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Die Erfindung bezieht sich auf einen kennwortadressierten Speicher
und betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung eines gesuchten Kennwortes
aus einer Anzahl von je mehrere Binärstellen aufweisenden Kennwörtern, die in gruppenweise
angeordneten, nicht löschenden Speicherzellen einer Speicherzellenmatrix gespeichert
sind, wobei eine Verkettung jeweils aller Speicherzellen der gleichen Binärstelle
mit der entsprechenden Binärstelle eines Vergleichsregisters dazu dient, ein die
Binärstellen des gesuchten Kennwortes besitzendes Abfragewort aller Speicherzellengruppen
gleichzeitig zu führen, und wobei die Speicherzellen jeder Gruppe zur Erzeugung
eines Gruppenausgangssignals durch eine Leseleitung verbunden sind.
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Assoziative Speicher, die einen Kennwortteil der vorstehend geschilderten
Art und einen daran angeschlossenen Datenwortteil haben, sind bekannt. Im Gegensatz
zu dem bei herkömmlichen magnetischen Speichern geübten Verfahren, jeder Speicherzelle
bzw. jedem Datenwort einen physikalischen Ort zuzuteilen, der durch eine Zahl oder
eine Adresse bestimmt ist, welche beim Einschreiben oder Auslesen jeweils angegeben
werden muß, wird beim assoziativen Speicher jedem Datenwort eine andere Kennzeichnung
als die Adresse des physikalischen Ortes erteilt. Beispielsweise kann das Datenwort
die einem bestimmten Einzelteil in einem Lager zugeordnete Information und die Kennzeichnung
des Datenwortes die Nummer jenes Teiles sein.
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Um zu verhindern, daß man beim Aufsuchen eines Datenwortes mit einem
bestimmten Kennzeichen eine Obersetzungstabelle für Kennzeichen und Adressen anwenden
oder andere, komplizierte und zeitraubende Suchverfahren durchführen muß, wodurch
die Zugriffszeit der Speichervorrichtung vergrößert und die mögliche Operationsgeschwindigkeit
des zugehörigen Rechners entsprechend verringert werden würde, ist bereits die eingangs
geschilderte. bekannte Speicheranordnung entwickelt worden, die einen direkten Zugang
vom gewünschten Kennzeichen (Kennwort) zur zugeordneten Speicherzelle bzw. zum zugeordneten
Datenwort ermöglicht. Beim Betrieb jener Anordnung - deren konstruktiver Aufbau
später zu erörtern ist - wird so vorgegangen, daß die Adreßkennworte, die jeweils
einem im Speicher gespeicherten Datenwort zugeordnet und vom Programmierer bestimmt
worden sind, im Kennwortteil des Speichers gespeichert werden. Der Programmierer
braucht dann nicht mehr notwendigerweise Kenntnis vom physikalischen Ort des Datenwortes
im Datenwortteil des Speichers zu haben, sondern es ist lediglich das Kennwort des
gewünschten Datenwortes erforderlich, auf Grund dessen der Kennwortteil des Speichers
automatisch das zugehörige Datenwort bestimmt. Dabei ist wesentlich, daß der Vergleich
des abgefragten Kennwortes mit allen im Kennwortteil des Speichers gespeicherten
Adressenkennworten gleichzeitig erfolgt, wobei lediglich das übereinstimmende Kennzeichen
ein Ortssignal liefert und den Zugang zum entsprechenden Datenwort im Datenwortteil
des Speichers öffnet.
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Der Kennwortteil der bekannten Speichervorrichtung verwendet Kryotron-Flip-Flops
als Speicherelemente. Kryotrons bestehen aus einer Torleitung aus einem supraleitenden
Material mit darumgewickelter Steuerspule. Die Steuerspule besteht vorzugsweise
aus einem spupraleitenden Material, das ein stärkeres magnetisches Feld benötigt,
um in einen normalen oder mit Widerstand behafteten Zustand bei der Arbeitstemperatur
der Schaltung getrieben zu werden, als für die Umschaltung des supraleitfähigen
Materials der Torleitung erforderlich ist. Durch eine Kühleinrichtung werden -das
Tor und die Spule unter den Temperaturen gehalten, bei denen die supraleitenden
Stoffe, aus denen sie bestehen, Übergänge zwischen dem normalen und dem supraleitenden
Zustand ohne Vorhandensein eines magnetischen Feldes durchmachen. Die Torsteuerung
wird erreicht durch Erregung der Steuerspule mit einem Strom, der ausreicht, um
sie zu veranlassen, an die Torleitung ein magnetisches Feld anzulegen, das stark
genug ist, um die Torleitung in den normalen Zustand gehen zu lassen.
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Diese bekannte Kennwortteil-Schaltung bedingt einen erheblichen apparativen
Aufwand, weil jedem als Speicherzelle für ein Kennwortbit wirkenden Kryotron-Flip-Flop
eine Kryotron-Vergleichszelle zum Vergleich der in der Speicherzelle gespeicherten
binären Information mit der Abfrageinformation zugeordnet sein muß und weil für
den Betrieb der Schaltung umfangreiche Tiefstkühlaggregate benötigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den apparativen Aufwand
für den Kennwortteil eines assoziativen Speichers zu verringern, ohne auf den direkten
und infolge gleichzeitiger Abfragung aller Kennworte raschen Zugang zu dem dem gesuchten
Kennwort zugeordneten Datenwort zu verzichten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der eingangs
geschilderten Schaltungsanordnung die Speicherzellen Elemente mit mehr als zwei
stabilen Zuständen (z. B. Transfluxoren) sind, die durch eine Leitung mit der zugehörigen
Binärstelle des Vergleichsregisters verbunden sind, und daß an allen Leseleitungen
ein gemeinsamer Generator liegt, der zu allen Gruppenausgangssignalen ein Interpretierungssignal
addiert, welches ein Maß für die Anzahl einander gleichwertiger Binärstellen (z.
B. Binärstellen vom Wert »1«) im Abfragewort ist und welches die Gruppenausgangssignale
aller mit dem Abfragewort identischen Kennwörter zu einem ausgezeichneten Wert (z.
B. »0«) ergänzt.
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In dieser Anordnung arbeiten die Speicherelemente zugleich als Speicher-
und Vergleichszellen, und es ist ferner nicht wie bei den bekannten Schaltungsanordnungen
erforderlich, die Einzelelemente jeder Bitstelle getrennt nach »0« und »1« mittels
besonderer Leitungen abzufragen. Vielmehr kann jedes Bit des Abfragewortes unabhängig
von seiner Wertigkeit den entsprechenden Bits der einzelnen Speicherzellengruppen
unmittelbar (über eine einzige Leitung) zugeführt werden und gegebenenfalls einen
Beitrag zum Gruppenausgangssignal leisten, weil die »Entschlüsselung« des auf diese
Weise entstehenden und für sich allein keinen vernünftigen Sinn ergebenden Gruppenausgangssignals
durch die Addition des Interpretierungssignals, welches aus dem Abfragewort ebenso
wie die Gruppenausgangssignale durch Quersummenbildung gebildet ist, zu den Gruppenausgangssignalen
erfolgt. Für die Addition des vom Generator gelieferten Interpretierungssignals
ist lediglich eine Verbindung des Generators mit sämtlichen Leseleitungen erforderlich.
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Sofern ein aus Gruppenausgangssignal und Interpretierungssignal kombiniertes
Ausgangssignal auf
der Leseleitung den ausgezeichneten Wert annimmt
und somit Übereinstimmung zwischen dem in der Speicherzellengruppe gespeicherten
Kennwort und dem Abfragewort besteht, kann es unmittelbar verwendet werden, den
zugehörigen Treiber des assoziierten Datenwortes zu aktivieren, so daß jenes Datenwort
aus dem Datenwortteil des Speichers entnommen wird.
