Brevet FR2160283A1 — publié le 19730629

La présente invention vise, à titre de nouveau produit, un appareil à calculer permettant d'opérer toute conversion, addition et soustraction de nombres binaires en obtenant automatiquement les résultats correspondants en numération décimale, et ce par une simple manipulation n'exigeant aucune connaissance mathématique. Cet appareil procure aux enseignants, aux élèves des écoles et à leurs parents, un outil pédagosique maniable, peu encombrant, pratique, peu onéreux, sans a port d'énergie extérieure et offrant un résultat quasi immédiat. L'appareil est constitué par un bottier à l'intérieur duquel sont disposés des rubans imprimés coulissant sur des poulies molletées lorsqu'on actionne séparément chacun d'entre eux à l'aide d'un curseur. Le curseur peut se déplacer de trois crans en le poussant soit vers le haut du bottier, soit vers le bas. Cette manoeuvre fait apparattre des nombres dans deux séries de lumières évidées dans le couvercle du bottier et disposées de telle sorte que, dans celles du haut apparaissent les composantes du nombre décimal formé, obtenu par addition de ces dernières, et, dans celles du bas, le nombre binaire correspondant, obtenu par lecture directe. L'expression "nombre décimal" signifiant, dans la description qui va suivre, un nombre entier exprimé en numération décimale, système usuel de base 10. La manipulation judicieuse du curseur permet d'obtenir 1 - La conversion d'un nombre binaire en un nombre décimal. Pour cela, on forme le nombre binaire proposé en abaissant ou non les curseurs concernés afin de faire apparattre dans les lumières du bas soit le chiffre 1, soit le chiffre 0. Dans les lumières du haut apparaissent en meme temps des nombres décimaux qu'il suffit d'additionner pour obtenir le résultat recherché. 2 - La conversion d'un nombre décimal en un nombre binaire. Pour cela, on effectue une succession de soustractions en commençant par tter du nombre proposé le plus grand nombre décimal possible imprimé sous les lumières du haut de l'appareil. Du reste partiel obtenu par la première manipulation, on ôte, à nouveau, le plus grand nombre décimal possible et ainsi de suite jusqu'à un reste de O ou 1. Chacune de ces manipulations consiste à abaisser d'un cran le curseur vers le bas ce qui fait apparaître dans les lumières du haut chacun des nombres décimaux soustraits et, dans les lumières du bas, en lecture directe, le binaire correspondant, soit Décimal proposé 37 duquel on retire successivement 32 - 4 - 1 soit 10C 101 en binaire. 3 - L'addition de deux nombres binaires entiers. Pour cela, on forme d'abord le premier nombre binaire comme il est dit ci-dessus en (1). Cn ajoute le deuxième nombre binaire en poussant les curseurs concernés d'un cran vers le bas. Si, cette opération effectuée, on constate que Snt apparus dans les lumières du bas, des chiffres (Il ou 10) accompagnés d'une retenue (le signe (1) matérialisant la retenue à opérer), on opère l'addition de cette retenue en abaissant d'un cran le curseur de la colonne placée à gauche de la précédente, toute manipulation effectuée pour retenue dans une colonne ne devant se faire qu'une fois. Si, au cours de cette opération de retenue, une autre retenue apparat, on l'opère, à son tour, non dans la colonne qui vient déjà de subir une retenue et pour laquelle toute manipulation est strictement terminée, mais dans la colonne située immédiatement à sa gauche. Toutes ces opérations se font toujours en allant de droite à gauche. Quand elles sont effectuées, le résultat, c'est-à-dire le total des deux nombres binaires apparat en lecture directe dans les lumières du bas et la somme des nombres apparaissant automatiquement dans les lumières du haut constitue le nombre correspondant à ce total en système décimal. 4 - La soustraction de deux nombres binaires entiers. On opère comme pour l'addition : formation du premier nombre en abaissant les curseurs concernés, soustraction du second en élevant les curseurs. Les retenues éventuelles se font également, à l'inverse de l'addition en élevant les curseurs au lieu de les abaisser. 5 - L'addition de plusieurs nombres binaires entiers. On totalise le ler et le 2e comme il est dit ci-dessus en (3). On reprend les manipulations précédentes en considérant cette première somme comte le 1er nombre et le 3e nombre comme le second et ainsi de suite. 6 - La multiplication et la division d'un binaire entier par une puissance de deux. Il est facile de multiplier un vinaire entier par 21, 22, 23, 24 etc. Il suffit d'ajouter 1 zéro, 2 zéros, 3 zéros à droite du chiffre des unités. De meme on peut diviser un binaire terminé par des zéros par 21, 22, 2 , 4 2 etc. en supprimant 1, 2, 3, 4 zéros à droite du nombre binaire donné. D'autres combinaisons sont possibles pour multiplier un binaire entier par 3, 5, 7 etc. en conjuguant la multiplication par une puissance de 2 et l'addition. 