Memorie de bază magnetică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
O parte din cele 36 de bănci de memorie cu nucleu magnetic, care locuiesc pe o placă dublă, pentru un total de 1,5 megabiți.

Memoria magnetic-core sau memoria miezuri de ferită este un tip de memorie de calculator nevolatilă . Aceasta utilizează inele ceramice magnetice mici pentru a stoca informații digitale, datele sunt stocate prin varierea polaritatea câmpului magnetic al inelelor. Aceste amintiri au fost folosite în primul calculator înainte de răspândirea de amintiri semiconductori .

Istorie

Cercetările inițiale asupra amintirilor miezurilor magnetice au fost efectuate de către un Wang și mod-Dong Woo , doi cercetatori din Statele Unite , care sa dezvoltat în 1949 transferul de impulsuri dispozitiv de control. Numele indică un dispozitiv care, prin intermediul unui câmp magnetic, ar trebui să controleze activarea unui sistem electromecanic. Wang și Woo au fost de lucru la " Universitatea Harvard , această universitate spre deosebire de MIT nu a fost interesat de promovarea inventii dezvoltate pe plan intern. Cu toate acestea, Wang a reușit să obțină un brevet pentru invenție.

Între timp, Jay Forrester la MIT a fost în curs de dezvoltare calculator Whirlwind și a fost conștient de cercetarea Wang și Woo. Calculatorul Whirlwind nevoie de o memorie foarte rapid principal (pentru moment) pentru a rula un simulator de zbor în timp real. Forrester a considerat inițial folosind tubul Williams pentru memoria principală, dar acestea au fost în mod inerent nesigure si dificil de gestionat.

Memorie de bază magnetică

Două invenții fundamentale au dus la dezvoltarea amintirilor magnetice și, de asemenea, a amintirilor moderne de computer. O dificultate a fost legată de faptul că accesul la date a provocat ștergerea conținutului citit din memorie: Wang a rezolvat problema prin asocierea unei scrieri la fiecare lectură pentru a re-stoca datele. În același timp, Forrester a fost capabil să folosească un număr mic de legături pentru a gestiona un număr mare de nuclee magnetice.

Proiectul Forrester a impus ca unul dintre fire să traverseze miezurile magnetice cu o înclinație de 45 ° grade, acest lucru nu putea fi realizat automat de mașini și, prin urmare, amintirile au fost asamblate manual cu ajutorul unui microscop și a unor instrumente de precizie.

La sfârșitul anilor cincizeci, unele fabrici industriale fuseseră activate în Extremul Orient, în aceste uzine erau angajați angajați care erau mulțumiți de salarii foarte modeste și acest lucru permitea scăderea semnificativă a prețului amintirilor. Acest lucru a permis amintiri de nuclee magnetice în anii șaizeci pentru a deveni memoria calculatorului cele mai utilizate pe scară largă prin înlocuirea economice , dar foarte lent amintiri cu tambur si rapid , dar amintiri scumpe tuburi cu vid . Unele companii au folosit, de asemenea, muncitori scandinavi care s-au trezit fără muncă după restructurarea sectorului textil.

Amintirile costau inițial aproximativ un dolar pe articol, dar în cele din urmă au ajuns să coste aproximativ un ban pe articol. Aceste amintiri, însă, au fost înlocuite în anii șaptezeci de amintiri cu semiconductori.

Dr. Wang a reușit să obțină brevetul pentru descoperirea sa abia în 1955, la acel moment mai multe companii foloseau deja această tehnologie și, prin urmare, Wang a început o serie de procese pentru încălcarea proprietății sale intelectuale. În 1956, IBM a plătit 500.000 $ pentru a Wang pentru a dobândi brevet și pune capăt la procese. Wang a folosit fondurile pentru a mări Wang Laboratories , un laborator de cercetare fondat cu Dr. Ge-Yao Chu. Ulterior, în 1964, IBM a achiziționat de la MIT și brevetele care acoperă descoperirile Forrester pentru 13 milioane de dolari.

Memoriile magnetice de bază au făcut parte dintr-o serie de tehnologii legate de proprietățile magnetice ale materialelor. În anii 1950, au fost dezvoltate supape termionice, acestea erau dispozitive sofisticate de produs, fragile, relativ voluminoase și consumau mult curent. Amintirile magnetice de bază, pe de altă parte, erau dispozitive mici, solide și cu putere redusă, adesea folosite pentru aplicații militare datorită robusteții lor. Un exemplu celebru a fost calculator MOBIDIC dezvoltat de Sylvania pentru Statele Unite Army Signal Corps .

