Способ записи и считывания двоичных чисел в запоминающих устройствах и запоминающее устройство для осуществления этого способа

Способ записи и считывания двоичных чисел в запоминающих устройствах и запоминающее устройство для осуществления этого способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

¹ 12470ý

Класс 42m, 14

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л. И. Гутенмахер

СПОСОБ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

В ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ И ЗАПОМИНАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА

Заявлено 12 июля 1955 г. за 7Се -1667-17/26 в е,огаитет по лелаги изооретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 23 за )9З9 г.

В известных магнитных запоминающих устройствах для записи н считывания двоичных чисел используют сумму двух однополярных имг ульсов тока, равных по велич 1не, примерно, половинному значению тока, необходимого для персмагнпчивания магнитных элементов зBIloминання, представляющих собой сердечники, выпо:шенные из материала почти прямоугольной петлей гистерезиса. Недостатками этого. способа являются трудности формирования однополярных импульсов, влияние изменения нагрузки источников тока при изменении кода чисел и возникновение помех при прохождении токов через элементы других ячеек, С целью увеличения устойчивости, надежности, быстродействия и возможного количества числа ячеек и элементов запоминания в них

IIpeдлагается способ записи и считывания двоичных чисел, заключающийся в том, что процессы записи и считывания осуществляют с помогцью двухполярнblх импульсов тока, которые легко формируются в иM пульсных трансформаторах. Предлагаемый способ позволяет построить запоминающие устройства, в которых устранены указанные недостатки извес! llblx устройств.

11а фиг. 1 и 2 представлена принципиальная схема запоминающего устройства, где Т вЂ” вторичные обмотки импульсных трансформаторов — ключей типа И адресной системы запоминающего устройства;

?, 7 — координаты и Л, ?, Z — координатные шины запомина1ощего устройства; С вЂ” сердечники.

Адресные шины Z ",ðîíèçûâàþò с.рдечники элементов одной ячейки запоминающего устройства. ЧислО элементОв Определяется числОм дво4чных разрядов каждой я-1ейки. № 124705

На фиг. 1 показаны четыре ячейки (четыре шины Z), в каждой из гкоторых по шесть элементов запоминания (на шесть двоичных разрядов), Каждая шина приключена к своей обмотке Т ключа адресной системы. Шины Х," и Х„, " используются соответственно для записи и для считывания двоичных чисел (здесь К=1,2...6...— обозначает разряд) .

Число элементов в каждой ячейке и число ячеек может быть весьма большим. Для увеличения емкости запоминающего устройства можно ввести еще одну координату V (фиг. 2). При этом, пластины (или кассеты) соединяются своими шинами Л поразрядно. Ш ины X пропущены через элементы одного и того же двоичного разряда всех кассет.

На фиг. 3 представлены диаграммы амнервитков, действующих на магнитные элементы при считывании и цри записи двоичных чисел, где ав — ампервитки;  — магнитная индукция; «О» и «1» — отрицательное и положительное значение остаточной магнитной индукции; «Ъ>,,g — двухполярный импульс в ампервитках — действующих в шинах 2; «Х»(1)— двухполярный импульс, действующий в шинах Л при записи «единицы.>, «Х»(0) — двухполярный импульс, действующий в шине Х1 при записи

«нуля».

На фиг. 3а представлена гистерезисная кривая магнитного элемента запоминания, Индукция В в зависимости от ампервитков импульсов тока, действующих в шинах Z и Х, изменяется по петле. При нулевом аначении ампервитков индукция может иметь положительное или отрицательное значение, обозначенное соответственно единицей «1» и ну.лем «О». В адресной системе формируется двухполярный импульс «Z» .

-тмпервитков, который действует в одной и только одной шине выбранной заданным кодом адреса ячейки запоминающего устройства. Отрицательная полуволна этого импульса создает отрицательные по знаку ампервитки «Z»>, перемагничивающие только те магнитные ячейки, которые имеют остаточную магнитную индукцию, соответствующую «1».

