verarbeitung autoscribtiver Größen nur über entweder die erste Einrichtung oder die zweite Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen verfügen.

-10-"'.'192 $95

Bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde die erfindungsgemäße Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen beliebiger Größenarten eines Größensystems zur Erweiterung des Aufgabenbereiches eines Taschen-oder Tischrechners auf wissenschaftlich-technische Aufgabenstellungen eingesetzt. Fig.7 zeigt die wesentlichen Elemente eines zugehörigen Eingabe-/Ausgabefeldes 55.Es dient zum Eintasten und zur Anzeige der Eingabegrößen und zur Anzeige der Ausgabegrößen. Das Eingabetastenfeld besteht aus 6 Tastenzeilen, dabei sind in der ersten Tastenzeile Operationstasten, in der zweiten Tastenzeile Zifferntasten und in den folgenden Tastenzeilen die Buchstaben- und Sonderzeichentasten angeordnet; weiterhin enthält das Eingabetastenfeld Druck-Schiebetasten zur Umschaltung von Rechenverfahren. Die Zifferntasten „0"...„9" und .„♦" sowie „."dienen der Eingabe von Zahlen, Zahlenwerten zu Größen oder

Exponenten zu Einheiten. Die Buchstabentasten „A" Z" und „." sowie „/" dienender Eingabe von Einheiten bzw. nach

Umschaltung der Druck-Schiebetaste „MAT" zum Aufruf mathematischer Funktionen. Mit der Druck-Schiebetaste „KON" wird von Kettenoperationen auf Konstantenoperationen umgeschaltet. Durch Einrasten der Druck-Schiebetaste „NUM" wird der Taschen-bzw. Tischrechner auf rein numerischen Betrieb im Sinne einer üblichen Rechenmaschine umgestellt. Das Ausgabefeld besteht aus einer Unterspannungsanzeige 56, einer Überfüllungsanzeige 57, einer 12stelligen Zahlenanzeige 58 (auch lOstellige Mantisse, 2stelliger Exponent) zur Darstellung von Zahlen und Zahlenwerten von Größen, einer 12stelligen alphanumerischen Einheiten-Anzeige 59 zur Darstellung homoscribtiver Einheiten der Eingabe- oder ; Ausgäbegrößen und einer Fehleranzeige 60.

Fig. 8 zeigt die wichtigsten Funktionsgruppen der erweiterten Rechenmaschine mit den wesentlichen Informationsleitungen. Beim Eintasten über das Emgabe-/Ausgabefeld 55 werden von der eingegebenen homoscribtiven Größe der Zahlenwert im Zahlenwert-Register 3 und die homoscribtive Einheit im Register für eine autoscribtive Einheit 5 gespeichert. Die Baugruppe Eingabe-Transformation 61 (Teil der Einrichtung zur Umsetzung eingegebener Größen) setzt eine eingetastete homoscribtive Größe in eine autoscribtive Größe um, wenn eine der Tasten „+, -, X,:" oder „U" (Eingabe einer Einheit als Parameter) gedrückt wird. Wurde eine der Operationstasten „+, -,X,:" betätigt, dann erfolgt eine Korrelrtur des Zahlenwertes im Zahlenwert-Register 3 und die autoscribtive Einheit wird im Register für eine autoscribtive Einheit 8 zwischengespeichert. Wurde die Operationstaste „U" betätigt, d^inri werden die homoscribtive Einheit und die autoscribtive Einheit im Unit-Register 47 und der Zahlenwert der als Parameter ermittelten autoscribtiven Größe im Koeffizienten-Register 48 zwischengespeichert. Die Baugruppe Ausgabe-Transformation 62 (Teil der ersten oder zweiten Einrichtung zur Umsetzung auszugebender Größen) wird von der Taste „=S" aktiviert, sie setzt die autoscribtive Einheit des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 in eine ₍ homoscribtive Einheit um und füllt damit das Register für eine homoscribtive Einheit 5, gleichzeitig werden der Zahlenwert des Zahlenwert-Akkumulators 24 korrigiert und der Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 sowie der Inhalt des Registers für eine homoscribtive Einheit 5 als homoscribtive Größe im Eingabe-/Ausgabefeld 55 zur Anzeige gebracht. Bei Verknüpfung („+, -, X,':") von zwei autoscribtiven Größen verarbeitet die Recheneinheit die Inhalte des Zahlenwert- ;. • Registers 3 und des Zahlenwert-Akkumulators 24 zum neuen Inhalt des Zahlenwert-Akkumulators 24 und die Inhalte des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25 und des Registers für eine autoscriptive Einheit 8 zum neuen Inhalt des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit 25. ' .-'. .-:

