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Anordnung zur Speicherung digitaler Informationen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Speicherung digitaler Informationen unter Ver- wendung von Schaltelementen, deren elektrisch erfassbare physikalische Kennwerte Hystereseeigenschaf- ten aufweisen und die in bekannter Weise z. B. in Matrixanordnungen verwendet werden können.
In Anordnungen zur Speicherung digitaler Informationen werden bei bekannten Ausführungen Schalt- elemente verwendet, die ausgeprägte Hystereseeigenschaften aufweisen und über zwei stabile physikali- sche Zustände, im weiteren"0"und"l"genannt, verfugen. Als solche Speicherelemente werden Schalt- elemente aus magnetischen Materialien z. B. Ringkerne, Lochplatten und Stäbe oder dünne magnetisier- bare Schichten angewendet. Darüber hinaus weisen ferroelektrische Stoffe und diverse mechanische Spei cheranordnungen zu Speicherzwecken geeignete Hystereseeigenschaften auf. Allen diesen Elementen ist gemeinsam, dass sie durch eine Grösse hAm, sofern sie sich in einem andern Zustand befunden haben, nach" 1" bzw. von der Grösse -Am nach "0" gebracht werden.
Bekanntlich werden solche Speicherelemente gerne zu Speichermatrices zusammengefasst, da sich hiebei wesentliche Einsparungen bei den Einrichtungen zum Einspeichern und Ablesen der Informationen ergeben. Dem Speicherelement wird hiebei noch zusätzlich eine Koinzidenzprobe übertragen. Bei einer Matrix aus Magnetkernen mit rechteckiger Hystereseschleife z. B. erfolgt das Einspeichern in ein Speicherelement dadurch, dass oen JLingaugsdralt. el der Zeile ond der Spalte, an deren Kreuzungspunkt sich das Element befindet, je ein Stromimpuls zugeführt wird, wobei diese Impulse sich ganz oder teilweise zeitlich überschneiden.
Die Grösse der Stromimpulse ist derart gewählt, dass sie zusammen den Remanenzzustand des Kernes von einer Polarität in die andere. d. h. den Kern von "0" nach" 1" zu bringen vermögen, jedoch in den andern, in den betreffenden Zeilen und Spalten vorhandenen Speicherelementen keine wesentlichen irreversiblen Änderungen des Magnetisierungszustandes hervorrufen.
Das Ablesen der Informationen aus einem bestimmten Speicherelement erfolgt dadurch, dass den Eingangsdrähten der Zeile und Spalte Stromimpulse zugeführt werden, deren Polarität entgegengesetzt der Polarität der Impulse beim Einspeichern ist. Je nachdem, ob in der Zeile eine Information eingeschrieben war oder nicht, wird der Remanenzzustand umgepolt oder nicht. Bei der Umpolung der Remanenz kann an einer Wicklung des Speicherelementes eine Spannung abgenommen werden, die angibt, dass das Speicherelement eine Information enthalten hat.
Üblicherweise werden die Ausgangssignale an der Lesewicklung des Speicherelementes in einem Leseverstärker verstärkt und danach alle Signale zu andern als den Lesezeitpunkten elektrisch ausgeblendet. Nur die nicht ausgeblendeten Lesesignale stellen die eigentliche Ausgangsinformationen eines Speicherelementes dar.
Einer solchen Speicheranordnung haften Nachteile an.
DieCharakteristiken aller bekannten Materialien von Körpern, die zu Speicherzwecken Verwendung finden, sind nicht ideal rechteckig. Wird ein Kern, der sich in "0 befindet, nur von einem Spaltenoder Zeilenstrom in der Schreibrichtung durchflossen, so erfolgt doch schon eine kleine irreversible Änderung des Magnetisierungszustandes, nämlich die remanente Magnetisierung nimmt ab, der Kern befindet sich nicht mehr in dem Punkt der Hystereseschleife,
der dem Wert" 0" entspricht. Beim Lesen wird diese gestörte Speicherzelle wieder nach" 0" gebracht. Die Änderung des magnetischen Flusses induziert in der Lesewicklung eine Spannung der"gestörten 0" Information. Analog dazu können auch in "1'be-
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mit dem Widerstandswert von R Ohm ein Vorbereitungsstrom und der Kern kommt nach"l". Beim Ein- schreiben der Information "Ja" schliessen die Schalter 3 und 7, über die Widerstände 2 bzw. 5 mit den
Widerstandswerten von je 2R Ohm fliesst je ein Strom J/2 und der Kern kommt nach "0" zurück. Beim
Einschreiben der Information "Nein" schliesst nur der Schalter 3, der Kern bleibt in "1".
