книги из ГПНТБ / Караваев, Н. И. Электронные цифровые вычислительные машины и программирование учеб. пособие
.pdf- 110 -
ной-выходной регистр. Адрес ячейки поступает по кодовым
шинам адреса |
КША на регистры |
адреса X |
и У таким образом, |
что половина |
разрядов адреса |
подается |
на Рг адреса X, а |
вторая половина - Рг адреса У. Например,адрес ячейки 0105 /ООО 001 000 101/ подается на регистры адреса X и У сле дующим образом: часть адреса /000 001/ подается на Рг ад
реса X, |
а часть адреса |
/0о0 101/ - на Рг адреса У. |
|
С выходов регистров |
адреса |
X и У части адреса ячейки |
|
подаются |
на дешифраторы г';ш X и |
У. После дешифрирования час |
тей адреса л и У образуется сигнал на одном из выходов де^
шифраторов а |
и У, поступающий на один |
из усилителей X и У. |
||
На усилители |
X и У подается также |
сигнал "Запись", который |
||
через усилители поступает в одну |
из координатных шин X |
и |
||
У матриц магнитного куба, обеспечивая |
выбор требуемой |
|
||
ячейки КОЗУ. |
|
|
|
|
Предположим, что выбранными оказались сердечники мат |
||||
риц, отмеченные кружками на рис. 3.3, |
которые составляют |
|||
одну ячейку |
;,.03У /для простоты рисунка |
показаны только |
три |
матрицы/.
Так как в данной ячейке может находиться записанное ранее число, то эту ячейку необходимо предварительно очис тить, т . е . произвести считывание числа. Для этого на уси лители схемы выборки требуемой ячейки подается сигнал "Считывание" отрицательной полярности, поступающий в одну из координатных шин X и У , который обеспечивает перемагничизание выбранных сердечников магнитного куба в сос тояние "С". При этом считанная информация на входной-вы ходной регистр не поступает, так как на усилители считыва ния УС не подается сигнал "Строб". После сигнала "Считыва ние" подается сигнал "Запись", поступающий на усилители схемы выборки требуемой ячейки и на входы схем совпадения. На вторые входы схем совпадения сигнал поступает с выходов "0 й триггеров входного-выходного регистра.
Следовательно, если триггер находится в состоянии "0", то на выходе соединенной с ним схемы совпадения будет сиг-
- 111 -
нал, который, поступая в выходную щину соответствующей.мат рицы, запрещает запись в выбранный сердечник код " 1 " , т . е . этот сердечник не перемегничивается под действием импульсов полутоков в координатных шинах матрицы.
Если триггер входного-выходного регистра находится в состоянии " 1 " , то на выходе соединенной с ним схемы совпа дения сигнала не будет и сердечник соответствующей матрицы перемагничивается в состояние " 1 " под действием импульсов полутоков в координатных шинах матрицы. Таким образом, чис
ло, находящееся во |
входном-выходном регистре будет записано |
в ячейку с заданным адресом. |
|
Для считывания |
числа, находящегося в заданной ячейке, |
работа схемы выборки требуемой ячейки осуществляется анало |
|
гично. Входной-выходной регистр устанавливается в состояние |
|
"О" подачей сигнала "Уст.О" на его триггеры. На усилители |
|
схемы выборки |
требуемой ячейки подается сигнал "Считывание", |
а на усилители |
считывания - сигнал "Строб". После подачи |
сигнала "Считывание" все выбранные сердечники |
матриц будут |
|
в состоянии "О" и через усилители считывания |
считанное |
чис |
ло поступает во входной-выходной регистр. |
|
|
Для восстановления /регенерации/ хранимой в ячейке |
ин |
|
формации после сигнала "Считывание" подается |
сигнал "Запись", |
и информация, находящаяся во входном-выходном регистре, вновь будет записана в ту же ячейку МОЗУ.
МОЗУ матричного типа имеют следующие недостатки:
-при считывании информации возникают относительно боль шие помехи, для борьбы с которыми необходимо применять спе циальные меры;
-считанные сигналы " 1 " и "О" различаются между собой только по величине, что снижает надежность их распознава ния ;
-необходимость восстановления /регенерации/ считан ной информации.