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Im folgenden sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele
darstellen, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1. eine Speicherzelle, wie sie im Adressenkennwortteil
des Speichers verwendet wird, F i g. 2 eine Speicherzelle, wie sie im Datenwortteil
des Speichers verwendet wird, F i g. 3 eine Schemaskizze des Adressenkennwortteiles
und des Datenwortteiles des Speichers, F i g. 4 eine Schemaskizze des gesamten Speichers
gemäß der Erfindung, F i g. 5 und 6 Darstellungen von Wellenformen, die in den verschiedenen
Teilen des Speichers auftreten können, F i g. 7 eine Aufstellung der normierten
Spannungen elektrischer Signale im Adressenkennwortteil, F i g. 8 eine weitere Ausführungsform
einer Speicherzelle, F i g. 9 eine Hystereseschleife einer Speicherzelle und F i
g. 10 ein Ausführungsbeispiel eines dreidimensionalen Speichers.
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In F i g. 1 ist eine Speicherzelle 10 dargestellt, und es soll
die Wirkungsweise der Speicherzelle 10 beim Vergleich einer in ihr eingeschriebenen
binären Information mit einer abfragenden binären Information erklärt werden. Damit
wird gleichzeitig der Adressenkennwortteil des Speichers erläutert. Die Speicherzelle
10 weist ein magnetisches Element 12 auf, welches zwei Öffnungen 14 und 16 besitzt.
Das magnetische Element 12 hat eine im wesentlichen quadratische oder rechteckige
Hystereseschleife. Diese ist in F i g. 10 dargestellt. Die Öffnungen 14 und 16 sind
derart angeordnet und derart in ihrer Größe bemessen, daß drei magnetische Joche,
und zwar die Joche 1, 2 und 3, im Kern gebildet werden. Die größere Öffnung
14 ist in der Nähe des linken Randes angeordnet, so daß zwischen ihr und
dem Rand das Joch 1 gebildet wird. Die kleinere Öffnung 16 ist in der Nähe des rechten
Bandes des magnetischen Elements 12 angeordnet, so daß zu beiden Seiten desselben
die Joche 2 und 3 gebildet werden. Die kleinere Öffnung ist derart angeordnet und
in ihrer Größe bemessen, daß die Joche 2 und 3 im wesentlichen einen gleichen Querschnitt
haben. Die Öffnung 1.6 ist derart angeordnet, daß der Querschnitt des Joches
1 gleich der Summe der Querschnitte der Joche 2 und 3 oder größer als diese Summe
ist. Für den magnetischen Fluß entsteht eine Anzahl Wege um die Öffnungen 14 und
16. Ein Flußweg erstreckt sich durch die Joche 1 und 3 um die Öffnungen 14 und 1.6
herum. Ein anderer Flußweg erstreckt sich durch die Joche 1 und 2 und um die Öffnung
14 herum. Ein dritter Flußweg führt um die Öffnung 16
und durch die Joche
2 und 3. Die vorbezeichneten Flußwege sind in F i g. 1 im magnetischen Element 12
als gestrichelte Linien angedeutet.
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Zur Steuerung des magnetischen Elements 12 ist eine Y-Treiberwicklung
18 vorgesehen, die durch die 0
roße Öffnung 14 führt und den magnetischen
Fluß im Joch 1 steuert. Die Y-Treiberwicklung 18 ist mit einem Y-Treiber
20 verbunden. Der Treiber 20 ist schematisch dargestellt. Eine Vergleichswicklung
22 ist mit einem Vergleichswertgeber 24' verbunden und führt durch beide Öffnungen,
und zwar durch die Öffnungen 16 und 14. Sie bildet dabei eine achtförmige
Schleife. Die Vergleichswicklung 22 ist prinzipiell zur Steuerung des Flusses im
Joch 3 vorgesehen. Der Teil der Achtwindung, der das Joch 2 umschließt, dient zur
Verbesserung der Charakteristik des Kernes, Ein Schreibgenerator 26 ist mit der
Vergleichswicklung, 22 verbunden und liegt parallel zum Vergleichswertgeber
24'. Eine Abfühlwicklung 28 führt durch die kleine Öffnung 16 und
ist mit einem Ausgangsregister 30 verbunden. Die Abfühlwicklung 28 ist derart angeordnet,
daß sie lediglich auf Flußänderungen im Joch 3 anspricht, wodurch ein Abfühlsignal
für das Register 30 gebildet wird.
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Es sei angenommen, daß das magnetische Element 10 magnetisch nicht
vorbelastet ist. Wenn nun ein Impuls vom Y-Treiber 20 durch die Wicklung
18 geschickt wird, so entsteht ein Fluß durch die Joche 1, 2 und 3, der z.
B. entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft. Die Joche 2 und 3 werden gesättigt. Dies
ist möglich, da das Joch 1 größer ist und den erforderlichen Rückflußweg
für die Joche 2 und 3 bildet. Die Joche 2 und 3 bleiben nach Beendigung des Impulses
im gesättigten Zustand, da die remanente Sättigungsinduktion für das magnetische
Element überall gleich ist. Befindet sich das Element 10 in dem beschriebenen magnetischen
Zustand, so wird, wenn ein Signal vom Vergleichswertgeber 24' der Windung 22 zugeleitet
wird, eine magnetische Kraft um die kleinere Öffnung 16 herum wirksam. Diese Kraft
reicht jedoch nicht aus, um eine wesentliche Flußveränderung um die Öffnung 14 hervorzurufen.
Ist diese Kraft z. B. entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet, so tendiert sie zu einer
Erhöhung des Flusses im Joch 3 und zu einer Verminderung des Flusses im Joch 2.
Es ist zu erkennen, daß kein Ansteigen des Flusses im Joch 3 möglich ist, da dieses
gesättigt ist. Bei der Betrachtung ist zu berücksichtigen, daß der magnetische Fluß
immer einen geschlossenen Weg durchläuft. Bei einem mit entgegengesetzter Polarität
zugeführten Vergleichssignal ist die magnetische Kraft im Uhrzeigersinn gerichtet
und tendiert zu einer Erhöhung des Flusses im Joch 2, welche ebenfalls unmöglich
ist, da dieses Joch gesättigt ist. Bei diesen Bedingungen spricht man von einem
»blockierten« Fluß, der sich aus der Richtung der Sättigung der Joche 2 oder 3 ergibt.
Das magnetische Element 12 befindet sich im »blockierten« Zustand, und es wird keine
Flußänderung erzeugt, und in der Wicklung 28 wird deshalb keine Spannung induziert.
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Wenn nun ein Impuls vom Y-Treiber 20 in die Wicklung 18 gelangt,
und zwar in einer Richtung, die eine magnetische Kraft im Uhrzeigersinn erzeugt,
so daß die magnetisierende Kraft im Joch 2 groß genug ist, den Fluß im Joch 2 umzuschalten,
jedoch nicht die genügende Intensität hat, um den magnetischen Zustand des Joches
3 zu ändern, wird das Joch 2 durch diesen Impuls gesättigt und in einer Richtung
im Uhrzeigersinn eingestellt, während das Joch 3 im entgegengesetzten Sinn gesättigt
bleibt. Befindet sich das magnetische Element 12 in diesem magnetischen Zustand
und wird eine magnetische Kraft um die Öffnung 16 herumgelegt, die vom Vergleichswertgeber
24' über die Wicklung 22 zugeführt wird, so
entsteht um die Öffnung
16 ein entsprechender Fluß. Die erste Phase einer Wechselstromperiode, die einen
Fluß im Uhrzeigersinn bewirkt, kehrt den Fluß um. Die nächste, entgegengesetzte
Phase will diesen wieder umkehren usf. Dieser Wechselfluß induziert eine Abfühlspannung
in der Wicklung 28. Dieser magnetische Zustand des Elements 12 wird als »entriegelt«
bezeichnet. Das beschriebene Magnetelement ist unter der Bezeichnung »Transfluxor«
bekanntgeworden.
