EAI Mitteilungsblatt Nr. 7 — Mai/Juni 1966
J
EAI
NGSBTATT
DER
MITTEII.U
EAI
G'IABH
EIECTRONIC
ASSOCIATES
P
A
c
5I AACHEN. BERGDNIESCH
37
MAI-JUNI
NR. @7
I966
The PDS1020Computer
A bb.
I
A bb.
2
A bb. 3
A n jede m A rb e l ts p l a tz ,
a n d e m Ingeni eure
beschafti gt
sj .nd, fa1l en P roblem e
gel dst w erden kdnnen, E i n sol ch er
an, d1e ml t H i l fe
e l n e s D i g i tal rechners
anderen probl"enen
den Benutzer,
sich wdhrend der Rechenzeit
Rechner erlaubt
sl -nd,
z u widn e n ; e r a rb e i te t,
w e n n dl e ei ngegebenen P rogranme ei nrvandfrei
feh,Lerlos Tag und Nacht; er reduziert
Problernbea rbej- tungen von Stunden und
Tagen auf Mlnuten und Sekunden, kurz{rn, er spart dem Benutzer sehr viel
Z eit un d d a mi t w e rtv o l l e s
Gel d.
--/
d e r n u n d a ra n geht, di e E l nsatznogl i chkei ten
ei nes D i gi talDer I ng e n i e u r,
rechners
fur seine Z,vecke zu UberprUfen,
muss v€rschiedene
Gesichtspunkte
P robl erne i n seiner
1ns A u g e fa s s e n :
s te h e n Gro sse und Zahl der anfal l enden
A bt eilun g
b z w . fn s ti tu t
zu Grdsse und P rei s de s
i .n vernU nfti ger
R el ati on
Rec hne rs ; k a n n e r d i e s e n R e c hner nach kurzer E i nfuhrungszei t
sel bst
bed ienen;
vernunfti g
real l si er t
usw.
s ind E i n g a b e u n d A u s g a b e d e r P rogramme und V ari abl en
P DS 1O 2O
Unt er B e rU c k s i c h t i g u n g d i e s e r P unkte hat E A I mi t dem D i gi tal rechner
f ur k le i n e re
B e tri e b e
u n d Insti tute
ei n Opti mum an techni schen
MOgl i chkeit en,
bez ogen a u f Gri i s s e u n d Pre i s ,
errei cht.
RECHNER- ORCANISATION
alrechner
Der PDS 1o2o ist
nit\
ein progranngest euert er "General
Pu rpose"-Digit
paz|tdt
pei
plus
von 4096 lforten
i 16 Bits
einer rnaxinalen S
cherka
Vorzeichen;
der S pe i c h e r i s t e i n n a g n e t o st ri kt i ver Laufzei t spei cher und w urde i n Elnschuben
v on je 1 0 2 4 W o rte n a u fg e te j .It.
Die r i{ a s c h i n e b e s i tz t
i n s g e s a mt si eben R egi ster:
nechster B efehl ,
B efehl,
Wortl6nge,
Akkunulator.
von
Index, Riicksprungadresse,
Vorzej.chen,
Der Inhatt
jedem R e g i s te r
auf A nzei gel empchen sj .chtbar
h a n n n i t H j -l fe ei nes S chal ters
genaeht werden (Abb. 3)
Es gibt
eine Reihe von Ein-und Ausgabeeinhelt en beim PDS 1O2O. Lochstrej.fenleser und Lochst reif enst anz er (Abb, 2) besitzen
von
eine Geschwlndigkeit
50 Zelchen/sec.
xine extrem schnelle
Kugelkopf-sctrreibmaschi
ne (Abb. 1) schreibt
bei. Aus-undrElngabe
naximal 15 Zeichqn/sec.
Ein wichtiges
Konmunikat ionsnit t el
zun Rechner ist das nurneri-sche ?astenfeld,
welches erlaubt,
direkt
von Hand
entEeder Programne bzlr, Variable
einzugeben oder durch Eingabe von Kongtanten
und Befehlen den Rechner als norrnale Rechenmaschlne zu benutzen.
Elne zusiitzliche
Mttglichkeit
bleten die offenen
17 Bit-Para1lel-Ej.n-und
Ausgabekanele.