Beim Ablesen schliessen die Schalter 3 und 7, durch die Widerstände 2 und 5 fliessen Ströme, die den Kern nach"0" zu magnetisieren trachten. Ist die Information "Nein" eingeschrieben, so kommt der Kern nach "0". am
Ausgang 8 steht ein Spannungsimpuls zur Verfügung. War die eingeschriebene Information"Ja", so ent- steht kein Spannungsimpuls in 8, d. h. also, dem Nichtschliessen von 7 beim Schreiben entspricht ein
Ausgangsimpuls beim Lesen, dem Schliessen von 7 kein Ausgangsimpuls.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel der erfindungsgemässen Matrixanordnung aus Speicherzellen.
Soll z. B. in die Zeile mit den Kernen 13,14 und 5 eine Information eingeschrieben werden, so schliesst der Schalter 20. Vom Pol +UB über den Widerstand 33 fliesst der Vorbereitungsstrom J, der die
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oder offen bleibt. Die Widerstände 30 - 38 dienen den gleichen Zwecken wie die Widerstände 2, 4 und 5 in Fig. 2. Beim Ablesen schliessen nacheinander die Schalter 25,26 und 27, wobei gleichzeitig der Schalter 20 entweder schaltet oder aber dauernd geschlossen bleibt. An den Klemmen 28 und 29 steht die Signalspannung zur Verfügung.
Es können auch für Vorbereitungs-, Schreib- und Leseströme getrennte Leiter Verwendung finden.
Als Schalter finden beliebige Schalter mechanischer Art, vorzugsweiseDrehwähler, oder elektronische Schalter, vorzugsweise Transistoren, Verwendung.
Fig. 4 zeigt eine Matrixanordnung mit den Kernen 52 - 60, bei der als Zeilenschalter in jeder Zeile nur ein Schalter 39,40 und 41 verwendet ist, über den der Vorbereitung-, der Schreib- und der Lesestrom fliessen, jedoch die Umpolung zwischen Vorbereitungs- bzw. Schreib- ode : L. : sestrom dadurch erfolgt, dass über einen Schalter 42 die Masse 43 für das Vorbereiten über den Punkt 44 und den jeweiligen Widerstand 47,49 oder 51 mit einem Widerstandswert von R Ohm ertolgt, während Lese- oder Schreibstrom über die Masse 43, den Punkt 45 und den jeweiligen Widerstand 46,48, oder 50 mit 2R Ohm nach - Ug fliesst. Die Spaltenansteuerung erfolgt wie in Fig. 3.
PAT ENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Speicherung digitaler Informationen, bestehend aus zu eine ; zweidimensionalen Matrix zusammengefassten Schaltelementen, deren elektrisch erfassbare physikalische Kennwerte ausgeprägte Hystereseeigenschaften aufweisen, wobei die eine Speicherzelle vor dem Einschreiben des Informationselementes durch eine aufgebrachte Eingangsgrösse +Am'die zum vollständigen Umpolen des Elementes ausreicht, in den stabilen Zustand"l"kommt, wonach das Einschreiben des Informationselemen-
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die Speicherzelle aufgebracht, diese nach "0" bringt, während beim Einschreiben des Informationselementes "Nein" ein Teil oder mehrere Teile der Eingangsgrösse unterdrückt sind, so dass das Speicherelement in"l"verbleibt, das Ablesen eines Speicherelementes dadurch erfolgt, dass das zu lesende Speicherelement mit der Eingangsgrösse-Am,
welche beim Lesen direkt oder durch Koinzidenz von Teilen aufgebracht ist, beaufschlagt ist, wobei für den Fall, dass das Informationselement"Ja"gespeichert war, keine Änderung des physikalischen Zustandes erfolgt, da das Speicherelement sich bereits in "0" befindet, während wenn im Speicherelement die Information "Nein" gespeichert war, die Änderung des physikalischen Zustandes erfolgt, wobei die Änderung des physikalischen Zustandes beobachtbar ist und so die Information, die gespeichert war, wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorbereitung eine direkte Aussteuerung der Eingangsgrösse +Am vorgesehen ist.
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