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Der blockierte und entriegelte Zustand des magnetischen Elements 12
werden in bekannter Weise dazu verwendet, um die einer binären Information entsprechenden
beiden Zustände darzustellen, und zwar in der Weise, daß der blockierte Zustand
-einer binären Null entspricht und der entriegelte Zustand einer binären Eins. Demgemäß
wird, wenn das magnetische Element 12 auf eine binäre Null eingestellt ist, kein
Ausgangssignal in der Wicklung 28 erzeugt, während, wenn das Element 12 sich
im Zustand der binären Eins befindet, ein passendes Vergleichssignal aus dem Vergleichswertgeber
ein Signal in der Wicklung 28 erzeugen wird, als auswertbares Zeichen dafür, daß
eine Eins gespeichert ist. Der binäre Zustand Eins des magnetischen Elements 12
kann durch das Anlegen eines Stromes aus dem Y-Treiber 20 an die Wicklung 18 geändert
oder gelöscht werden, so daß sich die magnetische Sättigung der Joche 2 oder 3 umkehrt,
um das Element in den blockierten Zustand (Null) zurückzubringen. Das magnetische
Element 12 wird getrieben, und alle Flußwege werden in eine Richtung entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn eingestellt, und zwar unabhängig davon, welche Flußkonfiguration
vorher eingestellt war.
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Es ist nämlich darauf hinzuweisen, daß der entriegelte Zustand (Eins)
des magnetischen Elements 12 zwei mögliche magnetische Konfigurationen aufweisen
kann, die von der Flußrichtung um die öffnung 16 abhängen. Bei der vorliegenden
Erfindung werden die beiden entriegelten Zustände verwendet, um zu ermitteln, ob
das Element 12 ein Signal speichert, das mit einem vom Vergleichswertgeber 24' abgegebenen
Signal entweder übereinstimmt oder nicht übereinstimmt. Um sicherzustellen, daß
das magnetsiche Element 12 zu jeder Zeit sich im richtigen entriegelten Zustand
befindet, welcher wahlweise einen Ausgang schafft, der eine übereinstimmung oder
eine Nichtübereinstimmung mit einer gespeicherten Eins anzeigt, ist der Vergleichswertgeber
24' derart ausgebildet, daß vor der eigentlichen Abtastung des Elements
12 ein Vorimpuls geliefert wird. Der Vorimpuls erzeugt eine magnetische Kraft
im Joch 3 derart, daß das magnetische Element 12 in denjenigen von den beiden entriegelten
Zuständen gebracht wird, der entsprechend der vom Vergleichswertgeber abgegebenen
Information (Ein oder Null) einer Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung entspricht.
Die Verhältnisse können im Detail aus F i g. 7 ersehen werden, aus der hervorgeht,
daß die Flußkonfiguration der Speicherzelle10, die eine binäre Eins speichert, nach
der Zufügung des Vorimpulses unterschiedlich ist, und zwar abhängig davon, ob der
Vergleichswertgeber24'als Vergleichswert eine binäre Eins oder eine binäre Null
geliefert hat. Dementsprechend kann das magnetische Element 12 auf den folgenden
Abtastimpuls hin ein erstes Signal abgeben oder ein zweites Signal entgegengesetzter
Polarität liefern. Lediglich das von diesem Abtastimpuls, nicht aber von dem Vorimpuls
erzeugte Ausgangssignal in der Wicklung 28 wird durch weiter unten noch beschriebene
Schaltmaßnahmen zur Betätigung des Registers 30 benutzt. Es ist zu erkennen,
daß dieses Verfahren zur Entnahme aus dem Element 12 die gespeicherte Information
nicht zerstört, da der entriegelte Zustand erhalten bleibt, so daß das Abfragen
beliebig wiederholt werden kann. Demzufolge kann das Element 12, wie bekannt, als
eine nichtzerstörbare Speicherzelle bezeichnet werden.
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Das Löschen, das Entriegeln (Eingeben), die Abtastung des magnetischen
Elements 12 sollen nun zusammengefaßt werden. Das Löschen des Elements 12 besteht
in der Einstellung desselben in den blockierten Zustand (Zustand der binären Null).
Dies wird durch Anlegen einer Spannung vom Y-Treiber 20 an die Wicklung18 durchgeführt.
Der durch diese Spannung bewirkte Löschstrom ist von einer derartigen Polarität
und Intensität, daß die Joche 2 und 3 in einer Richtung, und zwar entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn, gesättigt werden. Dieses Löschen geht dem Eingeben voraus, so
daß das Eingeben darin besteht, daß der Zustand des Elements 12 aus dem der binären
Null in den der binären Eins geändert wird. Das Eingeben (Schreiben) der binären
Eins erfolgt durch das koinzidierende Anlegen eines Signals von der Y-Quelle 20
und eines Signals vom Generator 26. Keines dieser Signale ist für sich allein in
der Lage, das Element 12 einzustellen. Die Signale für sich stellen einen Halbauswahlstrom
dar. Der Halbauswahlstrom des Y-Treibers 20 ist von entgegengesetzter Polarität
wie der Strom, der zum Löschen verwendet wird. Die Koinzidenz der Erregung in den
Leitungen 18 und 22 bewirkt eine Addition der magnetischen Kräfte im Joch 2, wodurch
der Zustand desselben umgeschaltet wird und eine einander entgegengesetzte Wirkung
im Joch 3, wodurch dieses nicht umgeschaltet wird bzw. in seinem ursprünglichen
Zustand verbleibt. Die Erregung der Vergleichswindung 22 beim Eingeben (Schreiben)
stammt vom Generator 26. Die nichtzerstörende Abtastung ergibt sich aus der alleinigen
Erregung der Vergleichswicklung 22 durch den Vergleichswertgeber 24'. Der Vergleichswertgeber
24' erzeugt ein Impulspaar. Die einzelnen Impulse werden im weiteren Verlauf der
Beschreibung als Vorimpuls und Abtastimpuls bezeichnet. Wenn im Vergleichswertgeber
24' eine binäre Eins gespeichert ist, ist der Vorimpuls positiv und der folgende
Abtastimpuls negativ. In entsprechender Weise ist, wenn im Vergleichswertgeber 24'
eine binäre Null gespeichert ist, der Vorimpuls negativ und der Abtastimpuls positiv.
Wenn sich nun das Speicherelement im Zustand Null befindet, wird durch die Abtast-
oder Abfrageoperation keine Ausgangsspannung erzeugt, unbeachtet der Tatsache, ob
der Vergleichswertgeber 24' eine Eins. oder eine Null gespeichert hat. Wenn der
Vergleichswertgeber 24' eine Null gespeichert hat und das Element 12 sich im Zustand
der Eins befindet, so wird eine positive Spannung erzeugt, während, wenn im Vergleichswertgeber
24' eine Eins gespeichert ist und das Element 12 sich im Zustand der Eins befindet,
sich eine negative Ausgangsspannung ergibt. Diese Verhältnisse können der F i g.
7 entnommen werden.
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In F i g. 2 ist eine andersartige Speicherzelle 10' aus einem magnetischen
Ringkern 33 gezeigt. Dieser Ringkern besitzt einen einheitlichen Flußweg und ein
bistabiles Speichervermögen, welches durch die
besondere Form der
Hystereseschleife, nämlich rechteckig, hervorgerufen wird. Ein Y-Treiber 34 ist
mit einer Wicklung 35 verbunden, die ihrerseits mit dem magnetischen Ringkern 33
gekoppelt ist. Diese Ringkerne entsprechen denTransfluxoren12desAdressenkennwortteiles
der Speichervorrichtung. Der Y-Treiber 34 und die Y-Wicklung 35 werden verwendet,
um der Information »1« entsprechende Signale in den Ringkern 33 einzugeben und »1«-
oder »0«-Signale dem Kern zu entnehmen. Die Eingabe (das Schreiben) und die Entnahme
(Abfrage) wird dabei durch Ströme entgegengesetzter Polarität in der Wicklung 35
bewirkt.
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Es sei bemerkt, daß der Ringkern 33 keine nichtzerstörbare Entnahmeeigenschaft
aufweist. Demgemäß löscht eine Abfrageoperation die gespeicherte Information, und
es ist deshalb erforderlich, daß jede aus einem Speicherkern entnommene Information
wieder aufgezeichnet wird, falls es erwünscht ist, diese im Speicher zu belassen.
