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Dauerspeicher mit in Reihen von je m gruppierten, magnetisch bistabilen Kernen
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einer grossen Anzahl (10000 oder mehr) von Kodegruppen von je einer bestimmten Anzahl von Kodeelementen und an einer beliebigen Erzeugung einer beliebigen Kodegruppe dieser Anzahl vor. Eine Kode ist die Abbildung bestimmter In- formationen auf endlichen Zusammenstellungen bestimmter, in endlicher Zahl vorliegender Zeichen, welche nicht alle vorzukommen brauchen und auch mehrfach auftreten dürfen. Eine binär kodierte Information ist eine Zusammenstellung nur zweierlei Zeichen, wofür hier die Zeichen 0 und l gewählt werden. Eine, eine bestimmte Information repräsentierende Zusammenstellung dieser zwei Zeichen, wie z. B. 011010, wird eine binäre Kodegruppe genannt.
Die die Kodegruppe zusammenstellenden Zeichen (im gegebenen Beispiel also die Zeichen 0, 1, 1, 0, 1 und 0) werden die Kode-Elemente genannt. Statt Kodegruppen spricht man nach dem Vorbild der Amerikaner auch vielfach von Wort".
Unter einem Dauerspeicher wird hier ein Gedächtnisspeicher verstanden, dessen Inhalt nur durch materielles Eingreifen von aussen her ge- ändert werden kann. Bei einem Dauerspeicher darf beim Erzeugen einer beliebigen Kodegruppe nicht einmal ein zeitweiliger Verlust an im Speicher aufgenommener Information stattfinden, was in der engl. Fachsprache mit non-destruc- tive reading" bezeichnet wird. An den Speicher wird weiter die Anforderung gestellt, dass eine beliebige der im Speicher aufgenommenen Kode, gruppen innerhalb sehr kurzer Zeit (von der Grössenordnung von einigen ! sec) produziert werden kann.
Gedächtnisspeicher dieser Art sind u. a. zur Steuerung selbsttätiger Fernmeldezentralen, zur festen Programmierung elektronischer Rechenmaschinen, zur Steuerung von Eisenbahnsignalisierungssystemen, zur Steuerung von übersetzungmaschinen usw. anwendbar.
Der Dauerspeicher, auf den die Erfindung sich bezieht, enthält Reihen von je m gruppierten, magnetisch bista'bilen, ringförmigen Kernen und dient zum Behalten einer grossen Anzahl aus m zweiwertigen Kodeelementen bestehender Kodegruppen und zum parallelen Produzieren einer beliebigen dieser Kodegruppen in Form von vorhandenen oder nicht vorhandenen Impulsen in m Ablesedrähten Sp (p = 1, 2... ni), in welchem Speicher jede Kodegruppe mittels eines Drahtes festgelegt ist, der entsprechend dieser Kodegruppe durch eine der Reihen von Kernen geflochten ist, während jeder Ablesedraht Sp durch alle p-ten Kerne von allen Reihen geflochten ist. Gemäss der Erfindung sind jeweils b Reihen zu einem Feld vereinigt und enthält der Speicher c Felder, während der Speicher a Drähte Al,...
Aa enthält, wovon jeder gemäss be, im allgemeinen verschiedenen Kodegruppen durch alle Reihen aller Felder geflochten Ist, so dass jede im Speicher vorhandene Kodegruppe durch eine Adresse von drei Koordinaten x, y, z bestimmt ist, wobei
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. gruppe (x, y, z) durch die y-te Reihe des z-ten Feldes des Speichers geflochten ist, während der Speicher weiter b Drähte B1,... Bb enthält, von denen der Draht By durch alle Kerne der y-ten Reihen aller Felder geflochten ist und schliesslich c Drähte Cl,... Cc, von denen der Draht Cz durch alle Kerne aller Reihen des z-ten Feldes geflochten ist.
Die im Speicher angewandten Kerne sind vorzugsweise ringförmig, in welchem Falle eine Wicklung um einen Kern aus einem einzigen, durch diesen Kern gehenden Draht bestehen kann.
Weiter beziehen sich die Worte "Reihe"und "Feld" ausschliesslich auf die elektrische Schaltungsanordnung der Kerne und nicht auf deren räumliche Verteilung. Selbstverständlich schliesst sich die räumliche Einteilung der Kerne vorzugsweise mehr oder weniger an ihre elektrische Schaltungsanordnung a. n, manchmal ist dies aber aus andern Gründen unzweckmässig.