7 - La conversion d'un binaire à vircule en décimal. Il convient de considérer ce nombre binaire comme un entier exprimé en unités correspondant au dernier chiffre de droite. On convertit ce nombre binaire en entier décimal puis on place la virgule du nombre binaire. Cette virgule est figurée par un téton mobile, indépendant de ltappareil, et qu'il suffit de placer dans un des trous ménagés entre les fenêtres du bas. Le téton, mis à la place adéquate, indique une fraction par laquelle on multiplie le décimal obtenu par addition des composants. Le resul- tat de cette multiplication donne le nombre décimal à virgule correspondant au binaire à virgule proposé. Soit 110,1 (binaire). On forme 1 101 (binaire entier) ce qui donne, en décimal, dans les lumières du haut 8 + 4 + O + t = 13. La virgule placée entre la 1re et la 2e fenêtre du bas à droite indique la fraction 1/2. Le nombre décimal est donc : 13 x 1 = 6,5 ce qui correspond à 110,1 (binaire). 2 8 - L'addition et la soustraction de binaires à vircule. On forme les nombres en remplaçant les ordres manquants par des zéros de telle sorte qu'à droite de la virgule, les deux nombres binaires aient le morne nombre de chiffres. On effectue l'opération comme pour des binaires entiers comme il est dit en (3) et en (4). Dans le résultat obtenu, on pose la virgule à la place qu'elle occupait dans les nombres proposés. Si l'on désire la conversion de ce résultat en numération décimale, on le multiplie par la fraction indiquée par la virgule. Exemple : 111,011 + 10,11 (binaires) = 111 01t + 1C 110 = 101 000 1 en binaire ou 81 en décimal. Le nombre décimal cherché est : 81-8 1 = 10,125. 8 9 - La multiplication et la division d'un binaire à virgule par une puissance de 2. Pour multiplier par 21, 22, 23..uS on déplace la virgule vers la droite de 1, 2 ou 3 rangs en complétant par des zéros, si besoin est. Pour diviser par 21, 22, 23..., on déplace la virgule vers la gauche. L'usinage de l'appareil se ramène aux opérations suivantes 1 - Moulage plastique du bottier en deux parties : a) le socle et les flancs b) le couvercle. 2 - Fixation des poulies molletées sur des axes en acier doux. 3 - Fixation des rubans préalablement imprimés sur les poulies molletées de façon à former par collage et serrage un ruban continu. 4 - Fixation du curseur par serrage. 5 - Mise en place du bottier. L'invention pourra, de toutes façons, être bien comprise à l'aide de la description et des dessins annexés lesquels sont donnés à titre d'exemples non limitatifs. Fiq. 1 : Vue en perspective d'une partie du bottier (1) par la face supérieure et montrant les curseurs (2) dans leur logement (3) et les fenêtres (4) ménagées dans le couvercle (5) oU apparaissent, en haut, les valeurs décimales (6) correspondant aux chiffres binaires (7) la lecture se faisant de droite à gauche pour composer le nombre binaire et de gauche à droite pour le résultat. La longueur du bottier varie en proportion du nombre de rubans et, par conséquent, de la capacité numérique désirée. On distingue, en outre, imprimée sous les fenêtres du haut (4) la valeur décimale correspondant à l'ordre du chiffre binaire désiré (13) et les trous percés (14) dans le couvercle pour placer la virgule (15) laquelle indique la fraction multiplicatrice (16) permettant d'obtenir le décimal à virgule correspondant. Fici. 2 : Vue en plan de l'intérieur du bottier montrant la fixation de llaxe en acier (8) supportant les poulies molletées (9) sur lesquelles coulissent les rubans imprimés (10) et l'emplacement des lumières (4) où apparaissent les nombres binaires (7) et leurs correspondants en décimaux (6). Cet emplacement dépend de la disposition des chiffres imprimés sur les rubans. Fis. 3 : Vue en coupe du montage des rubans (10) sur les poulies (9) et de la fixation du curseur (2). Fi. 4 : Yue en plan du montage des rubans. Fici. 5 : Vue en plan des rubans imprimés (1C) constituant la table de calcul. REVEE.DICATIOMS l - Appareil à calculer permettant de convertir automatiquement un nombre entier ou à virgule exprimé en numération binaire, en son correspondant en numération décimale et de pratiquer par une simple manipulation l'addition et la soustraction de ces nombres, et éventuellement, leur multiplication et leur division par une puissance entière de 2, caractérisé par le fait que ledit appareil comporte des bandes imprimées actionnées par un curseur qui les fait coulisser sur des poulies crantées de façon à faire apparattre dans les lumières évidées dans le couvercle du bottier, d'une part le nombre binaire désiré, d'autre part son correspondant en système décimal. 2 - Appareil à calculer selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le résultat recherché est obtenu automatiquement et directement par la manipulation de l'instrument et notamment des curseurs sans avoir besoin de procéder à des calculs accessoires et sans que le manipulateur ait aucune connaissance mathématique. 3 - Appareil à calculer selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen utilisé pour obtenir ces calculs est une simple bande glissant sur des poulies mais préalablement imprimée de façon à ce que le résultat recherché soit obtenu automatiquement grâce à une judicieuse disposition sur ladite bande des chiffres O et 1 et des retenues motivées par l'opération, avec, en regard, leur correspondant en numération décimale suivant l'ordre du chiffre considéré.