DE1161710B - Abfrageeinrichtung fuer Magnetspeicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

/TfI Ίΐ

DEUTSCHES Äfft PATENTAMT Internat. Kl.: G06f

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 42 m -14

S 73189 IX c/42 m
28. März 1961
23. Januar 1964

In vielen Anwendungen elektronischer Recheneinrichtungen, welche zur Bewältigung großer Mengen von Informationsdaten und zur Lösung komplizierter technischer Probleme geeignet sind, ist es wünschenswert, eine ganze Datenmenge, die in einem Abschnitt des Speichers festgehalten ist, zu lokalisieren, ohne den Inhalt aller Speicherstellen nacheinander abfragen zu müssen, was erhebliche Zeit in Anspruch nehmen würde. Zum Beispiel ist es zur Lagerüberwaohung oft notwendig, welche Menge eines bestimmten Gegenstandes momentan verfügbar ist, usw. Große Versicherungsgesellschaften verwenden schnelle elektronische Datenverarbeitungseinrichtungen mit Vorteil, um den Zeitbedarf zu verkleinern, der erforderlich ist, um eine große Anzahl von Policen auf dem neuesten Stand zu halten. Bei Anwendung der üblichen Suchtechniken für die Ermittlung des besonderen Teiles einer Versicherungspolice würde es notwendig sein, daß die Information, die in jedem einzelnen Speicherplatz festgehalten ist, nacheinander mit einem gewünschten Informationsindex verglichen wird, bis Übereinstimmung festgestellt wird. Der verwendete Index kann in einer Lagernummer, Policennummer, einem Namen oder irgendwelchen anderen spezifischen Mengenangaben des in Frage stehenden Gegenstandes bestehen.

Die Erfindung bezweckt, eine bestimmte Menge oder Gruppe von Informationsdaten, die durch eine bekannte Identifiziereinrichtung oder einen bekannten Kode identifiziert wird, deren Lage in dem Speicher jedoch nicht bekannt ist, schneller zu ermitteln, als dies mit einer Folge-Such-Technik möglich ist.

Die Erfindung ermöglicht dies unter Zuhilfenahme an sich bekannter Magnetkernspeichereinrichtungen, deren Magnetkerne eine praktisch rechteckige Hysteresisschleife aufweisen und zur Speicherung binärer Informationen geeignet sind und die in Form einer mindestens zweidimensionalen Matrix angeordnet sind, bei welcher die Kerne jeder Reihe mit einer Leitung der einen Art und die Kerne jeder Spalte mit einer Leitung einer zweiten Art gekuppelt sind. Die Abfrageeinrichtung derartiger Magnetkernspeicher ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Spalte, in welcher ein gesuchtes Informationswort in binär kodierter Form gespeichert ist, gleichzeitig denjenigen Leitungen der einen Art ein Impuls zugeführt wird, an deren Kreuzungspunkt mit der betreffenden Spalte ein Kern liegt, der sich infolge der Einspeicherung des gesuchten Wortes in einem magnetischen Zustand befindet, der durch den Impuls auf der Leitung der einen Art nicht mehr geändert werden kann.

Abfrageeinrichtung für Magnetspeicher

Anmelder:

Sperry Rand Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Weintraud, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 134/146

Als Erfinder benannt:

David E. Keefer, Harris, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 4. April 1960

(Nr. 19 833)

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind zwei Magnetkernmatrizen derart vorgesehen, daß die Information oder der Kode, der in einer Matrize gespeichert ist, das Komplement zu »1« der Information oder des Kodes bildet, welcher in der anderen Matrize gespeichert ist.