An Hand der Zeichnung wird ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt das fünfte Feld mit 12 Reihen von je 7 Kernen sowie die durch sie gezogenen A, B und C-Drähte, Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Steuerung der A-Drähte, Fig. 3 ein Beispiel einer Transistorausführung der
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Fig.Schaltbild des ganzen Speichers und Fig. 5 ein Beispiel einer Steuerdurchlassschaltung.
Fig. 1 zeigt das fünfte Feld eines Speichers nach der Erfindung, in welchem Feld 192 Kodegruppen von je 7 Kodeelementen gespeichert werden können. Das Feld enthält 12 (waagrecht dargestellte) Reihen von je 7 ringförmigen Kernen aus einem Material mit einer wenigstens annähernd rechtwinkeligen Magnetisierungskurve und mit zwei stabilen, magnetischen Zuständen, die durch die Ziffern 0 und 1 unterschieden werden. Jeder ringförmige Kern ist in der Figur durch einen starken, unter 45 verlaufenden Strich angedeutet. Durch die Reihen sind 16 A-Drähte geflochten, von denen in der Figur nur der Draht A9 angegeben ist. Jede Reihe enthält also 16 Kodegruppen.
Der Draht Ax ist entsprechend der Kodegruppe (x, y, z) durch die y-te Reihe des
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so verläuft der Draht A, durch den ersten, zweiten, vierten, sechsten und siebenten Kern der sechsten Reihe des fünften Feldes, saber nicht durch den dutten und fünften Kern dieser Reihe. Weiter verläuft durch alle Kerne jeder Reihe ein B-Draht (durch die erste Reihe der Draht 81, durch die zweite Reihe der Draht B2 usw.). Schliesslich verläuft durch alle Kerne aller Reihen jedes Feldes ein C-Draht (durch das erste Feld der Draht Cl, durch das zweite Feld der Draht C2 usw. ).
Die C-Drähte sind derart durch alle Kerne der Felder geflochten, dass ein hinreichend starker Stromimpuls durch einen CDraht alle Kerne des betreffenden Feldes von dem Zustand 0 in den Zustand 1 führen kann, unabhängig von dem Anfangszustand der Kerne dieses Feldes.
Schliesslich ist durch alle ersten Kerne jeder Reihen ein Ablesedraht gezogen, durch alle zweiten Kerne aller Reihen ein Ablesedraht 52 usw.
Es wird hier vorausgesetzt, dass ein Stromimpuls durch einen A-, B-, C- oder S-Draht positiv ist, wenn die Kerne, durch welche der Draht verläuft, bei hinreichender Stärke dieses Stromimpulses, von dem Zustand 0 in den Zustand 1 übergeführt werden können. Weiter wird der in einen S-Draht induzierte Impuls als positiv betrachtet, wenn dieser Impuls dadurch erzeugt wird, dass ein Kern, durch den dieser S-Draht verläuft, von dem Zustand 1 in den Zustand 0 übergeht.
Die in die S-Drähte induzierten Impulse sind meistens für direkte Benutzung zu klein ; daher sind diese Drähte mit den Eingangsklemmen von (in der Zeichnung nicht dargestellten) Verstärkern verbunden. In den Eingängen dieser Verstärker sind vorzugsweise Tore angeordnet, die durch die Steuerung des'Speichers geöffnet und geschlossen werden können, so dass alle uner- wünschten Impulse in den S-Drähten zurückgehalten werden können. Die Verstärker können auch derart ausgebildet sein, dass sie die positiven Impulse verstärken, aber die negativen Impulse zurückhalten.
Das in Fig. 1 dargestellte Feld kann an sich bereits als Speicher für 192 Kodegruppen dienen.
Vorausgesetzt z. B., dass man die Kodegruppen (9, 8) zu produzieren wünscht, d. h. die Kodegruppe, welche der Weise entspricht, auf die der Draht A9 durch die achte Reihe geflochten ist (da der Speicher in diesem Falle nur ein einziges Feld hat, erübrigt sich die Koordinate z), so fängt man an alle Kerne in den Zustand 0 zu führen, soweit diese sich nicht bereits in diesem Zustand befanden. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein hinreichend starker, negativer Stromimpuls durch den C-Draht geführt wird. Die infolgedessen in den sieben 5-Drähten auftretenden Impulse werden von den dann geschlossenen Toren in den Eingängen der mit den 5-Drähten verbundenen Verstärker zurückgehalten. Darauf führt man einen so starken, positiven Stromim-
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ben werden.