Descriere

Funcționarea amintirilor cu miez magnetic

Detaliu al memoriei unui nucleu magnetic, distanța dintre inele este de aproximativ 1 mm

Inițial, miezurile magnetice au fost realizate din substanțe cu ceramică , dar mai târziu forma cea mai comuna de memorie magnetic-core a fost bazat pe ferita aranjate într - o grilă inele bidimensional. Inelele au fost traversate de fire care au fost utilizate pentru a transporta semnalele de gestionare a memoriei. În primele sisteme, au fost utilizate patru fire; X, Y, Sense și Inhibition, ulterior linia Sense și linia Inhibition au fost combinate într-o singură. Fiecare inel a stocat o singură stare digitală, fiecare grilă bidimensională a fost accesibilă într-un singur ciclu de ceas și a permis manipularea unui singur inel. Prin stivuire în mod corespunzător o serie de grile puteți obține citirea sau scrierea unui cuvânt într - un singur ciclu de ceas.

Inelele magnetice și-au bazat capacitatea de a memora informații pe histerezisul materialului feromagnetic, inelele supuse unui anumit câmp magnetic au avut tendința de a menține o anumită stare magnetică până când un nou câmp magnetic de intensitate adecvată capabil să inverseze câmpul magnetic stocat de material . După cum am menționat, fiecare inel a fost traversat de liniile X și Y: dacă doriți să scrieți un anumit inel, linia X și Y a fost activată, numai acel inel a văzut întregul câmp magnetic (suma celui purtat de X și Y linii) în timp ce celelalte inele nu puteau vedea decât jumătate din câmpul magnetic sau niciun câmp magnetic. Prin urmare, numai inelul adresat sa dovedit a fi afectat de un câmp magnetic suficient pentru a schimba polaritatea câmpului magnetic. Polaritatea câmpului a fost definită de polaritatea curentului care curge prin liniile X și Y. Curentul care curge prin fire a indus un câmp electromagnetic care, atunci când este combinat în inel, și-a modificat polaritatea.

Scrierea și citirea

Citirea în acest gen de amintiri este o operațiune relativ complexă. Practic, citirea constă în aducerea bitului adresat pentru citire la 0. Conduceți liniile X și Y la jumătate de putere în direcția care face ca câmpul magnetic să stocheze 0 în memorie. Dacă memoria este de fapt la 0, nu se întâmplă nimic, dar dacă memoria conține un câmp magnetic care indică bitul 1, atunci un impuls electric scurt ar fi fost citit pe linia Sense din cauza schimbării polarității miezului magnetic. Apoi, managerul de memorie, după ce a adresat linia corespunzătoare X și Y, a verificat linia Sense a memoriei pentru a verifica prezența 0 sau 1. Această metodă de citire a fost distructivă, deoarece a modificat datele aducând întotdeauna memoria la starea 0 .

Scrierea a urmat un principiu similar, cu excepția faptului că memoria este întotdeauna setată la 1. Scrierea începe de la presupunerea că celulele sunt deja la 0 datorită unei citiri anterioare și activează liniile X și Y pentru a produce o variație de câmp magnetică care aduce câmpul magnetic al miezului magnetic la starea 1. Dacă 1 este de fapt scris în celulă, procedura se încheie; dacă, pe de altă parte, semnalul 0 este plasat pe linie, scrierea este împiedicată prin intermediul liniei de inhibare. În această linie se face să curgă un mic curent în direcția opusă care generează un câmp magnetic opus celui generat de liniile X și Y și care împiedică schimbarea stării miezului lăsând astfel memoria la starea 0.

Deoarece linia Sense și linia de inhibare nu au fost utilizate în același timp, s-a decis să se utilizeze o singură linie pentru ambele funcții cu un circuit special care a comutat funcția liniei în funcție de existența unei citiri sau a unei scrieri.

Deoarece fiecare citire necesită și o scriere, multe computere au profitat de acest fapt. Computerele au inclus instrucțiuni care ar putea întrerupe procesul de scriere după procesul de citire. În acest fel, dacă computerul ar trebui să citească și să scrie imediat aceeași celulă de memorie, ar putea efectua operația într-un singur pas. Memoria a citit datele, le-a trimis procesorului și a făcut o pauză. Procesorul a procesat datele și a trimis noile date care au fost scrise direct din memorie în timpul operației de scriere necesare pentru a regenera starea memoriei. Acest lucru a permis evitarea scrierii inutile prin accelerarea computerului.

Alte tipuri de amintiri magnetice

O variantă de memorii magnetice bazate pe utilizarea inelelor plasate de-a lungul unei linii (și nu pe o matrice așa cum sa explicat mai sus) au fost utilizate pentru a construi registrele pentru calculator. Aceste amintiri au fost echipate cu linii „word read” (citirea cuvintelor), „word write” (scrierea cuvintelor) și linii de sens / scriere pentru fiecare bit. Pentru a citi sau șterge memoria, curentul complet a fost aplicat liniei de citire a cuvântului, aceasta a redus la zero nucleele și a produs impulsuri de-a lungul liniilor de sens / scriere dacă a existat un câmp magnetic asociat cu cel de stare. Pentru a scrie datele, linia de scriere a fost plasată la jumătate de putere și liniile de sens / scriere au fost plasate la jumătate de putere pe fiecare nucleu care urma să fie setat la una. Această configurație a permis citirea și scrierea mai multor biți în paralel pe plan și, prin urmare, a fost mai rapidă decât structura clasică a matricei, mai mult, folosind mai multe linii, a fost posibil să citească și să scrie mai multe cuvinte în același timp.