Die Aufzeichnung (das Schreiben) besteht in der Umschaltung des Kernes 33 in einen
Zustand, der der Eins entspricht, und zwar ausgehend von dem Zustand der Nullspeicherung.
Wenn eine Null in einen Kern 33 eingegeben wird, ist eine magnetische Kraft erforderlich,
die der magnetischen Kraft entgegengesetzt ist, die durch die Erregung der Wicklung
35 erzeugt wird. Dies ist notwendig, da die Y-Windung 35 mit allen in einer Reihe
liegenden magnetischen Kernen 33 gekoppelt ist. Die entgegengesetzte oder Inhibitkraft
wird durch eine besondere Wicklung 36 hervorgerufen, die mit dem Kern 33 gekoppelt
ist und die von einer Inhibitquelle 37 erregt wird. Die gleichzeitige Erregung der
Windungen 35 und 36 verhindert ein Umschalten des Kerns 33 und zeichnet deshalb
eine Null in demselben auf. Beim Abfragevorgang schaltet jeder Kern 33 von der Eins
in die Null um und induziert dadurch eine Spannung in der Abfühlwindung 38, die
mit dem Kern 33 gekoppelt ist. Auf diese Weise wird ein Ausgangsregister
40, welches mit der Abfühlwindung 38 verbunden ist, in Übereinstimmung
mit dem Lesen einer Eins aus dem Kern 33 umgeschaltet. Der Aufbau und die Anordnung
des Ringkerns 33 ist an sich bekannt. War eine Null gespeichert, so ergibt sich
kein Abfühlsignal.
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Die Anordnung der vorbeschriebenen Speicherzellen 1.0 und 10'
in der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung soll nun an Hand der F i g. 3 beschrieben
werden. Der Adressenkennwortteil der Speichervorrichtung soll zuerst für eine zweidimensionale
Anordnung von Speicherzellen beschrieben werden. Die Speicherzellen 10 des Adressenkennwortteiles
bestehen aus magnetischen Elementen 12, die in einer Speicherebene, und zwar in
drei horizontalen (Zeilen) und vier vertikalen Reihen (Spalten) angeordnet sind.
Adressenkennworte werden in dieser Anordnung entlang den horizontalen Reihen (Zeilen)
gespeichert. Jedes Wort besteht z. B. aus vier binären Bits.
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Die Wicklungen für die magnetischen Elemente 12 sind die gleichen
wie die in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen. Die Windungen gehen durch jedes
der magnetischen Elemente 12 in der betreffenden Zeile oder Spalte, wie es erforderlich
ist, hindurch. Insbesondere können die Y-Treibwindungen 18 durch die großen Öffnungen
14 eines jeden Elements in der betreffenden Zeile hindurchgehen. Die Zeilen sind
mit Y l, Y 2 und Y 3 von oben nach unten bezeichnet. In der gleichen
Weise gehen die Abfühlwindungen 28 durch die kleinen Öffnungen 16 eines jeden magnetischen
Elements 12 hindurch, welches in den Zeilen Y1, Y2 und Y3 angeordnet ist.
Die individuellen Vergleichswindungen 22 gehen durch die magnetischen Elemente einer
jeden Spalte und sind einzeln jeweils mit einer Registerstufe eines Kennwortregisters
24 in der betreffenden Spalte gekoppelt. Die einzelnen Registerstufen speichern
die binären Zahlen, welche das Adressenkennwort darstellen. Die einzelnen binären
Speicherstellen (Stufen des Registers) sind mit Z l, Z2, Z 3 und Z 4 bezeichnet.
Das Kennwortregister 24 kann eine Anzahl von bistabilen Speicherelementen
mit Elektronenröhren oder Transistoren aufweisen, die allgemein als Kippkreise bezeichnet
werden. Ein Vorspannungsgenerator 42 ist vorgesehen und ist auf jede der Abfühlwindungen
28 geschaltet, wodurch dessen Ausgangssignal mit jeder Summe von Signalen, die in
diesen Windungen auftritt, addiert wird. Der Vorspannungsgenerator 42 liefert
ein Ausgangssignal, welches einer ausgewählten binären Zahl entspricht, die im Kennwortregister
gespeichert ist. Es sei dies beispielsweise die Anzahl von Signalen, die der binären
Eins entspricht. Der Vorspannungsgenerator 42 kann aus einer Reihe von Transfluxoren
bestehen. Wenn ein derartiger Vorspannungsgenerator 42 verwendet wird, ist es erforderlich,
die binäre kodierte Information, die die Wortadresse (das Adressenkennwort) darstellt,
diesem Generator 42 zuzuführen. Der Vorspannungsgenerator 42 kann eine Bezugsspannungsquelle
enthalten. Die Bezugsspannungsquelle ist in Serie mit dem Ausgang des Vorspannungsgenerators
42 geschaltet und wird mit der Spannung der Abfühlwindungen 28 vereinigt. Der Schreibgenerator
26 ist mit den Vergleichswindungen 22 verbunden und dem Kennwortregister
24 parallel geschaltet. Es sei darauf hingewiesen, daß das Kennwortregister
24 derart ausgebildet sein kann, daß dieses gleichzeitig die Funktion des
Schreibgenerators 26 übernimmt. Der Schreibgenerator 26 kann in der Weise ausgebildet
sein, daß er dem Inhibittreiber entspricht.
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Es sei angenommen, daß der Adressenkennwortteil der Speichervorrichtung
derart eingestellt ist, daß das Adressenkennwort, das in der Zeile Y1 der Elemente
12 gespeichert ist, den Charakter 1001. hat, und daß die in der Zeile Y2 gespeicherten
binären Informationen dem Adressenkennwort 1010 entsprechen. Das Verfahren und die
Betriebsweise zur Entnahme einer Adresse aus dem Adressenkennwortteil des Speichers
soll nun untersucht werden. Es sei angenommen, daß das Kennwortregister 24 derart
betätigt wurde, daß das Abfragekennwort 1001 gespeichert wurde, und zwar in den
Kennwortregisterteilen Z 1 bis Z 4 von links nach rechts. Die Entnahme besteht im
wesentlichen aus einem gleichzeitigen Abfragen, welches durch das Anlegen eines
Vorimpulses aus dem Kennwortregister 24 an jede der Vergleichswindungen 22 ausgelöst
und einem folgenden Vergleichsimpuls vollzogen wird. Die Vorimpulse werden den entriegelten
magnetischen Elementen 12 zugeführt. Nach den Vorimpulsen werden abtastende Vergleichsimpulse
einer jeden der Vergleichswindungen 22 zugeführt. Diese Impulse kommen ebenfalls
aus dem Kennwortregister 24. Die Polaritäten der Vergleichsimpulse sind für binäre
Einsen negativ und für binäre Nullen positiv und denen der Vorimpulse entgegengesetzt.
Die
Spannungen, die sich in den Abfühlwindungen 28 durch die auf jedes magnetische Element
12 gegebenen Vergleichsimpulse einstellen, können der Darstellung in F i g. 7 entnommen
werden. Für die zunächst betrachtete Zeile Y 1 stimmt der binäre Zustand eines jeden
magnetischen Elements 12 mit dem binären Wert der Information überein, die im Kennwortregister
24 gespeichert sind. Das magnetische Element 12 mit den Koordinaten Y1, Z1 speichert
annahmegemäß eine binäre Eins. Gemäß F i g. 7 erzeugt es bei der annahmegemäßen
Abfrage mit einer binären Eins eine Ausgangsspannung von -1 Volt. Es sei bemerkt,
daß hier mit normierten Spannungseinheiten gearbeitet wird. Die nächsten beiden
magnetischen Elemente, nämlich die mit den Koordinaten Y1, Z2 und Y1, Z3 speichern
eine binäre Null und liefern eine Ausgangsspannung von 0 Volt. Das letzte magnetische
Element 12 dieser Adressenkennwortzeile speichert eine binäre Eins im Koordinatenpunkt
Y1, Z4 und liefert eine Ausgangsspannung von -1 Volt. Durch die Summation
der Ausgangssignale wird in der Ausgangsleitung 28 eine Spannung von -2 Volt erzeugt.