Insbesondere werden dadurch der erste, zweite, vierte, fünfte und siebente Kern der achten Reihe in den Zustand 1 geführt und der dritte und sechste Kern dieser Reihe bleiben in dem Zustand 0. Die auf diese Weise in den 7 5-Drähten auftretenden Impulse werden auch von den noch stets geschlossenen Toren in den Eingängen der Verstärker zurückgehalten. Darauf wird ein so starker, negativer Stromimpuls durch den Draht BB geführt, dass der erste, zweite, vierte, fünfte und siebente Kern der achten Reihe wieder in den Zustand 0 zurückspringen, während gleichzeitig die Tore in den Eingängen der Verstärker geöffnet werden. Dadurch treten in den Drähten SI, S , Sj, positive Impulse auf, die in den Verstärkern verstärkt werden.
Diese parallel gebildete Gruppe von Impulsen bildet die der Adresse (9, 8) zugeordnete Kodegruppe ; aus diesem Grunde werden diese Impulse Ableseimpulse genannt.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Weise, auf welche die Stromimpulse durch die A-Drähte ge-
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vier A-Drähte (i, , (i, 2), (i, 3), (i, 4) sind links mit der Ausgangsklemme eines Tores Pi (i = 1, 2,3, 4) verbunden und auch die vier A-Drähte C, ;,), (2, j), (3, j), (4, j) sind rechts mit der Eingangsklemme eines Tores Qj (j = 1, 2, 3, 4) verbunden. Die vier Eingangsklemmen der vier Tore Pi sind mit der Plusklemme B-einer Gleichstrom- quelle und die vier Ausgangsklemmen der vier Tore Pj sind mit der Minusklemme dieser Stromquelle verbunden. Alle A-Drähte enthalten eine¯1 Gleichrichter mit einer von B-nach B-verlau- fenden Durchlassrichtung.
Es lässt sich leicht feststellen, dass, wenn die Tore Pi und Qj geöffnet und alle weiteren Tore geschlossen sind, nur der
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Draht (i, j) Strom führt. Die Gleichrichter in den A-Drähten sperren nämlich alle weiteren Stromwege von Pi nach iQj.
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haben. Fig.führungsform der Tore Pi und Qj. Der Draht (i, j) ist mit dem Kollektor des Transistors Pi und mit, dem Emitter des Transistors Qj verbunden. Der Emitter des Transistors Pi ist geerdet und der Kollektor des Transistors Qj ist, gegtbenenfalls über einen Widerstand r, mit der Mi- nuslemme einer Stromquelle verbunden, deren Plusklemme geerdet ist. Die Basis der Transistoren Pi und Gj st jeweils mit den Steuerklemmen i bzw. j verbunden.
Normalerweise hat jede Basis eine solche Spannung, dass die Transistoren keinen Strom führen. Indem negative Impulse den Steuerklemmen i und j zugeführt werden, werden die Transistoren Pi und Qj leitend und der Draht (i, j) führt somit einen Stromimpuls.
Die Steuerung der B-Drähte kann auf ähnliche Weise stattfinden.
Fig. 4 zeigt das Schaltbild eines Speichers mit 90 Feldenn der in Fig. 1 dargestellten Art ; dieser Speicher kann somit 90 X 192 = 17. 280 Kodegruppen enthalten. Die gleichzähligen A-, Bund S-Drähten dieses Speichers sind in Reihe geschaltet, so. dass der Speicher 16 A-Drähte, 12 B-Drähte, 90 C-Drähte und 7 S-Drähte besitzt.
Der Draht Ax verläuft. dabei durch alle Reihen aller Felder und' ist entsprechend der Kodegruppe (x, y, z) durch die y-te Reihe des z-ten Feldes geflochten. Der Draht By verläuft durch alle Kerne der y-ten Reihe jedes Feldes. Der Draht Cz verläuft durch alle Kerne aller Reihen des z-ten Feldes. Der Draht Sp verläuft durch alle p-ten Kerne aller Reihen aller Felder.
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fängt an, alle Kerne aller Reihen aller Felder in den Zustand 0 zu führen, sofern sie sich nicht bereits in diesem Zustand befanden.