При этом на считывающей шине Х данного разряда образуется сигнал, который также обозначается «1». Этот импульс не изменяет значения остаточной магнитной индукции тех элементов, которые находятся в состоянии «О». После действия этого импульса «Л»ь все магнитные элегменты данной ячейки находятся в состоянии, обозначенном «О», и этим подготовлены для новой записи двоичного чи ла, Вторая положительная полуволна этого импульса « »ь2 создает положительные по знаку

:ампервитки «Z» (фиг. 3), которые вместе с импульсами «Х» исполь.зуются для записи двоичных чисел в элементах данной ячейки.

Одновременно с импульсом «Z» действуют формирователи двухполярных импульсов тока «Х»(1) и «Л»(0), протекающих по шинам Х, .каждого разряда ячейки. При этом для за писи единицы «1» необходимо действие импульса «Х»(1), у которого первая полуволна ампервитков имеет положительное значение и совпадает с положительной полувол ной «Z»>, а для записи нуля («О») необходимо воздействие импульса

«Х»(0), у которого первая полуволна ампервитков имеет отрицательное значение. В первом случае, при записи «1», ампервитки «Z» и

«X»(1) складываются и в сумме образуют такую величину ампервитков, которая достаточна для перемагничивания магнитного элемента и может перевести значение его магнитной индукции из положения «О» в положение «1». Во втором случае, при записи «0», ампервитки «Z»q и

Хо 124705

«Х»(0) обратны по знаку и их разность настолько мала, что не может изменить значение остаточной магнитной индукции элементов и его состояние остается в точке «О», показанной на кривой (фиг. За).

На фиг. 4 показана временная диагр",ììà, поясняющая описанные процессы считывания и записи. На линии 2 диаграммы показаны импульсы «2», и «2» для двух тактов считывания и записи.

На линии «Х» диаграммы показаны импульсы «Х»(1) и «Х»(0), а на линии («Х»+«2») представлены результирующие (суммарные) ампервитки, действующие в данном магнитном элементе при считывании и при записи. Значение ампервитков в момент записи, следовательно, изменяется от разности («2», «X»(0)) при записи «О», до суммы

«2» —, «Х»(1), при записи соответствующих ампервитков «1».

В каждом элементе запомшгяния можно установить Ilo два сердечника, вместо одного, с дополнительнымц обратными шинами Z и Х, с целью компенсации помехи, которая получается при считывании «нуля», а также для выравнивания нагрузки ячеек на адресную систему.

Следует отметить, что вторая полуволна импульса «Х» имеет также значение для возврата рабочей точки кривой индукции в исходное положение при воздействии на элементы серии импульсов «Х». При этом импульсы «Л» изменяют индукцию по полному (симметричному) частичному циклу на верхней или нижней пологой части петли гистерезиса. Это также увеличивает устойчивость всей системы. Можно, конечно, вместо второй полуволны «X»»cnoëüçoâàòü и некоторый постоянный ток смещения. Однако вторая полуволна «Х» получается естествен-. но при формировании импульсов с помощью трансформаторов.

Возможностью питания системы двухполярными импульсами позволяет получить большую скорость работы при заданном магнитном материале.

Адресная система может представлять собой двухкоординатную сетку из любых ключей типа И. На фиг. 5 представлена для примера адресная система из импульсных трансформаторов, соединенных первичными обмотками (шинами Ш) в сетку, где С вЂ” магнитные сердечники импульсных трансформаторов Т (ключей типа И), ГТ вЂ” граничные ключи; à — общий источник тактовых импульсов тока; Ш,-и Ш,— шины;

А,, А, Б,, Б,— шины магнитного дешифратора. На фиг, 6 показана петля гистерезиса и распределение ампервитков (as), действующих на магнитные сердечники С по шинам Ш,- и Ш