Die Steuer- und Zeitgebereinheit 63 steuert die Verbindungswege zwischen den einzelnen Baueinheiten in Abhängigkeit von der betätigten Eingabetaste.. . . ,

Das Ausführungsbeispiel enthält weiterhin i Größen-Register 64 zur Zwischenspeicherung autoscribtiver Größen, die aus den Akkumulatoren 24 und 25 übernommen oder in diese zurückgespeichert werden können. ,

Die folgenden Rechenbeispiele sollen die Funktionsprinzipien und die Handhabung eines nicht programmierbaren Größenrechners veranschaulichen. '

Beispiel 1: 3.2YD + 11.6M = a -

YD: yard

M : Meter ' ^; ι

Schritt,	·; Eingabe	3.2YD	+	11.6M	=S	Anzeige
1.	C	0
2.	' 3.2YD
3.	3.2YD
4.	11.6 M
5.	14.53M = a

Beispiel 2: 44.2MIN + 1.53HR = b

b soll in „HR" ausgegeben werden MIN: Minute HR : Stunde

Schritt	Eingabe '	1HR	·.-..; u '	44.2 MIN	+	1.53HR	=u	Anzeige
1.	C	0
2.	1HR
3.	1HR
4. .-'	44.2 MIN
5.	44.2MIN
6.	1.53 HR
7.	2.67 HR = b

-11- 192 895

Beispiel 3: 20KW + 23PFS = c

ζ c soll in „PFS" ausgegeben werden

I ' KW :Kilowatt

f ' . PFS: Pferdestärke

Schritt	Eingabe	1 PFS	_ Anzeige .	1PFS
1.	C		0	1PFS
i-		2OKW	20 KW
3.	U		20KW
4.		23 PFS	23 PFS
5.	+		50.19PFS = C
6.
Z-	=U

Beispiel 4: 11.6M2 X 0.85INCH = d

*.' d soll in „L" ausgegeben werden

I M 2 : Quadratmeter

.? INCH: Zoll

': L. : Liter

Beispiel 5: 15V:3MA = e i V ' : Volt

MA: Milliampere

Beispiel 6: 3M : 120MS = f

ξ f soll in „KM/HR" ausgegeben werden

ή M : Meter "

V MS : Millisekunde

Schritt j	Eingabe	1L	U	11.6M2	X	0.85 INCH	=u	Anzeige
f. - '	C	0
2. ,	1L
3. . ;-	. 1L
4.	11.6M2
	11.6M2
έ.	0.85 INCH
7. '	250.44L = d

Schritt	Eingabe	Anzeige
i. 2. 4. 5.	C : 15V .3MA =S	0 15 V / 15V 3MA 5KOHM = e
:;	KOHM: Kiloohm

	KM/HR: Kilometer'je Stunde	3M	\ : ' '	=S	1 KM/HR	U	Anzeige
Schritt	Eingabe	' 120MS	=U.	0 '
1.	C		' 3M
2.	3 M
3.	120MS
	25 M/S
%.:,	1 KM/HR
6.	1 KM/HR
7-	90 KM/HR = f
8.

Eine mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten ausgerüstete Rechenmaschine zeigt gegenüber einer nicht durch den Erfindungsgegenstand erweiterten Rechenmaschine folgende Vorteile:

1. Homoscribtive Größen —wie z.B.!,, 1A" (1 Ampere), „50GOHM" (50 Gigaohm), „95V/M" (95 Volt je Meter), „130KA/HAR" (130 Kiloampere je Hektar), die entsprechend den allgemein üblichen Bildungsvorschriften für Einheiten aus Elementen eines vereinbarten Vorrates an Einheitenzeichen für Basiseinheiten und abgeleitete Einheiten mit besonderen Einheitennamen und an Vorsatzzeichen gebildet und mit einem Zahlenwert verkettet sind — können als ein Datum direkt und unmittelbar in eine Rechenmaschine eingegeben werden. ,

2. Sinnvolle Operationen zwischen Größen oder zwischen Größen und Zahlen werden unmittelbar und selbständig durch die mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüstete Rechenmaschine gelöst, wie z. B.

; 15V:3MA = 5KOHM.