O altă formă de memorie magnetic-core a fost memoria de bază frânghie . Acest lucru a fost amintiri de tip ROM , această memorie în miezurile magnetice au fost utilizate numai ca mini - transformatoare, prezența sau absența unui fir din interiorul miezului magnetic produs un semnal electric diferit care a fost citită ca zero sau una din memorie.

Caracteristici fizice

Memorie miez magnetic al CDC 6600

Viteza acestor amintiri era de ordinul Megahertzului (viteză similară cu cea a computerelor din anii optzeci, cum ar fi Commodore 64 sau Apple II ), primele sisteme aveau un timp de citire de 6 microsecunde , care a fost ulterior redus la 1,2 microsecunde la începutul anilor '70. La sfârșitul anilor șaptezeci el a ajuns să aibă modele la 600 de nanosecunde . Pentru a face amintirile mai rapide, mai multe grile ar putea fi utilizate în paralel pentru a efectua citiri și scrieri simultane.

Amintirile magnetice țineau starea la nesfârșit chiar și fără putere. În plus, acest tip de memorii este relativ puțin supusă pulsuri electromagnetice și radiații. Acestea sunt caracteristici importante în aplicații spațiale și militare, de fapt aceste amintiri au fost folosite mulți ani în aceste sectoare chiar și după răspândirea amintirilor cu semiconductori. De exemplu, computerul naveta spațială folosit inițial acest tip de amintiri. Amintirile magnetice a supraviețuit dezastrului navetei spațiale Challenger și a permis Comisiei de anchetă să aibă un raport asupra a ceea ce el a măsurat computerul înainte de explozie.

O caracteristică a acestor amintiri este că sunt acționate în curent și nu în tensiune ca multe alte tipuri de memorie. Selecția un pic în cele mai bune amintiri necesare aproximativ 400 mA , în mai lent și mai mare curentul necesar a fost mai mare amintiri.

O caracteristică a amintirilor magnetice este că bucla de histerezis este sensibilă la temperatură. O variație de temperatură a necesitat, de asemenea, o variație a curentului introdus în linii, de fapt, circuitele de gestionare a memoriei includeau un senzor de temperatură pentru a furniza curentul corect liniilor. DEC pentru sistemele PDP utilizează un sistem de aer condiționat pentru a menține temperatura în limitele operaționale. Alte companii ca IBM în loc preferat să păstreze amintirile la o temperatură de funcționare peste temperatura ambiantă cu încălzitoarele, de exemplu " IBM 1620 folosind încălzitoarele care au păstrat memoria la 41 ° grade și au până la o jumătate de oră pentru a merge la temperatura , sisteme , cum ar fi „ IBM 709 , IBM 7090 și“ IBM 7030 în loc de a utiliza o baie de ulei pentru a controla temperatura amintirilor.

Curiozitate

Broom icon.svg
Această secțiune conține „curiozități” de rearanjat.
Contribuiți la îmbunătățirea integrării, dacă este posibil, a informațiilor din paragrafele intrării și eliminarea celor necorespunzătoare .
  • Amintirile cu nuclee magnetice sunt fragile, încercarea de a curăța aceste amintiri cu ajutorul aerului comprimat duce adesea la ruperea liniilor și dispersarea nucleelor ​​magnetice.
  • Identificarea problemelor hardware în băncile de memorie a fost o procedură lentă și complexă. Având în vedere modul de citire și scriere a amintirilor, pentru a identifica erorile din băncile de memorie, a fost necesar să se execute anumite programe timp de ore care să scrie și să citească anumite modele de zerouri și unele din memorie. De multe ori pentru a repara amintirile a fost suficient să mișcați ușor nucleele magnetice. Cu toate acestea, amintirile cu miez magnetic au fost destul de rezistente și, prin urmare, operațiunile de reparații au fost sporadice.
  • În 1980, un contor de șaisprezece mii de cuvinte (32 Kbyte) pentru sistemul DEC-Q a costat aproximativ 3.000 de dolari. În acele zile memoria era un singur circuit tipărit de aproximativ 25 x 20 cm pe care se monta o protecție din plastic sau metal pentru a proteja memoria de umflături accidentale.

Elemente conexe

Alte proiecte

Brevete

linkuri externe

Controlul autorității GND (DE) 4163631-4
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Memoria_a_nucleo_magnetico&oldid=122030079 “