- 112 -
Магнитные оперативные запоминающие устройства типа " 2 "
МОЗУ типа " 2 й состоит из ферритовой матрицы, сер дечники которой называются координатными трансформаторами. Через эти сердечники проходят координатные шины X и У, обес печивающие выбор одного из сердечников матрицы. Каждый ко ординатный трансформатор имеет петлеобразную обмотку , которая вместе с находящимся на ней сердечниками образует
числовую линейку |
для запоминания |
П. - разрядного двоич |
ного числа /рис. |
3 . 4/ . |
|
&0
Рис. 3.4. Матрица координатных трансформаторов с числовыми линейками МОЗУ типа " "2 "
Запись и считывание чисел в числовых линейках осущест вляется при перемагничивании сердечников выбранных коорди натных трансформаторов по принципу совпадения двух полуто ков. В момент перемагничивания сердечника выбранного коорди натного трансформатора в петлеобразной обмотке 2 возни-
- 113 -
кает импульс тока 1ц , который создает магнитное поле, перемагничивающее сердечники числовой линейки. Через сер дечники всех координатных трансформаторов проходит общая шина подмагничивания, по которой протекает постоянный ток
Тподм |
• Этот ток создает намагничивающую силу /ампер- |
|||||
витки/, |
которая удерживает сердечники матрицы |
в состоя |
||||
нии, характеризуемом остаточной магнитной индукцией |
-Вт |
|||||
/точка |
А на рис. |
3 . 5/ . |
|
|
|
|
После |
перемагничивания выбранный |
координатный |
транс |
|||
форматор |
возвращается в первоначальное состояние, и в об |
|||||
мотке |
Z |
вновь |
возникает импульс |
тока I g 2 |
противополож |
|
ной полярности и меньшей величины по |
сравнению |
с током 1 ^ |
||||
/рис. |
3.6/. |
|
|
|
|
8
l ib
0 |
и |
Л А
—*\ Нлодн '—
I
\
Рис. 3.5. Положение рабочей точки на петле гис терезиса координат ных трансформаторов МОЗУ типа ^ Z " •
Рис. З.б. Импульсы токов в обмотке выб ранного коорди натного транс- (Ьорматора МОЗУ типа " Z "
Ток используется для считывания, а 1аг - для запи си информации. Для выбора требуемого координатного трансфор матора в МОЗУ типа " 2 " . так же как в МОЗУ матричного ти-
|
|
- |
114 - |
|
|
па, используются |
регистры |
адреса |
X и У дешии ритры и уси |
||
лители. |
|
|
|
|
|
Числовая |
линейка, образованная |
обмоткой 2 |
и находя |
||
щимися на ней |
сердечниками |
/рис. 3 . 7 / , является |
ячейкой ЗУ |
||
и ее адрес определяется адресок соответствующего |
координат |
||||
ного трансформатора, причем сердечники числовой линейки |
|||||
разделяются на две |
группы: |
|
|
|
PC
ее
Рис. 3.7. Числовая линейка МОЗУ типа " Z "
рабочие сердечники PC, количество которых определяется раз рядностью запоминаемого числа, и стабилизирующие сердечни ки СС, количество которых такое же, как и PC.
Необходимость введения СС объясняется тем обстоятель ством, что при перемагничивании координатного трансформато ра импульс тока I z < в обмотке Z перемагничивает раз личное количество рабочих сердечников числовой линейки / в зависимости от кода запоминаемого числа/. Со стороны этих сердечников при изменении их магнитного состояния создает ся противодействие, которое проявляется в виде эквивалент ного сопротивления, вносимого в обмотку Z | причем вели чина этого сопротивления будет различна и определяется ко личеством перемагничиваемых сердечников числовой линейки. Оказывается, что вносимое сопротивление сердечника при считывании с него кода " 1 " в несколько раз больше, чем при
- 115 -
считывании кода "О", когда сердечник не перемагничивается. В связи с этим возникает необходимость стабилизации вноси
мого сопротивления |
в обмотку |
Z При записи |
и считывании |
любых чисел. |
|
|
|
В МОЗУ типа " |
Z " такая |
стабилизация осущс^зляе^хя |
|
введением в числовую линейку" стабилизирующих |
сердечников |
СО. Таким образом, каждому рабочему сердечнику соответст вует свой стабилизирующий сердечник. Через эти сердечники обмотка Z проходит в противоположных направлениях, т . е .