Da das Ausgangssignal des Vorspannungsgenerators 42 ebenfalls mit jeder der Ausgangsleitungen
28 gekoppelt ist, müssen die Spannungen kombiniert werden. Da das Kennwortregister
24 die Kennzeichnung 1001 speichert, liefert der Vorspannungsgenerator eine Ausgangsspannung,
die den beiden binären Einsen im Kennwortregister 24 entspricht. Diese charakteristische
Ausgangsspannung kann aus der F i g. 7 bestimmt werden. Dort ist mit einer Ausgangsspannung
von +1 Volt diejenige für jede binäre Eins, die im Kennwortregister 24 gespeichert
ist, bezeichnet. Im vorliegenden Beispiel würde nun ein Signal von -i-2 Volt entstehen.
Die Kombination des Ausgangs des Vorspannungsgenerators 42 von -f-2 Volt mit den
-2 Volt, die aus der Entnahme aus den magnetischen Elementen 12 in der Y1-Zeile
stammen, liefert in der Leitung 28 ein Signal von 0 Volt. Dieser Ausgleich der beiden
Signale zeigt eine übereinstimmung zwischen dem Abfragekennwort im Kennwortregister
24 und dem Adressenkennwort in der Zeile Y1 an und schafft gleichzeitig damit eine
Ortsbestimmung.
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Es soll nun gezeigt werden, daß das in der Zeile Y2 gespeicherte Adressenkennwort
eine Nichtübereinstimmung anzeigt, d. h. kein Adressiersignal hervorruft, obwohl
in dem Wort 1010, das in dieser Zeile gespeichert ist, die gleiche Anzahl von binären
Einsen vorhanden ist, wie in dem Abfragewort, das im Kennwortregister 24 gespeichert
ist. Der Ausgangsspannungswert der magnetischen Elemente 12 für die Zeile Y 2 kann
wiederum aus der F i g. 7 bestimmt werden. Es kann festgestellt werden, daß die
Ausgangsspannungen an den magnetischen Elementen 12 der Zeile Y 2 -1 Volt, 0 Volt,
-f-1 Volt und 0 Volt sind, und es ergibt sich eine Gesamtspannung von 0 Volt. Kombiniert
man diese 0 Volt mit den -1--2 Volt vom Vorspannungsgenerator 42, so ergibt sich
eine Gesamtausgangsspannung von 2 Volt. Diese Ausgangsspannung der Zeile Y2 zeigt
eine Nichtübereinstimmung an, da ein 1Tbereinstimmungssignal durch die Gesamtspannung
0 gekennzeichnet ist.
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In der gleichen Weise können andere Kombinationen binärer Informationen,
die im Kennwortregister 24 und im Adressenkennwortteil des Speichers gespeichert
sind, überprüft werden. Es kann durch eine Analyse nach F i g. 7 gezeigt werden,
daß es nur im Fall einer übereinstimmung aller miteinander verglichenen Speicherstellen
ein Ortssignal für diese übereinstimmende Kombination gibt.
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Wie bei der Beschreibung des Vorspannungsgenerators 42 ausgeführt
wurde, kann dieser Generator eine Bezugsspannung liefern, die mit der auf der Ausgangsleitung
28 entstehenden charakteristischen Spannung in Serie geschaltet wird. Diese Bezugsspannung
erscheint als ein Teil des gesamten Ausgangssignals in jeder Leitung 28. Die Leitung,
in der insgesamt ein 0-Signal entsteht, führt dann statt einer Spannung von 0 Volt
eine der Bezugsspannung gleiche Spannung. Das in dieser Weise erzeugte Signal, welches
den Ort der gesuchten Information anzeigt, wird dem Y-Treiber 34 zugeleitet, der
auf den Datenwortteil arbeitet. Der Y1-Treiber erregt, wie in Fig.3 dargestellt,
die Windung 35, die ihrerseits mit den Ringkernen 33 in einer Zeile verbunden ist.
Die Erregung der Wicklung 35 wird dafür verwendet, um aus jedem Kern 33, die darin
gespeicherte Information abzufragen und in das Register 40 zu überführen.
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In der F i g. 4 ist eine der F i g. 3 ähnliche zweidimensionale Speichervorrichtung
dargestellt, die einen Adressenkennwort- und einen Datenwortteil in einer Ebene
aufweist. Die Funktion dieser Vorrichtung wird nun auf Grund von Wellenformen beschrieben,
die in den F i g. 5 und 6 dargestellt sind.
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Die Speicherzellen 10 bzw. 10' für den Adressenkennwortteil und Datenwortteil
des Speichers sind beide in gestrichelten Linien in ihren entsprechenden Speicherebenen
dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Verbindungsleitungen ebenfalls
schematisch gezeichnet. Die zweiteilige Speichervorrichtung wird in zwei verschiedenen
Betriebszyklen betrieben. Es existieren zwei Zyklen, die als Betriebszyklus
A und als Betriebszyklus B bezeichnet werden. Der Betriebszyklus A
bewirkt die Löschung eines alten Wortes im Speicher, und zwar im Datenwortteil und
im zugehörigen Adressenkennwortteil, und schreibt ein neues Datenwort und das zugehörige
Adressenkennwort in der speziellen Adressenkennwort- und Datenwortzeile im Speicher
auf. Beim Betriebszyklus B wird, nachdem der Speicher die Adresse eines aus dem
Speicher zu entnehmenden Datenwortes erhalten hat, der Ort des Datenwortes bestimmt
und das Wort aus dem Datenwortteil des Speichers entnommen und in die gleiche Stelle
wieder eingegeben. Die Auswahl, ob der Betriebsablauf nach Betriebszyklus
A oder nach Betriebszyklus B
verlaufen soll, wird durch eine bistabile
Steuerung 50 durchgeführt. Die Steuerung 50 erhält Eingangssignale von einem Rechner,
und diese Signale stellen die Steuerung 50 auf einen der beiden möglichen Betriebszyklen
ein. Der linksseitige Teil der Steuerung 50 legt den Zustand fest, bei welchem der
Betriebszyklus A durchgeführt wird, der rechtsseitige Teil denjenigen, bei welchem
der Betriebszyklus B abläuft. Die Vorgänge innerhalb des Speichers unterliegen noch
einer Steuerung durch einen Taktgeber 52, welcher Taktimpulse liefert, die die verschiedenen
Schritte für die Betriebszyklen des Speichers auslösen. Der Taktgeber 52 kann eine
Verzögerungsleitung aufweisen, bei welcher die Ausgangssignale jeweils zwischen
den Enden abgegriffen werden. Eine magnetostriktive Verzögerungsleitung oder eine
elektromagnetische
Verzögerungsleitung mit Anzapfungen oder irgendeine andere bekannte Verzögerungsleitung
kann zu diesem Zweck verwendet werden. Es sei bemerkt, daß auch andere Taktgeber
verwendet werden können. Der Taktgeber 52, der als Verzögerungsleitung dargestellt
ist, erhält an einem Ende ein Signal vom Rechner. Dieses Signal wandert längs der
Verzögerungsleitung zum anderen Ende. Während dieser Wanderung wird an vorbestimmten
Punkten der Verzögerungsleitung das Taktsignal abgegriffen. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist nur ein einziger Taktimpuls erforderlich.
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Der Adressenkennwortteil des Speichers ist mit einem Vorspannungsgenerator
42, Kennwortregister 24 und Schreibgenerator 26 ausgerüstet. Jeder dieser Teile
ist derart geschaltet, daß er die binärkodierten Bits aufnehmen kann, die das Adressenkennwort
darstellen, welches jeweils in einer oder mehreren dieser Einheiten gespeichert
werden soll.