Dle PDS 1O2O Befehlsliste
wei-st in der Maschi nensprache Uber 40 Befehfe auf,
und zwar Instruktionen
fUr dezinale
und blnzire Arithmetik,
Shj-ften,
Komplementbildung,
Registersetzen,
bedingte
und unbedlngte
Sprilnge, gowie fur die verschledensten
Ein-und Ausgabemog I ichkeiten.
PDS 1O2O INrMPRETER
U[ den B€nutzer zuergt das Erlernen des Programmierens und danach da6
Progranmieren gelbst zu erleichtern,
wurde fur d€n PDS 1O2O als "software'
d€r sogenannte ltDS 1O2O IMXRPRETERgeschaffen. Dieser wandelt den PDS von
t'General
Purposett-Di.git alrechner ln einen eusserst lelstungsfdhigen
elnen
Rechner fur sisscnschaft l1che und technigche Anwendungen, was folgende Aufzehlung der IMBRPRETER-Eigenschaften deuttich zeigt :
\-/
A!-l.e Instnrktlonen
sLnd in lelcht verst!.ndLlchem Fomat ausgelegt.
Zahlenein-und -eusgabe in Fest-und Gleitkomma.
+999.
8-6tellige
cleltkommaarithmet ik in Bereich uon 10-999 bis 10
Zahlrelche, durch Tastendruck abrufbare Spezialfunkt ionen wie Quadratwurzet,
e:ip, stn, ln, cos, Artan usw. (Abb. 4)
Mehr als 30 Befehle fUr Arithmetik,
Spezialfunkt lonen, Adressenmodifikat ionen,
loglsche Entscheidungen usw.
Sofortlge MOglichkeit des Ausschreibens und Augstanzens aIler gespelcherter
Prog raxnme.
Programne und Variable konnen vom Lochstrei fen
her ei ngel esen
w erden.
Bis zu 15 Programme verschiedener Lenge kdnnen gleichzeitig
weggespeichert
werden.
AIle Programme konnen bel.iebig ineinander verschachtelt
werden.
Automattgche Erkennung von arithnet ischen oder Prozedur-tr,ehlern.
Modifizi.eren und Setzen eines Befehles.
ijber 2.4OO Programnstufen kiinnen weggespeichert werden, usw.
NET'EBETNIILE II{ PDS 1O2O IMENPRETER
Ketrnern des pDS 1O2O IMERPRE'TERSsel hierdurch mitgeteilt,
dass seit wenigen
Woehen ein neuer IMERPRETER (PR 5461) zur Verfilgung steht.
An neuen Befehlen sind erwAhnenslrert:
4Absolut,i/e rtbi ldung
DN+
Wagenrilcklalrf , Zeilenvorschub
N-na1
S+
Stanzen des Akl(unulatori. nhalt s
SNNN Tegten auf O
1XXX +
1+
Setzen von Zah]^er L bez\r. Ende von
zXXX +
3XXX +
1D(C +
D(C -
2+
3 +
1
schl ei fe
Setzen von Zdhler
2 bzw. Ende v. Schleife
,g
"
Eingabe alphanumerischer
Zeichen von
S chrei bmaschi ne.
Eingabetest
von Progrannen,
Liischen allen
weggespeichert er Programme.
Wlr sind gerne bereit,
fnteressenten auf Wunsch (nie auch an anderer Stelle
dleseg Reportg erwiihnt) kostenlos eine ausfilhrliche
Beschreibung des Digitalrechners PDS 1O2O zu Ubersenden. Xbenso slnd wlr in der Lage, die Einsatzmdgllchkeit€n
des FDS 1O2O zur LiJsung von probtemen ln den vergchiedensten Fachgebieten vorzutragen. Eine Demonstratj-on des PDS 1O2O in unserem Aachener
Applikatlonslabor
oder an Ort und Stelle bei dem jeweiliegen
Interessenten
Lst J€derzeit durchzufllhren.
Abb.+
2
J
IIEI'E EAI - PI'BLI KATIONEN
Auf Anfrage Ubertenden wlr lhnen g€rne naehlolgerde neue EAl-Brotchuren:
tProgrannert-tlsndbook
fur neuen PDs-1o2o-Diglt a1-Rechner. "
1.