Es sind dabei Größen all der Größenarten zugelassen, deren Einheit mit Elementen des vereinbarten Vorrates an Basiseinheiten und abgeleiteten Einheiten mit selbständigen Einheitennamen als Potenzprodukt darstellbar sind. Die Rechenmaschine verwendet bei der Ausführung der Operationen die autoscribtive Darstellungsform der Größen.

3. Ermittelte autoscribtive Ergebnisgrößen werden in einer optimalen, überschaubaren und einprägsamen homoscribtiven

• ' - -12- 192 895

Darstellungsform ausgegeben, so erfolgt 2. B. die Ausgabe von „0.0351 · 10¹¹ WB.S.A" in der Form „3.51 GOHM". ZurQrößenart der Ergebnisgröße wird von der Rechenmaschine eine maschinenexterne Einheit mit einer minimalen Anzahl an Faktoren des Potenzproduktes generiert. '

4. Ermittelte autoscribtive Größen zu einer bestimmten Größenart werden in einer vorgegebenen homoscribtiven Einheit dieser Größenart ausgegeben, d.h. wird z.B. für eine Ergebnisgröße der Größenart Geschwindigkeit die Einheit „KM/HR" (Kilometer je Stunde) vorgegeben, so wird das Ergebnis stets in dieser Einheit — unabhängig von den Einheiten, in denen der

Weg (z.B. PM,.... M, ...,TAM, SM, INCH, ANG,...) oder die Zeit (z.B. PS, ...,S MIN, HR, Dl, ANN,...) gegeben sind —

ausgegeben.

5. Ermittelte autoscribtive Größen zu einer bestimmten Größenart werden in einer vorgegebenen homoscribtiveh Einheit dieser Größenart mit Formatierung des Zahlenwertes als Festpunktzahl in dem Zahlenbereich 0,001 bis 999,999 und Festlegung eines Dezimalvorsatzes zur homoscribtiven Einheit ausgegeben, d. h. wird z. B. für eine Ergebnisgröße der Größenart Frequenz die Einheit „HZ" (Hertz) vorgegeben, dann erfolgt z.B. die Ausgabe der Größe „3 · 10⁴S-V in der Form „30KHZ"

(30 Kilohertz). '

6. Beim Operieren mit Größen werden umfangreiche Prüfmaßnahmen durchgeführt, d. h. z. B. ob überhaupt sinnvolle Größen zur Verarbeitung bereitgestellt wurden bzw. die Operationen mit Größen sinnvolle neue Einheiten bzw. Größenarten ergeben (diese Funktion ist gleichzusetzen mit der „Dimensionsrechnung", die Techniker und Physiker zur Überprüfung von Formeln durchführen). ' .

Ein erfindungsgemäß erweitertes Steuer-bzw. Datenausgabegerät bietet folgende Vorteile:

1. An seinem Ausgang wird eine autoscribtive Größe in Form einer Impulsfolge bereitgestellt, die die zur Verarbeitung . bereitgestellte Größe quantitativ und qualitativ eindeutig abbildet.

2. Eine am Ausgang des Gerätes in Form einer Impulsfolge bereitgestellte autoscribtive Größe kann ohne Einschränkung der Größeharten des benutzten Größensystems von allen anderen erfindungsgemäß erweiterten Baugruppen und Geräteeinheiten verarbeitet werden, ohne eine spezielle Programmierung oder Anpassung vorzunehmen.

Die Vorteile eines erfindungsgemäß erweiterten Meß-bzw. Datenausgabegerätes sind charakterisiert durch:

1. Eine im Gerätesystem gemessene bzw. ermittelte Größe in Form einer Impulsfolge, die eine autoscribtive Größe darstellt, wird in einer optimalen, überschaubaren und einprägsamen homoscribtiven Darstellungsform abgebildet.

2. Eine im Gerätesystem zu einem definierten Punkt angefallene Größe kannin einer beliebig vorgegebenen homoscribtiven Einheit dieser Größenart ausgegeben werden. .

3. Es könnten Größen aller mit einem gegebenen Vorrat an elementaren Einheiten darstellbaren Größenarten ausgegeben werden.

Ein erfindungsgemäß erweitertes Steuer-bzw. Regelgerät zeigt folgende Vorteile: , ' ,

1., Die Vorgabe von Stellgrößen, Meßwertgrenzen u.a. kann in der (gewohnten) homoscribtiven Darstellungsform erfolgen.

2. Ein- und Ausgabebaugruppen von Steuer- und Regelgeräten sind ohne Einschränkung zu den Größenarten eines Größensystems und damit universell einsetzbar. . .