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Wie in der F i g. 4 dargestellt, werden diese binären Bits, Z 1 bis
Z 4, von einer nicht dargestellten Kodiervorrichtung im Rechner abgeleitet. Es sei
angenommen, daß das Abfragekennwort, das dem Kennwortregister 24 zugeleitet
wird, das Wort 1001 sei. Der Betriebsablauf im Speicher wird durch einen Impuls
vom Taktgeber 52 ausgelöst. Dieser Impuls gelangt über eine Leitung 54, die den
Taktgeber und das Kennwortregister 24 verbindet, zu diesem. Dieser Startimpuls ist
der erste Taktimpuls, der dem Taktgeber 52 entnommen wird. Der Impuls kann auch
von einem übertrager, der nahe dem linksseitigen Ende der Verzögerungsleitung angeordnet
ist, abgeleitet werden. Der Schreibgenerator 26 wird von einem UND-Glied 55 gesteuert,
welches zwei Eingangskreise aufweist. Einer der Eingangskreise des UND-Gliedes 55
ist über eine Leitung 56 mit dem Teil der Steuerung 50 verbunden, die den Betriebszyklus
A festlegt. Der andere Eingangskreis des UND-Gliedes 55 ist über eine Leitung 57
mit dem Ausgang des Taktgebers 52 verbunden. Auf diese Weise werden die Schreibkreistaktimpulse
abgeleitet. Diese Taktimpulse sind die letzten Taktsignale, die vom Taktgeber 52
abgeleitet werden. Derartige UND-Glieder sind an sich bekannt. Sie wirken beim gleichzeitigen
Auftreten von Signalen in beiden Eingangsleitungen 56 und 57. Dann wird in der Ausgangsleitung
58 ein Signal erzeugt. Diese Leitung 58 verbindet das UND-Glied 55 mit dem Schreibgenerator
26. Das Signal in der Leitung 58 bewirkt, daß die Adressenkennwörter, die in den
Adressenkennwortteil eingegeben werden sollen, dem Schreibgenerator 26 entnommen
werden.
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Der Y-Treiber 20 des Kennwortteiles ist in gestrichelten Linien dargestellt
und enthält die einzelnen Y-Treiber der Y-Zeilen Y I, Y 2 und Y3. Jeder dieser
einzelnen Y-Treiber ist mit einem besonderen UND-Glied zur Steuerung ausgerüstet.
Diese UND-Glieder sind mit 60, 61 und 62 bezeichnet, sind alle von der gleichen
Art und weisen drei Eingangskreise auf. Die Ausgangskreise der UND-Glieder 60, 61
und 62 sind mit den entsprechenden Treibern Y 1, Y 2 und Y 3 des Kennwortteiles
verbunden. Ein Eingangskreis eines jeden der UND-Glieder 60, 61 und 62 ist über
die Leitung 63 mit dem Taktgeber 52 verbunden. Über diese Leitung gelangt ein Impuls,
der einen Schreibimpuls auslöst. Dieser ist der gleiche Taktimpuls, der dem UND-Glied
55 zugeleitet wird. Die zweiten Eingangskreise der UND-Glieder 60 bis 62 sind gemeinsam
über eine Leitung 64 mit dem Teil der Steuerung 50 verbunden, der den Betriebszyklus
A festlegt. Die übrigen Signale für die UND-Glieder 60 bis 62 werden
von den entsprechenden Y1-, Y2- und Y3-Einstellkreisen abgeleitet. So ist
beispielsweise der Ausgang des Y 1-Einstellkreises über die Leitung 65 mit dem verbleibenden
Eingang des UND-Gliedes 60 verbunden. Die Y2- und Y3-Einstellkreise sind über die
Leitungen 66 und 67 mit dem jeweiligen Eingangskreis der UND-Glieder 61 und 62 verbunden.
Die Y1- bis Y3-Einstellkreise, welche durch UND-Glieder dargestellt sind, weisen
zwei Eingangskreise auf, welche die Ausgangssignale aufnehmen, die in jeder Ausgangsleitung
28 der entsprechenden Adressenkennwortzeile entwickelt werden. Diese UND-Glieder
sprechen auf das übereinstimmungssignal (Spannung 0) an. Außerdem sprechen sie auf
ein Taktsignal an, welches ihnen gleichzeitig über die Leitung 68, die mit dem Taktgeber
52 verbunden ist, zugeleitet wird. Diese Taktimpulse bewirken die Entnahme eines
Ausgangssignals für den entsprechenden Y-Treiber 34 des Datenwortteiles des Speichers.
Der Y-Treiber 34 enthält alle Y-Lese- und Y-Schreibtreiber für den Datenwortteil
des Speichers. Jede Y-Zeile des Datenwortteiles ist mit einem zugeordneten Treiber
ausgestattet, welcher mit dem entsprechenden Y-Einstellkreis verbunden ist. Zusätzlich
zum Einstellsignal, welches den Y-Treibern 34 zugeleitet wird, tritt in der
Leitung 57 ein Schreibtaktimpuls auf, der gleichzeitig den einzelnen Y-Treibern
über eine Leitung 70 zugeführt wird, die mit der Leitung 57
verbunden
ist. Diese Taktimpulse zwingen die Y-Treiber nach einer Leseoperation, die durch
ein Einstellsignal ausgelöst wurde, zu einer Schreiboperation. Im Datenwortteil
des Speichers sind die üblichen Inhibittreiber 37 vorgesehen. Die Inhibittreiber
werden von einer schematisch dargestellten Steuerung 72 gesteuert. Die Steuerung
72 erhält die Signale, die dem entnommenen Wort entsprechen, vom Ausgangsregister
40 über Leitungen 73. Dieses Wort kann wieder in den Datenwortteil
aufgenommen werden. Die Steuerung 72 ist über Leitungen 74 und 76 mit dem Steuerelement
50 verbunden. Eine Worthauptleitung zur Eingabe neuer Wörter in den Datenwortteil
mittels der Steuerung 72 ist ebenfalls vorgesehen. Der Zustand der Steuerung
50 bestimmt, ob ein neues Wort von der Worthauptleitung, oder ob das alte
Wort aus dem Ausgangsregister 40 in den Speicher eingegeben wird. Wenn sich die
Steuerung 50 im Zustand, der den Betriebszyklus A festlegt, befindet, wird die Worthauptleitung
ausgewählt. Im anderen Zustand wird das Wort aus dem Register 40
in den Speicher
eingegeben.
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Der Betriebsablauf des Speichers soll nun erläutert werden: Es sei
bemerkt, daß der Anfangsteil des Betriebsablaufs für beide Betriebszyklen, d. h.
für den Betriebszyklus A und für den Betriebszyklus B
der gleiche ist.
Es sei nochmals angenommen, daß das Kennwort 1001. im Kennwortregister 24, Schreibgenerator
26, Vorspannungsgenerator 42 und der Zeile Y 1 des Adressenkennwortteiles
gespeichert ist. Es sei ferner angenommen, daß die Steuerung 50
auf den Betriebszyklus
A eingestellt ist. Nachdem ein Taktimpuls vom Rechner am Eingang des Taktgebers
52 angekommen ist, wird die Leitung 54 erregt und das Kennwortregister
24 dadurch angestoßen,
Dadurch werden einer jeden Spalte
magnetischer Elemente 12 die Vorimpulse zugeführt. Den Vorimpulsen folgen zeitlich
Taktimpulse der Leitung 75, die den Vorspannungsgenerator 42 anstoßen (s. F i g.
5). Der Vorspannungsgenerator 42 erzeugt seine Vergleichsspannung (z. B. + 2 Volt)
und die Bezugsspannung. Nach dem Anstoßen des Vorspannungsgenerators 42 erzeugt
das Kennwortregister 24
die abfragenden Vergleichsimpulse für jede Spalte
magnetischer Elemente, um über die Ausgangsleitungen 28 das charakteristische Spannungssignal
zu bilden. Da die Y 1-Zeile der Elemente 12 das Kennzeichen 1001 gespeichert hat,
entsteht in der Ausgangsleitung 28 das übereinstimmungssignal als Einstellungssignal
für den Treiber Y 1 des Datenwortteiles. Dieses Einstellsignal entsteht nur in einer
der Y-Leitungen 28 und wird dem entsprechenden Y-Datenworttreiber zugeführt. Der
Taktimpuls in der Leitung 68 wird dann jedem der Einstellkreise Y 1 bis Y 3 während
der Betätigung des Vorspannungsgenerators 42 zugeführt (s. F i g, 5). Die Einstellkreise
erzeugen eine Ausgangsspannung lediglich am Ausgang des Y 1-Einstellkreises.