Dies kann unter, anderem dadurch erfolgen, dass negative Stromimpulse durch die 12 B-Drähte, negative Stromimpulse durch, die 90 C-Drähte und negati- ve Stromimpulse durch die 7 S-Drähte geführt werden oder dass ein negativer Stromimpuls durch einen besonderen Zurückstelldraht 0 geführt wird, welcher Zurückstelldraht durch alle Kerne aller Reihen aller Felder verläuft. Darauf führt man Stromimpulse mit der Amplitude-Vi durch die Drähte A9 und B10, wobei i einen so'hohen Wert hat, dass ein Stromimpuls hinreichender Dauer mit der Amplitude i durch einen durch einen Kern verlaufenden Draht diesen Kern mit Gewissheit von dem Zustand 0 in den Zustand 1 überführt, während ein Stromimpuls mit der Amplitude-Vi dies mit Gewissheit nicht vollführt. Infolgedessen wird in jeder 10.
Reihe jedes Feldes die 9. Kodegruppe geschrieben. Insgesamt werden somit 90 Kodegruppen im Speicher geschieben, d. h. die Kodegruppen (9, 10, 1), (, 10, 2),... (9, 10, 90) sind gleichzeitig auslesefertiggemacht. Die durch das Auslesefertigmachen in die S-Drähte induzierten Spannungsimpulse werden von den noch geschlossenen Toren in den Eingängen der mit den S-Drähten verbundenen Verstärker zurückgehalten. Schliesslich führt man einen negativen Stromimpuls mit der Amplitude i durch den Draht C48 und öffnet gleichzeitig die Tore in den Eingängen der mit S-Drähten ver- bundene Verstärker. Infolgedessen springen alle Kerne der 10. Reihe des 48.
Feldes wieder in den Zustand 0 zurück, sofern sie sich wenigstens noch nicht in dem Zustand 0 befanden und die Kodeelemente der der Adresse (9, 10, 48) zugeord- neten Kodegruppe erscheinen in den 7 S-Drähten als Impulse oder als Fehlen der Impulse. Diese Impulse werden in mit den S-Drähten verbundenen Verstärkern verstärkt.
Zur Steuerung der 16 A-Drähte sind 8 Transistoren (16 = 4 X 4) und 16 Dioden erforder-
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;Transistoren (90 = 9 X 10) und 90 Dioden erforderlich. Insgesamt enthält der Speicher somit 34 Transistoren und 118 Dioden.
Wenn der Speicher nicht in Felder unterteilt wäre, hätte der Speicher 1080 Reihen und somit eine gleiche Anzahl von B-Drähten. Zur Steuerung desselben wären 66 Transistoren (1080 = 30 X 36) und 1080 Dioden notwendig. Es zeigt sich somit, dass die Unterteilung des Speichers in Felder eine wesentliche Ersparnis an Transistoren und Dioden zur Steuerung ermöglicht.
Anderseits kann man den Feldern nicht eine unbeschränkte grosse Anzahl von Reihen erteilen, da beim Produzieren einer Kodegruppe durch einen Stromimpuls in einem C- Draht Störimpulse (sogenannte Parasitärimpulse) in den S-Drähten induziert werden, welche von den Kernen aller sich nicht auf die betreffende Kodegruppe beziehenden Reihe des Feldes stammen. Die zulässi-
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mehr oder weniger guten Annäherung der Hysteresiskurve der Kerne an die rechtwinkelige Gestalt ab ; sie liegt im allgemeinen nicht weit über 12 hinaus.
Es ist weiter erwünscht, die Stromimpulse durch die C-Drähte, welche die Ableseimpulse in, den S-Drähten liefern müssen, mit hinreichend steilen Vorderflanken zu erzeugen, um möglichst starke Ablesimpulse in den S-Drähten zu erzielen.
Schliesslich zeigt Fig. 5 eine verbesserte Ausführungsform eines Tors Pi (Fig. 2). Die Tore Qj können auf ähnliche Weise ausgebildet sein.
Das Tor Pi enthält einen Ferritring 1, einen Transistor 7, einen Transformator . und einen Transistor 13. Der Ferritring 1 enthält eine erste Eingangswicklung 2, von der ein Ende mit einer ersten Eingangsklemme i und das andere Ende mit Erde verbunden ist, sowie eine zweite Ein-
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gangswicklung 4, von der ein Ende mit einer Eingangsklemme 3 und das andere Ende mit Erde verbunden ist. Weiter enthält der Ferritring eine Ausgangswicklung 5, die einerseits mit einer
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- undlich hat der Ferritring noch eine Rückkopplungswicklung 6, die einerseits mit dem Kollektor des Transistors 7 und anderseits mit einem Ende der Primärwicklung 8 des Transformators 14 verbunden ist.
Das andere Ende dieser Primärwicklung ist gegebenenfalls über einen Widerstand 10 geerdet.
