Запоминающими элементами

В запоминающих устройствах, реализующих в ЭВМ функцию памяти, выполняются операции считывания хранимой информации для передачи в другие устройства и записи информации, поступающей из других устройств. При считывании слова из ячейки содержимое последней не меняется и при необходимости слово может быть снова взято из той же ячейки. При записи хранившееся в ячейке слово стирается и его место занимает новое.

В этом разделе дан анализ работы магнитных элементов в запоминающих устройствах матричного типа, а также приведены основы расчета и выбора сердечников для этих устройств. На конкретных цифровых примерах (задачи 8.1 и 8.2) рассматривается зависимость времени перемагничи-вания, которое определяет быстродействие запоминающего •устройства (ЗУ) типов 3D и 2.5D, работающих по принципу совпадения токов, от коэрцитивной силы сердечников; зависимость отношения сигнал/помеха от коэрцитивной силы и стабильности адресных токов. В задачах 8.3-4-8.14 рассмотрена работа сердечников в системе памяти типа 3D и 2,50.

К р и о т р о н представляет собой двухпозиционный элемент, который можно использовать в запоминающих устройствах и для решения логических задач.

1. Объясните общий принцип использования сердечников с ППГ в запоминающих устройствах

Ключ передачи (переключатель) предназначен для перевода домена из одного канала распространения информации в другой. Необходимость выполнения такой операции возникает, например, в запоминающих устройствах с последовательно-параллельной организацией структуры, в которых информация (домен) передается сначала вдоль регистра сборки, а затем должна поступить в один из параллельно включенных запоминающих регистров. На 8.6 приведена схема ключа передачи информации с помощью вращающегося поля. Ключ выключен, когда магнитное поле вращается в направлении перемещения доменов, и действует как такт передачи (включен)

ловые линейки и ферритовые платы, устройства на основе цилиндрических магнитных доменов (ЦМД). Главным образом эти элементы используют в оперативных запоминающих устройствах (ОЗУ), представляющих собой внутреннюю память ЭВМ. Устройства внешней памяти с магнитной записью информации выполняются на магнитных лентах, барабанах и дисках.

марганецвисмутовые поликристаллические пленки для использования в качестве реверсивных магнитных сред в запоминающих устройствах на магнитооптических дисках;

Ферриты и магнитодиэлектрики имеют большие удельные сопротивления, малые потери от вихревых токов, что дает возможность применять их при высоких частотах. Эти материалы широко применяют для изготовления сердечников трансформаторов, аппаратуры проводной и радиосвязи, в вычислительных устройствах, автоматике. Некоторые ферриты имеют прямоугольную петлю магнитного гистерезиса, поэтому сердечники из таких материалов могут намагничиваться до насыщения при импульсе тока в обмотке и длительно оставаться намагниченными. Эти свойства позволяют применять их в запоминающих устройствах вычислительной техники.

Запоминающие устройства (ЗУ) цифровых вычислительных машин делят на оперативные (ОЗУ) и внешние (ВЗУ). В оперативных запоминающих устройствах применяют чаще всего фер-ритовые сердечники диаметром 0,4—1 мм. Такой сердечник и три обмотки на нем образуют ячейку памяти ( 10.39), которая обеспечивает возможность записи, хранения и считывания информации. Предположим, что сердечник в состоянии остаточной намагниченности имеет магнитную индукцию —Вг, т. е. выражает цифру 0.

К недостаткам метода коммутации сообщений следует отнести: снижение скорости передачи сообщений из-за значительных задержек сообщений в запоминающих устройствах сети, потребность в большом объеме памяти центров коммутации.

Создаваемая САПР «Электро» ориентируется на технику ЭВМ пятого и последующих поколений, которая основывается на отечественных и зарубежных достижениях и позволит качественно изменить процесс проектирования. В конце 70-х годов была разработана технология производства ЭВМ на передовой элементной базе — сверхбольших интегральных схемах (СБИС), позволившая создать высокопроизводительные ЭВМ, обладающие функциональными возможностями искусственного интеллекта. В запоминающих устройствах элементной базы машин 1980—1981 гг. использовалась память с произвольным доступом емкостью 8 К байт/кристалл (рекорд 1981 г.— схема с плотностью монтажа 450 тыс. транзисторов/кристалл). Для машин пятого поколения (1990 г.) ожидается СБИС 10 млн транзисторов/кристалл.

Логические элементы вместе с запоминающими элементами составляют основу устройств цифровой (дискретной) обработки информации — вычислительных машин, цифровых измерительных приборов и устройств автоматики. Логические элементы выполняют простейшие логические операции над цифровой информацией, а запоминающие элементы служат для ее хранения.

4.11. Схема фрагмента накопителя ППЗУ с запоминающими элементами • виде диодов

4.12. Схема фрагмента накопителя ППЗУ с запоминающими элементами в виде БТ

Запоминающими элементами регистра, количество которых равно количеству разрядов двоичного числа, служат триггеры. Обычно регистры выполняют на основе RS-, D-, //(-триггеров. Для выполнения вспомогательных операций — ввода в регистр или вывода из него хранимого числа, преобразования кода двоичного числа, сдвига числа на определенное число разрядов влево или вправо — применяют комбинационные схемы на основе логических элементов.

Вследствие несовпадения продолжительности переходных процессов в различных цепях и элементах схем не может быть обеспечена одновременность появления новых значений входных сигналов на всех входах устройства. Поэтому употребляется тактированный способ обмена информацией между запоминающими элементами и комбинационными схемами. В этом случае новый такт начинается лишь после того, как в предыдущем такте завершается выработка комбинационной схемой выходного слова и его запоминание путем установки запоминающих элементов в соответствующие состояния. Это достигается с помощью тактирующих сигналов, называемых также синхросигналами, обеспечивающих передачу полученной в предыдущем такте информации с запоминающих элементов на входы комбинационной схемы одновременно с сигналами, поступающими на ее входы с других устройств.

Синхронная передача информации между запоминающими элементами с использованием схем задержки электрических сигналов является однотактной.

В потенциальных схемах синхронная передача информации, осуществляемая с помощью промежуточных запоминающих элементов, как правило, является двухтактной. При этом для передачи информации между запоминающими элементами используются две серии снхронизи-рующих сигналов.

Однотактная и двухтактная передачи информации между запоминающими элементами иллюстрируются на примере схем триггеров со счетным входом, приведенных на 3-13.

Следует отметить, что управление запоминающими элементами в ЗУ типа 2D принципиально возможно с помощью всего лишь двух проводов. В этом случае по одному проводу подаются импульсы тока чтения и записи слова, по другому —разрядному снимается выходной сигнал во время импульса чтения и подается импульс разрядной записи одновременно с импульсом записи слова. При этом, однако, усложняются цепи считывания выходных сигналов,

При возбуждении одногэ трансформатора из группы А и одного из группы В при чтении (Чтение Ai, Чтение Bi) или записи (Запись At, Запись В{) открываются диоды в шине с запоминающими элементами, общей для групп шин обоих трансформаторов. По этой шине протекает ток, создаваемый генератором тока. Диоды во всех остальных шинах запираются напряжениями во вторичных обмотках возбужденных трансформаторов.

Синхронная передача информации между запоминающими элементами с использованием схем задержки электрических сигналов является однотактной.