3. Die Ausgabe von Größen erfolgt als Zeichenfolge in optimaler und überschaubarer homoscribtiver Darstellungsform. Die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Einrichtungen der Anordnung sind technisch jeweils als hochintegrierter Schaltkreis realisierbar, das führt zu einer wesentlichen Erhöhung des Intelligenzniveaus der erwähnten Gerätegruppen bei geringem ökonomischen Aufwand. · '..

Die Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung ist an die Einhaltung bestimmter Bedingungen für Einheiten- und Vorsatzzeichen und für die Bildung von Einheitenzeichen für abgeleitete Einheiten in Form von Poterizprodukten gebunden:

1. Die erste Voraussetzung ist das Vorhandensein eines definierten Vorrates an Einheitenzeichen für Basiseinheiten und abgeleitete Einheiten mit besonderem Namen und an Vorsatzzeichen, dabei muß dieser Vorrat folgende Bedingungen erfüllen: ·

Der Teilvorrat an Einheitenzeichen darf keine homonymen Einheitenzeichen enthalten. · ,

Der Teilvorrat an Vorsatzzeichen darf keine homonymen Vorsatzzeichen enthalten.

Einheitenzeichen, die aus der Verkettung eines definierten Vorsatzzeichens und eines definierten Einheitenzeichens gebildet werden'können, dürfen wedereinem definierten Vprsatzzeichen noch einem definierten Einheitenzeichen gleichen, es sei denn, das gebildete Einheitenzeichen hat denselben semantischen Inhalt wie sein Homonym (Beispiel: „KG" ist einmal definiertes Einheitenzeichen der Basiseinheit der Masse (Kilogramm), zum anderen entsteht dieses Einheitenzeichen bei der

Verkettung des Vorsatzzeichens „K" (Kilo) mit dem Einheitenzeichen „G" für die M.asseeinheit Gramm). ^l

2. Die zweite Voraussetzung zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß Einheiten mit besonderem Namen E,,deren, Einheitenzeichen Element des Teilvorrates definierter Einheitenzeichen sind, miräen K Basiseinheiten B nach der Formel

E = Bi¹-B3²...-BR^K n: ganzzahliger Exponent

darstellbar sind. Die ergänzenden Einheiten werden dabei den Basiseinheiten zugeordnet.

Claims (3)

1. -13- 192 895

   '. .- · '

   Erfindungsanspruch ^; ' ·

   1. Anordnung zur digitalen Umsetzung und Verarbeitung von Größen und Einheiten mit einer zentralen Verarbeitungseinrichtung, einer Dateneingabeeinrichtung und einer Datenausgabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Umsetzung einer eingegebenen beliebigen Größe eines Größensystems in eine autoscribtive Größe die Eingabetastatur (1) über einen Eingabediskriminator (2) in Reihe mit dem Eingang eines Zahlenwert-Registers (3) und dem" Eingang eines Registers für eine homoscribitive Einheit (5) verbunden ist,

   daß an den Ausgang des Registers für'eine homoscribitive Einheit (5) ein logisches Netzwerk (9) sowie ein Register für eine verkettete Einheit (11), ein Exponenten-Register (12), ein Exponent-1-Register (7), ein Schalter „Exponent-Vorzeichen" (15), ein Schalter „Vorzeichen nächste Faktoren" (17), ein Schalter „Faktor_TEnde" (19) und ein Schalter „Analyse-Ende" (22) daran angekoppelt sind, daß ein Festwertspeicher für Dezimalvorsätze (18) und ein Festwertspeicher für Zahlenwerte (20) vorgesehen sind, daß ein Festwertspeicher für elementare Einheiten (16) und ein Festwertspeicher für Gruppen von Exponenten zu . Grundeinheiten (23) enthalten sind,

   daß.ein Prüfcode-Generator (10) eingesetzt ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des Registers für eine verkettete Einheit (11) verbunden ist, wobei ein Rechenwerk (14) ebenfalls an den Ausgang des Registers für eine verkettete Einheit (11) angekoppelt ist,

   daß das Zahlenwert-Register (3) als Akkumulator an das Rechenwerk (14) gekoppelt ist, wobei der Eingang des Rechenwerkes (14) mit dem Ausgang des Festwertspeichers für Zahlenwerte (20) verbunden ist, daß ein Register für eine autoscribitive Einheit (8) als Akkumulator an das Rechenwerk (14) gekoppelt ist, wobei der Eingang des Rechenwerkes (14) mit dem Ausgang des Festwertspeichers für Gruppen von Exponenten zu Grundeinheiten (23) verbunden ist,

   und daß zwecks Verarbeitung autoscribtiver Größen nach vorgegebenen Operationen die Eingabetastatur (1) eine ^N