FRechenverstarker alc aktivc Filter
fltr sehr niedrige Frequenzen.
2.
3, "Der Analogrechncr in Biblogie und Medlzin."
4. "Cornpute your cornputing Costs."
EAI-Proz esgrechner
auf dem Mond.
€ingesetzt
ln
anerlkanischen
Projekt
zur
welchen
Landung
Der EAI-AnaIog-Proz eggrechner PC 12 wlrd als wichtlges Besta
tell eines integrierten
Reg€lsyst€mes zur Simulation der
Steuerung der anerika-nischen weltraunsonde "Surveyor", benutzt,
die am 2. Juni 1966 zerstitrungtf rei auf dem Mond landete.l
Der Rc6hner 16st in Echtzeit die Bewegungsgleichungen des
Flugkorpers fur alle monentanen Werte der Bararneter der FIugs t euemngsei nrichtung
die elektronische
bahn urd beeinllugst
der Sonde. Das programmiert€ Gteichungssyat en ergittt aus der
linearen urd wi nkelbeschleunigung dle werte ftlr die funf Frei- i
heitsgrade des Flugkitrpers urd dessen monentane Entfernung und
zun Mond. Das Regelsystem wird vervollrelative
Geschvindigkeit
standigt dutch eln Messwert erfassungssyst en, das alsEin-und Ausgabewerk f0r den Prozegsrechner und das gyroscopische und DopplerRadarsystem benutzt wird,
CLASS - B
-
Analogrechner
nit
Zubehiir
Z.Zt.
si nd w i r i n der Lage, nachfol gende Analoga1s'Class-B'
rechenanlagen
und zubehiirgerate
S ysteme anzubi eten:
(Bei Class-B-Gereten handelt es slch um Elnhelten,
die einige Zeit in ei"n€n unserer Rech€nzentren in
den USA urd Europa vertendet wurden und zu er[iissigGarantie-und
ten Preis€n unter nortalen
dlngungen abgegeben werden. )
3 Stuck EAl-Analogrechner, Typ TR-48
3 Stuek EAl-Analogrechner, Typ TR-2O
2 StUck X-Y-Schrelber,
VARI PIOTTER, Typ 111O
2 Stuck X-Y-Schrei"ber, VARIPLOTTER,Typ 1130
Analog-Dig itel-lvand ler,
n€hrerb Dlgit al-voltneter,
l'lultin€ter,
etc. der Serie 5OOO.
Lieferbe-
EAI . TEITERBIT TI'IIRETO
IAI
llalarta
alt clgta Ptrna auf der W€lt volltransistorlAnalog-RGch€nryrte[c
tlart€
PACE
; dle ltark.nbezelchnung
(Froclclon
Analog Conput tng Bqutpnant) rurde zum Begrlff
lir
bochtcrt ige Rechcn-und Slmulat lons-Syst ere.
EAI
11.1*te
alr crate Flrna ai:f der l{elt konplettc Hybrid-Systene
(Analog-und Dlgltalrechner
gekopp€lt ) ; die Markenbozelchnung
EDAS (Hybrld Dlgltal
Analog Conputer) vutd€ besonders ln Luftund B&unfehrt zur Synbol fllr fort achiltt liche Rechentechnik.
BAI
llclcrte
blr Jetzt
volltranslstorl3lerte
Uber 1.?5O ( eintauaendslebenhundert funfz ig)
Analogrechner der TR-Serie aus :
TR t.O
TR 20
TE 48
Davon ln der Bundosrepubllk
trest -Berlin !
TR 10
75O StUck
5@ Stuck
5oo St0ck
Deutschlard und
TR 48
70 stuck
alo Stuck
45 Stuck
mehr ak
46.OOO lo-Volt-Versterker
Tn 20
EAI
lleterte
EAI
UGlert
ln dlcgen Tagen 5 vollt"ansl gtorlEiert e Analog-Rechensygtene
Typ TR 48,/58, zun Tell gekopp€lt n1t den Dlglt al-Ergdnzungs-Syst em
Typ DES 30, an el.n€r der bedeutendsten Luft-und Raumfahrtunt efnehmen
Deutachlands ln Monchen aus.
BAI
llef€rte
tn ltal 1966 ein volleusgebautes TR-48/58 Analog-Rechensyst em
an aln grosres Lutt-und Raunfahrtunt ernehnen ln Friedrichshifen
aus.