Шины Ш представляют собой вторичные обмотки граничных ключей ГТ магнитных дешифраторов. Общий источник тактовых импульсов Г используется для питания всех импульсных трансформаторов Т адресной сетки. На всех сердечниках С сетки имеется еще обмотка для постоянного тока смещения (см. отрезок aspp на фиг. 6). Эта обмотка не показана на фиг. 5. Ток смещения позволяет установить такую начальную точку «00», при которой только сумма двух ампервитков АВ,и AB,„действующих в сердечниках, может привести к их перемагничиванию, то есть к изменению индукции по полной петле гистерезиса (см. фиг. 6). Благодаря этому только один из трансформаторов Т (ключей И) сетки, который находится в точке пересечения двух возбужденных шин (Ш,-и LU,,), создает в своей вторичной обмотке двухполярный импульс тока «2» ., который действует на связанную с ней шину Z

Для выборки одного граничного ключа ГТ магнитного дешифратора используются цепи смещения А и В (фиг. 5). Если подвести токи в эти цепи, то один из 4-х трансформаторов ГТ останется без тока смещения. Этот трансформатор и будет служить ключом для передачи энергии от оощего источника Г на одну из шин Ш,. Такая же систем» управления имеется и для шин Ш № 124705

Импульсы записи «X»(1) и «Л»(0), показанные на фиг. 2 и 3; могут быть созданы самыми различными способами. Один из них показан на фиг. 7 и 8.

Ток для всех шин Х можно создап одним общим источником тока записи Г,, который возбуждает первичные обмотки импульсных грансформаторов TX(l) н ТХ(0), присоединенных вторичными оомотками к шинам Х. Импульс тока этого источника совпадает своим передним фронтом с импульсом «Z», Импульс ыс .gapa»:форматоры ТХ управляются током смешения, полярность которого определяет запись единицы («1») или нуля («О»), то есть образования тока «Х»(1) или «Х»(0), На фиг. 8а показано симметричное расположение гистерсзисных кривых магнитных сердечников импульсных трансформаторов ТХ. На фиг. 8о показаны гистерезисные кривые при подаче тока смещения, необходимого для записи единицы, то есть для получения тока «X»(1).

На фиг. 8в, показаны эти кривые при подаче смешения, трсбукнцимся для получения тока «Х»(0), то есть для записи нуля.

Изменение полярности тока смещения, играющего роль тока управления, приводит к изменению полярности первой полуволны ампервитков,записи «Х». Разумеется, необходимые импульсы «Х» можно получить и с помощью ламп или других источников, непосредственно питающих первичные обмотки каждой пары трансформаторов ТХ. Однако использование одного общего источника для всех шин Х позволяет легче поддержать стабильность всех импульсов записи «Х».

Предмет изобретения

1. Способ записи и считывания двоичных чисел в запоминающих устройствах, содержагцих ферромагнитные сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и скорости работы запоминающего устройства, для записи и считывания информации использук>т двухполярные импульсы тока.

2. Запоминающее устройство для осуществления спосооа по п. 1, выполненное в виде двух или трехкоординатной системы шин, в точках пересечения которых расположены запоминающие ферромагнитные сердечники с намагничивающими обмотками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы запоминающего устройства, образования постоянных нагрузок в его цепях и образования импульсов тока, изменяющих свою полярность в зависимости оТ записи «единиц» или «нулей», в каждой точке пересечения шин расположено два ферромагнитных сердечника, выполненных, например, в виде торов.

3. Запоминающее устройство по п. 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью непосредственной выборки информации, запоминающие сердечники устроиства, расположенные на одной координатной линии, присоединены к одной шине для подачи по выбранному адресу одного общего для этих сердечников импульса тока считывания, формируемого двухкоординатной адресной системой в виде матричной сетки из логических ключей типа «И...И».

4. Запоминающее устройство по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что для питания двухкоординатной адресной системы применен только один общий для всех шин источник импульсов тока, которые коммутируются по шинам матричной сетки ключами типа «И...И», расположенными на границе этой сетки. № 124795

Комитет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор И. С. Кутафина Гр. 174

Татюграфня Комитета !о делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

11нформационно-издательский отдел.

Объем 0,88 и. л. Зак. 10518

Подп. к печ. 15.11-60 г.

Тираж 700 Цена I руб.