книги из ГПНТБ / Караваев, Н. И. Электронные цифровые вычислительные машины и программирование учеб. пособие

-достаточно большая емкость ЗУ при относительно^ н^ебрльг

ции оказалос ь^во^мо^ш~с_аеко.торыми_-ивл1елелия^.-при менять в ЗУ.

ферр'оома"гнитных: материалов сохранять состояние'• •аЬта'тогчяЬ':й''•' 1 намагниченности "после •вб'здё'йствия'на'них ! вМё'ШниХ"9:магйй!|Р ' х ных^Блё^.^акЪЪ - ( ^ M f o d ^ ^ i ^ A ^ i 4 ^ ! ^ * ^ ^ a:'так&ё!0 ^!

.NP"6ASS нынэшэа eoosnoqn а внзнэме*

- 121 -

ферролак, основу которого составляет окись железа с добав­ ками окислов других металлов. Процесс магнитной записи крат­

ко характеризуется следую­ щим образом. На поверхнос­ ти ферромагнитного мате­ риала , перемещающегося с определенной скоростью, создаются отдельные на­ магниченные участки - магнитные диполиv Так

как магнитный материал обладает свойством оста­ точной намагниченности, то магнитные диполи сох­ раняются длительное вре­ мя после прекращения" действия внешних магнит­ ных полей.

Для создания внешнего магнитного поля используется за­ писывающая магнитная головка, представляющая собой электро­ магнит, состояний из ферромагнитного сердечника с зазором

иобмотки. Наибольшее распространение получили кольцевые головки /рис. 3.10/. При подаче импульса тока в обмотки за­ писывающих головок в сердечнике возникает магнитное поле, силовые линии которого замыкаются через зазор сердечника

ичерез ферромагнитный слой, вызывая его намагничивание. Так как магнитный материал перемещается относительно голо­ вок, то образуются мах'нитные дорожки, на которых записана необходимая информация. При этом плотность записи информа­ ции будет зависеть от скорости перемещения и частоты посы­

лок импульсов тока и может достигать до 15 импульсов на 1 мм длины.

Для считывания информации используют записывающую го ­ ловку, но импульсы тока в обмотку не подаются. Магнитные диполи при перемещении материала относительно головок соз-

Магнитная связь между ферромагнитным материалом и голов кой будет максимальной при непосредственном их соприкоснове нии /контактный способ/ . Однако контактный способ можно при

рого выхода из строя материала и головок. При больших ско ­ ростях перемещения применяют бесконтактный способ, при этом зазор составляет 20 - 50 микрон.

0 1 О 1 0

-123 -

можно разделить на участки различной длины, намагниченные в различные состояния / р и с . 3 . 1 1 / .

Стирание записанной информации осуществляется постоянным магнитным полем, создаваемым специальной стирающей головкой.

Запоминающие устройства на магнитном барабане

Магнитный барабан представляет собой вращающийся цилиндр из немагнитного материала с ферромагнитным покрытием толщи­ ной 10-30 микрон. Иногда основа цилиндра изготовляется из стали и покрывается вначале латунью, а затем уже ферромаг­ нитным покрытием. Скорости вращения барабана - от 700 до 12500 об/мин.

Вдоль образующей барабана располагаются магнитные Го­ ловки, с помощью которых обеспечивается запись и считывание информации.

Магнитные головки в простейшем случае располагаются в ряд, и информация записывается на дорожках, представляющих замкнутые параллельные окружности / р и с . 3 . 1 2 / .

Магнитный барабан относится к периодическим ЗУ, так как любая ячейка его проходит под магнитными головками один

- 125 -

При совпадении числа, находящегося в счетчике и регист­ ре адреса, схема сравнения Ср вырабатывает сигнал, который поступает на входы схем совпадения 1 и 2, на вторые входы которых подаются сигналы "Запись" и "Считывание" соответст­ венно. В этот момент под магнитными головками находится требуемая ячейка магнитного барабана и считанное число че­ рез усилитель считывания УСд и схему•совпадения 5 поступает в кодовые шины числа КШЧ.

При записи числа адрес ячейки задается аналогично, но подается сигнал "Запись" на схему совпадения 1. Если произ­ водится запись двоичного числа, в данном разряде которого

поступает сигнал, обеспечивающий перемагничивание ферромаг­ нитного покрытия барабана в состояние "1".

Если производится запись " 0 м , то триггер I находится

в состоянии "О" и через схему совпадения 3 в левую часть об­ мотки головки поступает сигнал, обеспечивающий перемагни­ чивание ферромагнитного покрытия барабана в состояние "О".

Такой способ записи, когда магнитные головки расположе­ ны вдоль образующей по одной линии, называется параллельным. Кроме этого способа, находят применение также последователь­ ный и параллельно-последовательный способы.

Существенным недостатком ЗУ на магнитных барабанах яв­ ляется невозможность записи или считывания в любой момент

время зависит от скорости вращения барабана и его размеров. Кроме того, наличие механических частей, вращающихся с

большой скоростью, снижает надежность работы ЗУ.