8AI
ll€ferte
bls Jetzt elng Relb.e von Analogrech.a-Systemen der Typen
Tn 48, TR 20 und TR 10 an deutsche I ngenieurschulen aus: zuLetzt
in Xal 1966 eLn Systen Typ TR 48 an die Staatltche
Ingenidurschule
DarEatedt.
EAI
z.Zt. ud:fangreichste Progrann an Analog-bzw, AnaLog Hybridbletet-das
raehnorn an, bogonncn beln Kleinanalogrdbhner TR 5 Uber die Tischanalognit dem Diglt al-Ergiinzungssyst em
rsehn€r Tn-2O urd TR-48 (konblnlert
grossen
Analog-Htbrid rechnern 680 und 88OO bzw. zu
DES 30) bla zu den
den f,ybrldsytt€men 690 und 89OO'
lAI
Appllkat lonsblbl lothek zusamnengehrt t.n 20 Jlhren elnc rclchheltigc
rt€llt,
dl€ d1c Brfshrung d.r EAl-App1lkat ionsingenieur€ zu den verschlein d€n EAl-Rcchenzent ren von Prlnc€ton USA'
donttaD Probl€[ttcl].ungan
Englard und Brtssel'
Lor Angal6r lfftA, WaBhlngton USA, Burgeti tllll,
. D.lg{ctt tl€dsrglbt.
lAI
1tt d1. a14!19. llr &' dl.€ alt Lteterant von Rcch€nsystenen auaserdeRl
f.rataUar
elnor kodpletten Relhc von Ausglbcgerd,ten 13t !
Analog-Dl g lt e l-Wand I er'
VARIPIOfTm, Ichrkana l-Sch relb€r'
X-Y-8chralbc!
uat.
Dlgltal-Io.rr.rtvcrarbcltungaaystene
bls J€tzt
aus.
Rechcnverfahr€n an Analogrechnef nlt Hllfe
Iteratlves
von analoqen PunktBDelchern (Track - Store - Elnhelten)
o.
1.
2.
3.
Anwendungen
ELnleitung
hat die Anwendungsrniigllchkeit en des AnalogrechDie automatisch ablaufende Iteration
Durch Ej-nf0hrung der Ana]ogspeicherung!- autonatlgchen Abners wesentllch erweltert.
f man durch etnfr
laufsteuerung urd der M6glichkelt der 'ogischen E;G;€
Analogrechnerkonponenten (wie Versterker
ge€tg;;t;
Konblnatlon von konventionellen
Rechenelement€n (Flip-Flop3'
alLein oder in Verbindung mit digitalen
und Integrierer)
iibergegangen'
der gEg-gqlgllls
Gatters und Register)
".,
Das lterative
Rechenverfahren
am Analogrechner
von dem redie sich grundsetzlich
Rechnen 1st eine neue Rechenartr
Das lterative
jedem
ParameG
RechenzykJ.us
dass nach
Rechnen dadurch unterscheidet,
ietierenden
geendert
AI9
Merknale
des
x'erden
Betrag
um einen kleinen
una zwiscfrEnergebnisse
'
festfegen:
Rec hn e n s k a n n ma n a l s o fo l gendes
i te ra ti v en
1) Der Rechengang ist
1n ej.ner vorg€schrl ebeiren Folge von Rechenzyklen untertellt.
w1e z.B' Paraeinige Werte geendert
werden autonatisch
2) Nach jedem Rechenzyklus
'
meter, Anfangsbed ingungen oder Ei ngangsvariable.
Die
automatisch
abl-aufende
Iterati.on
verlangt
atso
folgende
Rechenfunktionen:
Bet ri ebs st euerung 3
1) Die automatische
besltzen'
Rechenzyklus
Der Rechner muss einen sich wiederholenden
"Italten" ( Reset ) und "Rechnen"
FaIl mussen sich die Rechenzustiirde
der Fal l 1st).
n l . er end \ r , iede rh o l e n (w i e e s b e i m Repeti erbetrl eb
2) Die
l n ei nfachste n
(Operate).al t er -
Ana logspei cherung :
Der Rechner muss die Ergebni-sse eines Rechenzyklus big zun Beglnn elneg neuen
Durchlaufs speichern.