Der Y 1-Abfrage-Schreib-Treiber des Treiberkreises 34 wird durch dieses Ausgangssignal
dann erregt. Dieser Teil des Betriebsablaufes ist der gemeinsame Teil für beide
Betriebszyklen A und B.
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Der weitere Teil des Ablaufes des Betriebszyklus A soll nun untersucht
werden. Es wurde bisher die Zeile von Speicherzellen 10' festgestellt, die abgefragt
werden soll und in die wieder eingeschrieben werden soll. Während dieses Intervalls
ist der Vorspannungsgenerator 42 nicht erregt. Es sei daran erinnert, daß das Auslösen
einer Schreiboperation die Schritte des Abfragens und des darauffolgenden Einschreibens
aufweist. Die Reihenfolge der Abfrage- und Schreibimpulse ist in F i g. 5 dargestellt.
Diese Schreiboperation wird ein vorbestimmtes Zeitintervall nach den Impulsen in
der Leitung 68 dadurch ausgelöst, daß die gleichen Schreibtaktimpulse in den Leitungen
57 und 63 auftreten. Diese Schreibtaktimpulse erscheinen an den UND-Gliedern 60,
61 und 62 und erzeugen mit dem Impuls in der Leitung 64 aus dem Steuerelement 50
und dem Ausgangssignal des Y 1-Einstelikreises in der Leitung 65 einen Ausgangsimpuls
am UND-Glied 60, der den Y1-Treiber des Adressenkennwortteiles erregt. Während des
gleichen Zeitabschnittes ist der Y 1-Treiber des Datenwortteiles ebenfalls erregt.
Demzufolge werden die Speicherzellen in den beiden Teilen des Speichers in den Zustand
der binären Null gebracht. Der Abfrage-Schreib-Treiber 34 des Datenwortteiles des
Speichers wird zu dieser Zeit durch Signale über die Leitung 70
in die Schreibstellung
eingestellt.
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Es sei angenommen, daß ein neues Kennwort dem Schreibgenerator 26
zugeführt wurde und daß das zugehörige Datenwort aus der Worthauptleitung dem Inhibittreiber
37 zugeführt wurde. Danach werden der Schreibgenerator 26 und die Inhibittreiber
37 angestoßen. Die Inhibittreiber 37 werden durch die Steuerung 72 gesteuert, welche
ihre Informationen von der Worthauptleitung erhält. Der Schreibgenerator 26 wird
durch ein Signal in der Leitung 58 gestartet. Das Signal in der Leitung 58 entsteht
durch ein gleichzeitiges Auftreten eines Signals in der Leitung 56, welches aus
der Steuerung 50 kommt und eines Schreibtaktpulses in der Leitung 57, Das Starten
des Schreibgenerators 26 findet nach einem vorbestimmten Zeitintervall nach dem
Löschpuls statt. Dadurch werden die Vergleichswicklungen 22 der magnetischen Elemente
12 erregt. Diese Erregung erfolgt gleichzeitig mit der Erregung der Y 1-Treibers
des Adressenkennwortteiles. Die Y1-Treiber des Adressenkennwortteiles und der Schreibgenerator
26 liefern beide einen halben Schreibpuls zu jedem magnetischen Element 12, um eine
binäre Eins zu speichern. Die magnetischen Elemente 12, die eine binäre Null speichern
sollen, werden nicht geschaltet, da sie nur einen halben Schreibpuls vom Y 1-Treiber
des Adressenkennwortteiles erhalten. Während dieses Intervalls wird, wie in F i
g. 5 dargestellt ist, der Schreibpuls vom Yl-Treiber des Datenwortteiles in Koinzidenz
mit den Inhibitpulsen ebenfalls zugeführt. Dem Inhibitpuls folgt ein Nachschreibpuls,
nach welchem der Betriebszyklus A beendet ist. Das neue Wort ist im Adreßkennwortteil
und im Datenwortteil gespeichert.
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Der Betriebsablauf gemäß Zyklus B ist mit dem des Zuklus A bis zu
dem Punkt identisch, bei welchem das Einstellsignal den gewählten Y-Treiber erregt.
Zur Durchführung des Betriebszyklus B wird die Steuerung 50 auf den Zustand eingestellt,
der dem Betriebszyklus B entspricht, so daß jeder der Treiber 34 des Datenwortteiles
auf eine Abfrage des ausgewählten Wortes im Datenwortteil eingestellt ist. Es sei
angenommen, daß das Einstellsignal am Yl-Einstellkreis erscheint. Der Y 1-Treiber
des Datenwortteiles wird erregt und fragt das Wort ab, das in der Y1-Zeile der Speicherzeilen
10' im Datenwortteil des Speichers gespeichert ist. Das in dieser Weise entnommene
Wort wird im Ausgangsregister 40 gespeichert und in die Inhibittreiber 37 über die
Steuerung 72 eingegeben. Durch diese Steuerung werden die Inhibittreiber 37 erregt.
Gleichzeitig geben die Y1-Treiber des Datenwortteiles einen Schreibpuls, und in
den Zellen 10', die keinen Inhibitpuls erhalten, wird eine binäre Eins gespeichert
(vgl. F i g. 6).
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Das entnommene Wort wird dabei wieder in den gleichen Ort im Datenwortteil
eingegeben, und die Inhibitpulse und Nachschreibpulse werden beendet, womit der
Betriebszyklus B abgeschlossen ist.
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In F i g. 8 ist ein abgeändertes magnetisches Element 12 dargestellt,
welches im Adressenkennwort des Speichers verwendet werden kann. Das magnetische
Element 12 der F i g. 8 ist das gleiche, wie das in F i g. 1 dargestellte Element.
Es ist jedoch zusätzlich eine Vorspannungswicklung 77 vorhanden, die durch die große
öffnung 14 geführt ist, um das Joch 1 des Elements 12 zu steuern. Die Vorspannungswicklung
77 ist vorgesehen, um das Verhältnis zwischen dem Abfühlsignal in der Wicklung 28
und dem Störpegel zu verbessern. Die Vorspannungswicklung 77 ist über einen Schalter
79 mit einer Vorspannungsquelle 78 verbunden. Diese Vorspannungsqueile liefert einen
Strom, welcher das magnetische Element 12 auf einen Punkt der BH-Kurve der F i g.
9 bringt, bei weichem FI nicht gleich Null ist. Es sei angenommen, das, wenn sich
das magnetische Element 12 im Zustand der positiven Remanenz befindet, eine binäre
Eins gespeichert ist und daß die negative Remanenz einer binären Null entspricht.
Es sei ferner angenommen, daß ohne Anlegen einer Vorspannung an die Wicklung 77
das magnetische Element 12 sich im Zustand des Punktes »a« befindet, wenn eine Null
gespeichert ist. Durch das Schließen
des Schalters 79 wird das magnetische
Element 12 beispielsweise zum Punkt -H verschoben. Aus diesem Grund kann bei der
Betätigung des magnetischen Elements durch koinzidierende Ströme ein größerer Halbstrom
verwendet werden, um das magnetische Element 12 vom Punkt -H zu einem Punkt nahe
des Knies der BH-Kurve zu treiben, ohne daß der magnetische Zustand des Elements
umgeschaltet wird. Die Anwendung des ganzen Auswahlstromes am magnetischen Element
12 treibt das Element 12 beispielsweise zum Sättigungspunkt b, wenn der Kern von
der binären Null zur binären Eins umgeschaltet wird.
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Es ist jedoch nicht erforderlich, den Kern zu einem derartigen Punkt
magnetischer Sättigung zu treiben, jedoch notwendig, einen genügend starken Auswahlstrom
zur Umschaltung des Kernes zu schaffen. Durch die Verwendung einer Vorspannung für
das magnetische Element 12 kann der verwendete Auswahlstrom herabgesetzt werden,
um ein besseres Verhältnis zwischen Signal und Geräuschpegel für das Element 12
zu schaffen.