при протекании тока I 2 рабочие и стабилизирующие сердеч ники перемагничиваются в различных направлениях, причем ко личество перемагничивающихся PC и ОС не зависит от кода числа и всегда равно количеству разрядов хранимого числа,
а вносимое сопротивление в обмотку |
Z |
является постоянным. |
|
Каждая пара сердечников PC и СС /рис . 3 . 7/ имеет общую |
|||
обмотку записи, в которую подаются импульсы |
тока записи, |
||
и выходную /сигнальную/ обмотку, в которой |
индуктируется |
||
э . д . с, соответствующая считываемому |
числу. |
Эти обмотки яв |
|
ляются общими для сердечников данного |
разряда всех число |
||
вых линеек. |
|
|
|
Величина тока Izi , используемого |
при |
считывании ин |
формации, вполне достаточна для перемагничивания сердечни ков числовой линейки, а величина тока Izz .используемого при записи, не обеспечивает их перемагничивание. Поэтому
при записи информации одновременно с током |
1^2 в обмотки |
записи подаются кодовые импульсы тока 1к |
, и перемагни |
чивание соответствующих сердечников числовой линейки будет происходить под воздействием суммарного магнитного поля токов 112 и I к .
Рассмотрим процессы перемагничивания магнитных сер дечников МОЗУ при записи и считывании информации:
а/ При записи " 1 " /рис. 3.8,а/.
При перемагничивании выбранного координатного трансформа тора возникающий импульс тока I j t ^ перемагничивает все рабочие сердечники числовой линейки в состояние "О", а
|
|
|
- |
116 - |
|
|
|
|
стабилизирующие - в " 1 " . |
3 |
момент возникновения |
импульса |
|||||
тока 1н2 |
в соответствующие |
обмотки записи /где |
записывает |
|||||
ся " 1 " / сердечников |
числовой линейки подаются |
положительные |
||||||
импульсы тока |
1к . |
В результате воздействия |
суммарного |
|||||
магнитного |
поля токов |
I 2 2 и 1 к |
соответствующие |
рабочие сер |
||||
дечники перемагничиваются |
в |
состояние " 1 " , а стабилизирую |
||||||
щие сердечники своего состояния не изменяют, так как маг |
||||||||
нитные поля от |
токов |
I z 2 |
и |
I к |
в СС взаимно компенсируются, |
|||
б/ |
При |
записи |
"О" |
/рис. 3 . 8,6/ . |
|
|
||
В момент |
возникновения |
импульса тока 1г2 |
в обмотки |
записи числовой линейки подаются отрицательные импульсы то
ка 1к |
. При этом в PC импульсы |
тока 1гг. и 1к |
взаимно ком |
|
пенсируются, а в СС - суммируются, |
т . е . ОС перемагничивается |
|||
из состояния " 1 " в "О". |
|
|
|
|
в/ |
При считывании |
" 1 " /рис. |
3 . 8,в/ . |
|
Под воздействием импульса |
тока I z i соответствующие рабочие |
|||
сердечники числовой линейки, где записана " 1 " , |
перемагничи |
ваются из состояния " 1 " в состояние "О", а стабилизирующие
сердечники |
остаются |
в прежнем |
состоянии, т . е . " 1 " . |
При |
этом |
|
в выходной |
обмотке |
возникает |
отрицательный импульс |
тока, |
с о |
|
ответствующий |
коду |
" 1 " . |
|
|
|
|
г/ При |
считывании "О" /рис. 3 . 8,г/ . |
|
|
Вэтом случае перед считыванием соответствующие PC
иСС находились в состоянии "О". Под воздействием импуль са тока 1-ы PC остаются в состоянии "О", а СС перемагничи
ваются в состояние |
|
" |
I я . |
При этом в выходной обмотке возни |
кает положительный |
импульс тока, соответствующий коду "О". |
|||
МОЗУ типа " Z |
" |
имеет |
следующие достоинства: |
-выходные сигналы " I й и "О" отличаются не по вели чине, а по знаку, тем самым повышается надежность их рас познавания ;
-использование стабилизирующих сердечников, поми
мо стабилизации нагрузки на координатные трансформаторы , осуществляет компенсацию помех при считывании "О", которые имеют место в МОЗУ матричного типа. Таким образом, не тре буется подбор сердечников с высоким коэффициентом прямо-
угольности петли гистереаиса.