3)@
neuen Rechenzyklus den wert von Paraneter'
Der Rechner muss vor B€c-fr;;T;;;-teden
Variable oder Anfangsbed i ngung automatisch andern.
:
!t
erkennen, welche Paraneter zu
iindern und welche Zvi schenergebnisse zu speichern si.nd. AI9 loglsche Rechenelemente
stehen im Analogrechner Komparatoren zur verfugunS' die ggfs. durch andere logische
Elenente ergenzt werden k6nnen (DES 30).
j
4) Mttglicht<eit
d r lqgr.gqhen Enllellelqt:nge
Der Reehner mu s s n a c h e i n e n v o rg e g e benen K ri teri um
Ublich 3ird, lassen slch
Diese Rechenoperationen, die in der Digitalrechentechnlk
die DlskretiDie Analogspeicherung ernogllcht
auch am Analogrechner verwirklichen.
zierung der analogen Variablen und ist dadurch der ausschl-aggebende Faktor der iterativen Rechennethode.
Das Prl.nzip der Punkt speicherung
Art der AnaLogspelcherung und wj'rd mlt l{llfe
t*
a* .*fachste
*""*"t"*-r*
"*
vorgenommen (Track-Hold- oder Track - Store - Einh€iten).
von Abtaste- Haltegliedern
prinzipiell
folgerdermassen 3
Die Punkt speicherung erfolgt
Ein bellebiges SignaL $trd periodlgch im Takt der Rech€nablaufes wehrend elner ktrzen
bls zur nechsten Abtsstur€
zelt abgetastet und der jewelllge wert ln elnern Halteglled
gespeichert.
Vrn
sf,,
R
R
Als Speicherelenent wlrd ein Kondensatbr in der Ruekkopplung el.neE offenen Rechenta ungeladen
b€nutzt j Der Kondensator nuss wiihrerd def kurzen Abtastzelt
versterkers
de!
Haltezeit
und
r'aihrend
(daher
Auf
ladezeitkonstante)
kleLne
naigliehgt
eine
werden
(Reset tine) nuss die Spannung an Kondengator sich naiglichst nlcht andern, (also ein
Dle iibert ragungsfunkt lon der Schaltung lautet:
mdglichst kl€lner VerLustfaktor).
tt
\./
/. vE= - 1/1 .,,.r . RC
Der Einfluss der Kapazitat drtlckt sich durch eine Verziigeruhg von Ua gegenuber UFaus'
die aber in erster Anndherung zu vernaehldssigen ist, vorausgeset zt"dass die Zeltkonstante bzw. die Kapazitat klein gewahlt wird.
a!.s Punktspcicher ist dle Ubliche Schaltung fitr die AnDie Schaltung des Ilrtegrierers
fangsbedi4iungen. I{enn eine Xi ngangavariable a1s Anfangsbedlngung fur den Integrierer
gegeben wird, "folgt"
Cracks) der I nt eg rierausgang nit urngekehrten vorzelchen der nlngangsspannung, solange er sich im Rechenzustand Anfangsbedingung befindet und '"spei'(stores) das ningangssignal lm Zustand "Halten" (HoId) oder "Rechnen" (Operate),
"n"tt"keine andere Eingangsspannung hat'
wenn der Integrierer
geschieht autonatischr
wenn der
Die Anderung des Arbeitszust andes des Integrierers
jedoch
lm
Laufe des
eln anderer EingangsrJert
Rechner repetierend betrieben \,?ird. So11
die
Beftr
Zustandes "Rechnen" gespeichert werden, ersetzt man dle Relaiskontakte
vorgegebenen
Krlter1utr
t rj. ebsst euerung durch Kontakte eines Koroparators, der nach einem
auf den Betriebszustand "Speichern" umschaltet. Mr bezeichnen a1le
den Integrierer
die im Zustand "Rechnen" dern Eingangssignal "folgen" als T-Versterker,
Integrierer,
(Abt;steglied,
Track-Arnpllf ier) urd die aie "speictrern" als S-Ve"starkE-(ffi
bzw. Store-Ampllfier)
, Um die Ergebnisse des vorhergehenden Rechenoder Halteglied
zyklus zu speichern, schaltet man T- und S;Versterker ln 53"kud..