- 126 -

Запоминающие устройства на магнитной ленте

Магнитные ленты представляют собой эластичную пленку / ацетилцеллюлозы, триацетата, поливинилхлорида/, на кото­

рую нанесен ферромагнитный слой толщиной 10-20 микрон. Шири­ на применяемых в вычислительной технике магнитных лент колеб­

/бобинах/. Длина ленты в рулоне составляет от 250 до 1000 м. Запись и считывание информации может осуществляться па­ раллельным, последовательным и параллельно-последовательны­

ми способами, причем запись и считывание осуществляется группами чисел, которые размещаются на участках ленты, назы­ ваемых зонами. Каждой зоне присваивается определенный номер. Например, в машине БЗСМ на ленте шириной 6,35 мм в зоне мо­ жет быть записано до 1024 двоичных числа. Между отдельными зонами оставляются свободные промежутки, необходимые для раз­ гона и остановки ленты.

Время обращения к ЗУ на магнитной ленте состоит из трех частей: времени пуска лентопротяжного механизма, времени поиска требуемой зоны и времени записи или считывания чисел.

Одной из существенных проблем является создание лентопро­ тяжных механизмов, которые должны обеспечивать высокую пос­ тоянную скорость продвижения ленты при быстром наборе скорос­ ти и быстрой остановке ленты.

Наиболее широкое распространение получили лентопротяж­ ные механизмы с двумя бобинами, с одной из которых лента

-практически неограниченная емкость при условии сме­ ны бобин с лентой;

-максимальная экономичность из всех существующих ЗУ-

мостью иметь такие внешние ЗУ, которые сочетали бы большую емкость с малым временем выборки информации. Емкость ЗУ на магнитных дисках достигает 20 млн 100 - разрядных дво­ ичных слов со средним временем выборки любого заданного слова, равным 0,4 сек.

Носителем информации в таких ЗУ является металлический диск, на который с обеих сторон наносится магнитное покры­ тие. Информация размещается на концентрических магнитных дорожках с обеих сторон диска. Диски собираются в пакеты /до нескольких десятков в одном пакете/ и устанавливаются на общую ось. Пакет непрерывно вращается вокруг оси. В не­ которых типах ЗУ допускается смена дисков. В зависимости от этого различают ЗУ с фиксированными и ЗУ со сменными дисками.

Считывание и запись информации осуществляется с помощью магнитных головок, которые помещаются в междисковое прост­ ранство. Существуют устройства с неподвижными и подвижны­ ми магнитными головками. 3 устройствах первого типа маг­ нитные головки неподвижны и каждая обслуживает одну дорож­ ку. В устройствах второго типа головки подвижны и могут перемещаться как вдоль поверхности диска, так и вдоль оси вращения.

- 128 -

Запоминающие устройства на магнитных картах

Вэтих устройствах, используемых в качестве внешних ЗУ, носителями информации являются магнитные карты. Карта пред­ ставляет собой пластмассовый прямоугольник на поверхность которого нанесен магнитный слой. Магнитные карты помещают­ ся в специальное хранилище - магазин. Когда поступает обра­ щение с целью записи или считывания информации, специальное устройство осуществляет выбор и выдачу из хранилища нужной карты, протягивает ее около блока магнитных головок и затем вновь возвращает в магазин.

Водном из типов подобных ЗУ в магазине помещается

256 магнитных карт. Размеры каждой карты - 366 мм в длину и 62,5 мм в ширину. Информация на карте размещается на 56

магнитных дорожках. Емкость одной карты до 130 тыс. двоичных знаков, а общая емкость ЗУ превышает 33 млн двоичных знаков. Среднее время обращения составляет около 200 мсек.

Г Л А В А 1У АРИШЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА /АУ/

S 4 . 1 . НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТИПЫ АРИФМЕТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

В электронных цифровых вычислительных машинах решение любой математической задачи сводится к выполнению опреде­ ленной последовательности арифметических операций сложения, вычитания, умножения и деления. Кроме того, машина выполня­ ет также ряд логических операций.'Для этой цели любая ЭЦВМ имеет арифметическое устройство, являющееся одним иэ ее ос ­ новных узлов.

Таким образом, арифметические устройства ЭЦВМ предназ­ начены для выполнения арифметических и логических операций над числами и командами, представленными в принятой системе счисления.

Применение специальных кодов /дополнительного и обрат­ ного/ позволяет операцию вычитания проводить как сложение. Умножение и деление также можно свести к выполнению опера­ ции сложения /вычитания/ и некоторых простых вспомогатель­ ных операций, например,сдвиг числа вправо или влево. Поэто­ му основу АУ составляет устройство, обеспечивающее суммиро­ вание чисел - сумматор. В некоторых ЭЦВМ имеется отдельно устройство умножения и устройство деления. В состав АУ вхо­ дят также регистры для приема, хранения и выдачи чисел, над которыми должна производиться операция, и различные логичес­ кие схемы, обеспечивающие передачу чисел от одних узлов к другим.

Арифметические устройства, имеющие только сумматор и вспомогательные элементы, называются АУ комбинированного