   Additionstaste, eine Substraktionstaste, eine Multiplikationstaste, eine Divisionstaste, eine Potenziertaste und eine Radiziertaste für die Auslösung von Operationen mit Größen enthält,

   daß ein Zahlenwert-Akkumulator (24) vorgesehen ist, der als Akkumulator des Rechenwerkes (14) geschaltet ist, wobei das Zahlwert-Register (3) als Eingaberegister des Rechenwerkes (14) angekoppelt ist, daß ein Akkumulator für eine autoscribtive Einheit (25), der als Akkumulator des Rechenwerkes (14) geschaltet ist, vorgesehen ist, · . ' ' ' .

   und daß zwecks Umsetzung einer ermittelten beliebigen autoscribtiven Größe in eine homoscribtive Größe ein Einheiten-Generator-1 (28) eingangsseitig mit dem Rechenwerk (14) und ausgangsseitig mit dem Register für eine homoscribtive Einheit (5) und dem Exponent-1-Register (7) verbunden ist, wobei der Einheiten-Generator-1 (28) einen Festwertspeicher für homoscribtive Einheiten'enthält und wobei der Eingang des Rechenwerkes (14) mit dem Ausgang des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit (25) gekoppelt ist, ' .

   daßeinEinheiten-Generator-2 (51) eingangsseitig mit dem Rechenwerk (14) und ausgangsseitig mit dem Register für eine homoscribtive Einheit (5) und dem Exponent-1-Register (7) verbunden ist, wobei derEinheiten-Generator-2 (51) einen Speicher der Bezugseinheiten und eine Vergleichseinrichtung enthält, wobei der Eingang des Rechenwerkes (14) mit dem Ausgang des Akkumulators für eine autoscribtive Einheit (25) gekoppelt ist, . / .

   daß das Rechenwerk (14) mit einem Dezimalvorsatzgenerator (27) und dem Exponent-1-Register (7) zusammengeschaltet ist, dabei ist der Zahlenwert-Akkumulator (24) als Akkumulator des Rechenwerkes (14) angekoppelt und der Ausgang des Dezimalvorsatzgenerators (27) mit dem Eingang des Registers für eine homoscribtive Einheit (5) verbunden, und daß zwecks Umsetzung einer ermittelten autoscribtiven Größe auf eine als Parameter vorgegebene homoscribtive Einheit ein Koeffizienten-Register (48) an den Ausgang des Zahlenwert-Registers (3) und ein Unit-Register (47) an die Ausgänge des - Registers für eine homoscribtive Einheit (5) und des Registers für eine autoscribtive Einheit (8) angekoppelt sind, daß das Rechenwerk (14) eingangsseitig mit dem Akkumulator für eine autoscribtive Einheit (25) und dem Unit-Register (47) verbunden ist, '

   daß das Rechenwerk (14) eingangsseitig mit dem Koeffizienten-Register (48) und dem Zahlenwert-Akkumulator (24) gekoppelt ist, ' ' . ' ' .

   und daß zwecks Steuerung und zeitlicher Koordinierung der Eingabe, Umsetzung, Verarbeitung und Anzeige der Größen sowie zur Durchschaltung der erforderlichen Verbindungswege zwischen den einzelnen Baugruppen jeweils nach Aktivierung über die Eingabetastatur (1) eine Steuereinrichtung (46) in Form einer fest verdrahteten Steuerung vorgesehen ist.
2. 2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingabediskriminator (2), das logische Netzwerk (9), der Prüfcode-Generator (10), der Einheiten-Generator-1 (28), der Einheiten-Generator-2,(51), der Dezimalvorsatz-Generator (27) sowie das Steuernetzwerk (46) und die erwähnten Register, Akkumulatoren, Festwertspeicher und Schalter als fest programmiertes Mikroprozessorsystem mit Mikroprozessor, Festwertprogrammspeicher, Festwertspeicher und Schreib-Lese-Speicher ausgebildet sind. ι
3. 3. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabetastatur (1) eine vordem Eintasten einer Größe zu betätigende und bis zur Betätigung einer Operationstaste oder einer anderen Umschalttaste aktiviert bleibende Umschalttaste zur Eingabe von Größen enthält. ·

   Hierzu 8 Blatt Zeichnungen