den Eingangssigna-1 wS.hrend
Der T-verstd.rlier "folgt"
einer Rechenperiode und nach ieder welteren Rechenperiode (aussen der ersten) lst der Ausgang des SVersterkers gleich dern Endwert der Rechenvariable
der vorhergehenden Periode. So Lassen sich dle Rechenergebnisse zwischen zwel Rechenzyklen spej'chern,
festSoIl ein Zwischenergebnis im Laufe der Iteration
durch einen Analogspeicher
gehalten rrerden, nuss man den S-versterker
durch eLnen Komparator gesteuert wird,
Das Bet riebsverhalt
nochmaLs erklert.
en einer T rack-Store-Einhei
t ist
durch das folgende
ersetzen,
der
Zeitdiagramm
STORE - EINHEIT
A=
Taktpuls
zur Betrieurtt
euerung
B=
zeLtverlauf
der Ausgangsspannung
(AbtastegUed)
des T-versterkers
Tastbreite
c=
der AusgangsspanZeitverlauf
(spelnung des s-verstalkerF
cherglied)
Rechenergebni
sse
der 1. und 2. Iteratlon.
kann nan den
sich aus einer summe ergibt,
wenn dj.e zu speichernde Eingangsvariable
Speichervorgang mit der Sunme kombinieren, in dern man die Eingangswiderstende des bebenutzt. Diese
nutzten offenen Verstarkers als Eingangsnetzwerk fllr den Integrieler
AusgangsapanDie
sind dann an den Punkt SJr des Int egrat lonsn€tzwerkes zuzuschalten.
nuDg erglbt
gich
dann als:
n
_t
u aus = ]-';Fd
-
Das Programnierungssymbol einer
folgender Abbildung gegeben :
=a=-t
"Track-St
(Abtast e-Halt e-Glled
ore" -Elnheit
) ist
in
"SAMPLED"
ANALOG
O U TP UT
ANAL O G
|l{P U T
DI GI T A L C O M M A N D
Amr'endungen
Rechenverfahrens und der Analogspeicherung
Einige typische Anwendungen des iterativen
werden als Beispiel angefuhrt.
1. fterative
Ldsung von Randwertproblemen:
zu dem vorgegebenen Randwert wird nach jeDie Abweichung der gewonnenen Ergebnisse
gespeicherten
gespeichqrt
Tlert vird
die iinderung fur di.e
und aus dem
der Iteration
abgel ei tet.
D i e l (orrektur
de r Par a jer
fterati on
d e r n a c h fo l g e n den
E i ngangs va ri a b l e
proportiona.l
zu den lehler
bis aLle Randwertbedi ngungen erdann iterielend
elfotgt
f t llt
s lnd .
2. Optinierung:
abgetastet
und de r jeweils
Es wlrd i m Bereich der g e g e b e n en P arameter ststenati sch
i st di e For t schr j. t t sB ei i n Grad i ent verfahren
beste Zwischenwert wird a u fg e s p ei chert.
,bl ei tungen
Funkder zu opti tni erend en
richtung der Pararneter d u rc h di e parti .el l en
tion gegeben.
3.
und deren Part ialableitung
Ej.ne der Variablen, normalenreise X, wird disl<retisiert
gewiihntichen Dj.ffeDi.e resultlerenden
durch endliche Differenzquot ient en ersetzt.
Lbsungsgchaltung
werden dann bel verwendung einer "time-shared"
rent ialgleichungen
geltist.
zur Funkt ionserzeugung und Realisierung
und tr{ult ipl il{at ion. Multispeed '
4. Verrendung schnel lablaulender
von algebraischen operatiotret
Unterroutine
ffiTffirr-
Autonatische
Paramet ri erung
F eder des X-Y -Si h re i b e rs .
von llurvenscharen
6.
I nt er polat io n
n a c h v o rg e g e b e n e n
Spezi"aLfalL der Optimierung.
durch
entspreehende
steuerung
der
\-1
K ri teri enl
i(urvenspelcherung mj -t ui tfe
der
P aral l el l ogi h.
SCANNERS series6800/6900
REED-RELAY
P
A C
EAI
EL E C T R O N IC
A S S OC IA TE S
51
BERODRIESCH.ST
AA C H EN
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