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Relaisrechner

An der TH Dresden wurde unter der Leitung von Prof. Lehmann 1955-57 ein Modellrechner auf der Basis von Relais zur Verwendung in der Ausbildung der Studenten entwickelt und 1959 fertiggestellt. Der Rechner wurde bis ca. 1980 in der Ausbildung eingesetzt. 2002 wurde er gereinigt und generalüberholt, so daß er auch heute noch im Museum vorgeführt werden kann.

Rechts finden Sie ein Video des Rechners in Aktion. Die klackenden Geräusche kommen vom Taktgeber und den Relais. Das zu manchen Zeiten zu hörende Klacken mit längerem zeitlichen Abstand wird durch den Schrittmotor des elektro-mechanischem RAM verursacht.

Der Rechner wurde aus Teilen der Telefontechnik gebaut und enthält u.a.:

  • 188 Telefonrelais
  • 7 Drehwähler
  • und 96 Selendioden.

Andere Teile wie z.B. der elektro-mechanische Taktgeber und der Speicher sind Spezialanfertigungen.

An diesem Rechner wurden lange Zeit Praktika im Fach ''Rechentechnik für Ingenieure'' durchgeführt. Eine typische Aufgabe bestand in der Berechnung der Wurzel einer Zahl mit einem Iterationsverfahren unter Berücksichtigung einer Abbruchbedingung . Weitere Aufgaben befassten sich z.B. mit der Berechnung trigonometrischer Funktionen und der Lösung von Differentialgleichungen mit dem Runge-Kutta-Verfahren.


Aufbau und Programmierung

In nebenstehendem Bild sind die einzelnen Baugruppen des Rechners angegeben. Klicken Sie bitte auf das Bild für eine größere Darstellung.

Der Relaisrechner hat die Architektur eines Einadressrechners mit folgendem Befehlsaufbau:

  • 6 Bit für die Adresse (00 bis 63)
  • 3 Bit für Befehle (8 unterschiedliche Befehle)

Folgende Befehle sind vorhanden:

  • Addition
  • Subtraktion
  • Multiplikation
  • Division
  • Transport mit nachfolgendem Löschen
  • Sprung
  • Bedingter Sprung (wenn vorhergehendes Ergebnis>0)
  • Stopbefehl

Die Multiplikation und Division werden durch das Steuerwerk auf fortlaufende Additionen bzw. Subtraktionen zurückgeführt.

Der Speicher des Rechners besteht aus drei Teilen: Konstantenspeicher (ROM), Hauptspeicher (RAM) und ein-/Ausgabeadresse mit folgenden Adressen:

  • Zellen 00...31 - Konstantenspeicher, bitweise einstellbar über Schalter für Programm und Konstanten
  • Zellen 32...61 - Hauptspeicher, ein elektromechanischer Schreib-/Lesespeicher
  • Zelle 62 - Ein- und Ausgabe über Schalter bzw. Lampen

Die Daten werden im Konstantenspeicher als 9 Bit-Wörter abgelegt, bei Rechnungen wurde davon ein Bit als Vorzeichen interpretiert (-255...+255). Der Hauptspeicher kann 12-Bit-Worte aufnehmen, auch hier ist wieder ein Bit davon als Vorzeichen belegt (-2047...+2047).


Technische Daten

Taktfrequenz:

5 Hz

Rechenzeiten:

Addition und Subtraktion: 4 s

 

Multiplikation: 15 s

 

Division: 16 s

 

Logische Operationen (Transport, Sprung): 3s

Speicher:

Tastenspeicher mit 32 Zellen zu je 9 Bit (ROM)

 

Elektromechanischer Speicher mit 30 Zellen zu je 12 Bit (RAM),

 

mittlere Zugriffszeit 6 s

Informationsdarstellung

Wortlänge:

12 Dualstellen (davon 1 Stelle für Vorzeichen)

Numerische Daten:

Zahlensystem: dual

 

Interner Zahlenbereich:

Befehle:

System: Einadressbefehle

 

Länge: 9 Bits

 

Aufbau: 6 Bits Adressenteil, 3 Bits Operationsteil,

 

(4 Grundrechenarten; Transport, bedingter und unbedingter Sprung)

Ein- und Ausgabe:

Kippschalter und Lampenfeld

Bauelemente:

188 Telefonrelais, 7 Drehwähler und 96 Selendioden

Relaisrechner von vorn
Relaisrechner von hinten
Baugruppen des Relaisrechners