Основ'ньши^^не'дбстатками МОЗУ Tinfa " Z ' ' a ' "являйсся- %еШходймбс'ть "расхода большого 'колшес"тва^йагниФшх'^'ердёч^ни^' ков сложность' схемы управления^
Рис. 3.8. Времешше_диаграммы работы МОЗУ типа |
"1.2"" |
в различных режимах |
|
Постоянные /односторонние/ запоминающие^устройства |
|
на магнитных сердечниках |
" |
Для запоминания постоянных вел1(гч.шлраесмр^ренвъ1,е:£,выше^ запоминающие устройства испояъзова-тъ;;нефаад;ональнрч таку^д ктй^в? одно!: чйЪлонойР линейке.-можноь хранись лишь, одно, двоич-
- 118 -
ное число. Поэтому для постоянных ЗУ широкое применение нашли специальные числовые линейки. В отдичие от числовых линеек МОЗУ типа " 2 " данная числовая линейка представ ляет собой ряд магнитных сердечников /по числу разрядов запоминаемых чисел/, через которые определенным образом пропускают шины записи /рис. 3 . 9/ .
/Сод evt/mbtSa&troeo v ts с sr а
Рис. 3.9. |
Числовая линейка постоянного |
запоминающего |
||
|
|
устройства |
|
|
Если в данном разряде запоминаемого числа необходимо |
||||
записать |
" 1 " , |
то шина |
записи проходит |
через сердечник,если |
же необходимо |
записать |
"О", то шина записи огибает сердеч |
ник. Количество шин записи в одной числовой линейке опреде ляется количеством запоминаемых чисел и практически не пре вышает 32. Через все сердечники числовой линейки проходит общая шина считывания, при пропускании по которой тока все сердечники устанавливаются в состояние " 0 " . Каждый сер дечник имеет свою выходную обмотку.
На рис. 3.9 изображена схема числовой линейки для хра нения шести четырехразрядных двоичных чисел. Перед выбор-
- 119 -
кой какого-либо числа по заданному адресу дешифратор выби рает соответствующую шину записи, в которую подается им пульс тока записи. Те сердечники, через которые проходит
данная шина записи, перемагничивается в состояние |
" |
I |
м , а о с |
|||||
тальные - остаются в состоянии "О". Затем подается импульс |
||||||||
тока считывания |
1сч,который |
вновь |
перемагничивает |
все |
сер |
|||
дечники в состояние "О". При этом в выходных обмотках сер |
||||||||
дечников, которые перемагнитились |
из состояния " 1 " в состоя |
|||||||
ние "О", индуктируются выходные импульсы, соответствующие |
||||||||
записанному числу. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пусть требуется произвести считывание 2-го числа /номер |
||||||||
числа совпадает с номером записывающей шины/. Импульс запи |
||||||||
си перемагнитит |
сердечники &g и Фд в состояние " 1 " , |
а Ф-j и |
||||||
Ф^ остаются в состоянии |
"О". |
|
|
|
|
|
|
|
При считывании информации индуктируются импульсы в вы |
||||||||
ходных обмотках |
сердечников |
Ф% и Фд, а в |
сердечниках Ф^ и |
|||||
Ф4 они отсутствуют. Таким образом, |
на выходе числовой |
ли |
||||||
нейки будет код числа ОНО. |
|
|
|
|
|
|
||
В табл. 3.1 приведены значения |
чисел, |
зафиксированных |
||||||
в числовой линейке. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
3.1 |
|
Номера |
Разряды |
|
|
|
|
|
||
чисел |
2 з |
|
2 3 |
2 1 |
2° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
1 |
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
2 |
0 |
|
1 |
1 . |
0 |
|
|
|
3 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
4 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
5 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
б |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
|
|
|
Считывание информации с числовой линейки может осущест вляться неограниченное число раз, но каждый раз. перед счи тыванием необходимо производить запись по заданному адресу. Информация, записанная на числовой линейке, не может быть изменена в процессе решения задачи.