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Es sei bemerkt, daß die Amplitude der Vorspannung, wenn das magnetische
Element in einer beschriebenen Vorrichtung verwendet wird, dadurch begrenzt wird,
daß einige der magnetischen Elemente 12 sich im Zustand der binären Eins und andere
im Zustand der binären Null befinden, und daß die Vorspannung unterhalb des Stromes
liegen muß, der erforderlich ist, um das Element umzuschalten. Ein magnetisches
Element 12, das nicht geschaltet werden soll, gelangt nach der Begrenzung des Vorspannungsstromes
in seinen Remanenzpunkt zurück.
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Die Vorspannungsquelle kann in den vorher beschriebenen Systemen verwendet
werden, um während des Löschens und des Schreibens eine Vorspannung zu erzeugen.
Zu diesem Zweck kann während des Löschens ein positiver Puls der Vorspannungswicklung
77 zugeführt werden, welchem während des Einschreibens ein negativer Pol folgt.
In der in F i g. 3 dargestellten zweidimensionalen Anordnung kann die Vorspannungswindung
77 durch jedes der magnetitischen Elemente 12 in Serie geführt sein. Die Schaltung
der Vorspannungsquelle 78 bei der Vorrichtung nach F i g. 3 kann durch einen Undkreis
gesteuert werden, der mit der Quelle 78 verbunden ist.
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In F i g. 10 ist ein Teil eines in mehreren Ebenen aufgebauten Speichers
dargestellt. Die Darstellung in F i g. 10 wurde vereinfacht, um die zusätzliche
Schaltung darzustellen, die erforderlich ist, um vom System mit jeweils einer Ebene
zum Mehrebenensystem zu gelangen. Eine einzelne Datenwortebene und eine einzelne
Adressenkennwortebene sind aus der Vielzahl der Ebenen dargestellt. Eines der magnetischen
Elemente 12 und einer der Ringspeicherkerne 13 sind in ihren entsprechenden Ebenen
dargestellt, während der Rest der Speicherzellen in gestrichelten Linien angedeutet
ist. Lediglich die zusätzliche Schaltung, die für das magnetische Element 12 und
den magnetischen Kern 33 erforderlich ist, ist dargestellt. Wenn eine Vielzahl von
Speicherebenen der in F i g.10 dargestellten Art angeordnet ist, umschlingen die
Y-Treibwicklungen 18 einer bestimmten (horizontalen) Zeile oder Y-Koordinate die
Speicherzellen 10
der gleichen Zeile in jeder Adressenwortebene. Die Y-Treiberwicklungen
35 für die Kerne 33 sind in gleicher Weise angeordnet, so daß sie jeden der Kerne
33 in den verschiedenen Ebenen umschlingen, der die gleiche Y-Koordinate aufweist.
Dies schließt notwendigerweise ein, daß die in den Adressenkennwort- und Datenwortebenen
gespeicherten Worte entlang der horizontalen Zeilen einer einzelnen Ebene, wie bereits
beschrieben, gespeichert sind.
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Bei der Mehrebenenanordnung müssen deshalb Mittel vorgesehen sein,
welche die spezielle Ebene identifizieren, in welcher eine bestimmte Zeile ausgewählt
werden soll. Diese Mittel sind als X 1-Adressenkennwortteil-Treiber bezeichnet.
Dieser ist mittels einer Leitung 80 über die großen Öffnungen 14 mit jedem der magnetischen
Elemente 12 gekoppelt. Die Kopplung erfolgt in Serienschaltung und umfaßt alle Kerne
einer einzelnen Ebene. In gleicher Weise ist ein X1-Datenwortteil-Treiber für die
Datenwortebene vorgesehen, und die XI-Wicklungen durchsetzen jeden der Speicherkerne
33 der Datenwortebene. Es ist zu erkennen, daß es erforderlich ist, den X- und Y-Wicklungen
eines jeden Speicherelements 10 in einer Zeile koinzidierend einen Strom zuzuführen,
um eine Zeile von Speicherzellen 10 auszuwählen.
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Um ein Ortssignal in irgendeiner der Abfühlleitungen 28 zu erregen,
ist es erforderlich, die X-und Y-Koordinatensignale abzuleiten, um die Speicherkerne
33 abfragen zu können. Diese Signale ergeben sich dadurch, daß man Dioden, beispielsweise
die Dioden 81 und 82 vorsieht, die in die Ausgangsleitung
28 der Y 1-Zeile parallel geschaltet sind. Diese Dioden sind in jeder Leitung
28 vorgesehen. Lediglich ein Diodenpaar gibt ein Ausgangssignal entsprechend
dem Ortssignal in einer der Leitungen 28 ab. Die Diode 81 gibt ein Signal für den
Y 1-Ortskreis, wenn das entsprechende Ortssignal in der zugehörigen Leitung 28 auftritt,
während die Diode 82 ein Signal für den X 1-Ortskreis abgibt. Der
X 1-Ortskreis ist ein UND-Glied, der bereits für die Y-Ortskreise beschriebenen
Art. Die X- und Y-Ortskreise können durch den gleichen Taktpuls erregt werden, beispielsweise
durch den, der in bereits beschriebener Weise durch die Leitung 68 geleitet wird.
Nach der Erregung der X- und Y-Ortskreise werden die Ausgangssignale den X- und
Y-Treibern des Datenwortteiles zugeführt. Im vorliegenden Beispiel dem X1-und Y
1-Treiber. Die koinzidierende Anlegung von Strömen dieser Treiber tastet die Speicherwortzellen
10' in der Zeile Y 1 der X 1-Datenwortebene ab. Die Y 1-Zeilen der
anderen Ebenen erhalten lediglich Halbströme. In gleicher Weise kann das Einschreiben
im Adressenkennwortteil und Datenwortteil durchgeführt werden.
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Es sei bemerkt, daß andere Speichervorrichtungen für den Datenwortteil
verwendet werden können, z. B. an sich bekannte Speichervorrichtungen, wie sie in
von R. K. R i c h a r d s in »Digital Computer Components und Circuits«, D. van
Nostrand Co. Inc., S. 354ff., beschrieben und erläutert sind.
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Der erfindungsgemäße Speicher ist für eine nicht beschränkte Bezifferung
eingerichtet, wobei Leerstellen für eine fernere Verwendung frei bleiben, da ein
Abfragen in der bekannten Weise nicht erforderlich ist. Eine nicht beschränkte Bezifferungsanordnung
kann durch das System in eine beschränkte Bezifferungsanordnung übertragen werden.
Die Erfindung wurde in Verbindung mit einem Digitalcomputer beschrieben. Die Anwendung
der Erfindung ist vielseitig. So kann beispielsweise die Erfindung in Schnelldruckvorrichtungen
verwendet werden, bei
welchen gleiche Charakteristiken auf einmal
gedruckt werden. Eines dieser Drucksysteme ist als »fliegender Schreiber« bekannt.
Die Erfindung kann auch mit einer Vorrichtung gekoppelt werden, in welcher das Adressenwortregister
einen Zähler aufweisen kann. Der Zähler wird schrittweise über seinen Bereich geschaltet
und jeder Schritt löst dann einen Vergleichszyklus aus. Die Vorrichtung sucht dabei
die gespeicherten Informationen aus, wo immer sie gespeichert sind. Es sei bemerkt,
daß es möglich ist, sogenannte Vergleichskreise mit der Vorrichtung zu verbinden.
Weiterhin ist es möglich, Kennzeichnungen automatisch vom Speicher durch eine kleine
Abänderung des beschriebenen Programms abzuleiten. Die Länge der Worte, die in der
Vorrichtung gespeichert werden können, kann auf einfache Weise durch eine Vervielfachung
der Anordnung erhöht werden. Im an sich bekannten Wortteil des Speichers können
Speicherzellen mit einer nicht zerstörbaren Entnahmecharakteristik ebenfalls verwendet
werden.