Ein Ende der Sekundärwicklung 9 des Transformators 14 ist geerdet und das andere Ende ist über die Parallelschaltung eines Widerstandes 11 und eines Kondensators 12 mit der Basis des Transistors 13 verbunden. Der Emitter dieses Transistors ist geerdet und der Kollektor ist mit den Drähten (i, , ( 2), (i, 3) und (i, 4) verbunden.
Die ersten Eingangswicklungen und die Steuerklemmen i und j sind gesondert, d. h. jedes Tor Pi bzw. Qj hat seine eigene erste Eingangswicklung 2 und seine eigene Steuerklemme i bzw. j. Die Eingangsklemme 3 ist jedoch nicht gesondert, z. B. dadurch, dass alle zweiten Eingangswicklungen 4 aller Ferritringe 1 aller Durchlässe Pi und Ci in Reihe geschaltet sind. Sie können jedoch auch gegebenenfalls gruppenweise parallel geschaltet sein.
Die Wickelrichtungen der verschiedenen Wick-
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gleichgültig. Es wird angenommen, dass die den Klemmen i und 3 zuzuführenden Stromimpulse einen positiven Sinn haben, was im übrigen beliebig gewählt werden kann. Auch die Wickelrichtung der Wicklung 2 kann beliebig gewählt werden. Der Zustand, in den der Ferritring infolge eines hinreichend grossen, positiven Stromimpuls durch die Wicklung 2 gelangt, wird der Zustand 1 genannt. Der Wickelsinn der Wicklung 4 muss dann derart sein, dass ein hinreichend grosser, positiver Stromimpuls durch diese Wicklung den Ferritring von dem Zustand 1 in den Zustand 0 überspringen lässt. Die Ausgangswicklung 5 muss derart sein, dass der Übergang des Ferritringes von dem Zustand 1 in den Zustand 0 die Basis des Transistors 7 negativ macht.
Der Wickelsinn der Rückkopplungswicklung 6 muss derart sein, dass der darin beim Leitend-werden des Transistors 7 auftretende Stromimpuls den Übergang des Ferritringes von dem Zustand 1 in den Zustand 0 beschleunigt.
Die Einrichtung wirkt wie folgt. Es wird vorausgesetzt, dass man durch den Draht (i, j) einen Stromimpuls zu führen wünscht. Man führt dann positive Stromimpulse zu den Steuerklemmen i und j, wodurch die Ferritringe 1 der Tore Pi und Qj in den Zustand 1 geführt werden.
Darauf führt man einen positiven Stromimpuls nach der Eingangsklemme 3, wodurch diese Fer-
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einen Stromimpuls über dessen Kollektor zu erzeugen. Dieser Stromimpuls wird durch die Rück- kopplungswicklung 6 geführt, wodurch ein Impuls mit einer sehr steilen Vorderflanke entsteht. Dieser Impuls wird durch den Transformator 14 und die Parallelschaltung 11, 12 der Basis de, Transistors 13 zugeführt, der infolgedessen kurzzeitig leitend wird. In demselben Augenblick ist auch der Transistor 13 des Tores Qj kurzzeitig leitend, wodurch ein Impuls mit steilen Flanken durch den Draht (i, j) geführt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dauerspeicher mit in Reihen von jeweils m
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einer beliebigen dieser Kodegruppen in Form von vorhandenen und nicht vorhandenen Impulsen in m Ablesedrähten Sp (p = 1, 2... m), in welchem Speicher jede Kodegruppe durch einen Draht festgelegt ist, der entsprechend dieser Kodegruppe durch eine der Reihen von Kernen geflochten ist, während jeder Ablesedraht Sp um alle p-ten Kerne aller Reihen gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils b Reihen zu einem Feld vereinigt sind und dass der Speicher c Felder enthält, während der Speicher a Drähte A,....
Aa enthält, wovon jeder gemäss bc, im allgemeinen verschiedenen Kodegruppen durch alle Reihen aller Felder geflochten sind, so dass jede im Speicher vorhandene Kodegruppe durch eine Adresse von drei Koordinaten x, y, z bestimmt ist, wobei x den Draht Ax angibt, der gemäss der Kodegruppe (x, y, z) durch die y-te Reihe des z-ten Feldes geflochten ist, während der Speicher weiter b Drähte B1,... Bb enthält, von denen der Draht By durch alle Kerne der y-ten Reihen aller Felder geflochten ist und schliesslich c Drähte Cl,... Ce, von denen der Draht Cz durch alle Kerne aller Reihen des zten Feldes geflochten ist.