Jede Reihe jeder der Matrizen ist mit einer Abfrageleitung ausgerüstet, während jede Spalte jeder der Matrizen eine Ausgangsleitung führt. Das Kodewort, das gesucht werden soll, wird über einen Kodeumsetzer oder eine geeignete Einrichtung den entsprechenden Abfrageleitungen in Parallelsteuerung aufgedrückt. Die Ausgangsleitung, welche derjenigen Spalte von Magnetkernen zugeordnet ist, in welcher der zu suchende Kode gespeichert ist, erhält hierbei praktisch kein Signal induziert. In den übrigen Ausgangsleitungen entsteht jedoch eine Spannung. Das Fehlen eines Ausgangssignals auf einer bestimmten Ausgangsleitung zeigt an, daß das zu suchende Wort in der Speichermatrix in der Spalte von Magnetkernen enthalten ist, welche mit dieser Ausgangsleitung verbunden ist, während das Auftreten eines Signals in den übrigen Ausgangsleitungen anzeigt, daß das gewünschte Wort in den zugeordneten Spalten nicht enthalten ist.

Die Erfindung ermöglicht es somit, einen ganzen Speicher in Parallelsteuerung abzugreifen. Hierdurch ist es möglich, die Suchzeit von η Arbeitsvorgängen auf einen einzigen Arbeitsvorgang bei einem Speicher mit η Registern herabzusetzen.

309 780/205

Das Wesen der Erfindung liegt in der Verwendung einer Magnetkernmatrix, welche durch Komplement- und Nichtkomplement-Signale der binär kodierten Informationsmenge gesteuert wird, um wenigstens eine Ausgangsleitung ohne Signalanzeige zu lassen und dadurch eine diskrete Anzeige dieser binär kodierten Menge zu liefern, wobei diese Anzeige zugleich jede Speicherstelle der magnetischen Matrix zur Anzeige bringt, welche die betreffende binär kodierte Menge enthält.

Die Erfindung verbessert zugleich die Einrichtungen zur Übersetzung eines Systemes von Zahlenkennzeichen in ein anderes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Prinzipschema der Erfindung,

F i g. 2 die Anordnung von Steuer- und Abfühlleitungen in bezug auf die Magnetkerne in verschiedenen Spalten, wobei die Magnetkerne als magnetische Filme ausgebildet sind, welche durch Wandbewegung umgesteuert werden.

In der Anordnung der Fig. 1 sind mehrere Magnetkerne 10 in einer zweidimensionalen, rechteckig ausgebildeten Matrix angeordnet. Die dargestellte Matrix ist durch die Trennungslinie 12 in zwei Hälften 14 und 16 unterteilt. Die Kerne der oberen Speicherhälfte 14 bilden im magnetisch binären Sinne das Komplement zu »1« der entsprechenden Kerne der unteren Speicherhälfte 16, so daß die obere Speicherhälfte 14 als Komplementspeicher und die untere Speicherhälfte 16 als Nichtkomplement-Speicher bezeichnet werden kann. In dem Nichtkomplement-Abschnitt 16 ist eine typische Datengruppe gespeichert. Diejenigen bit-Stellen, welche eine binäre Eins enthalten, sind schräg gestrichelt wiedergegeben, während die bit-Stellen, die eine binäre Null enthalten, ungestrichelt gezeichnet sind. In der dargestellten Ausführung enthält die Speicherhälfte 16 acht Worte von je einer Länge von drei Binärstellen. Diese acht Worte sind in acht Spalten gespeichert, und zwar jedes Wort in einer Spalte. Die Zahl der Spalten ist für die Erfindung unwesentlich, ebenso die Zahl der Zeilen. Ganz allgemein gesprochen, können N Worte je einer Länge von M Stellen gespeichert werden. Zur Speicherung einer sehr großen Anzahl von Worten kann auch eine dreidimensionale Speicheranordnung verwendet werden, wobei ebenfalls ein paralleler Suchvorgang zur Bestimmung der Anwesenheit oder der Abwesenheit eines bestimmten Wortes ermöglicht wird.

In der Komplementspeicherhälfte 14 ist das Komplement zu Eins der Information gespeichert, die in der Nichtkomplementhälfte 16 festgehalten ist. Entsprechend der gewählten Darstellung findet sich eine Null-Information in der Nichtkomplementhälfte jeweils an der Stelle, die einer Eins-Information in der Komplementhälfte entspricht und umgekehrt.

Die Kerne 10 sind bistabile magnetische Kerne, welche als Ringkerne oder als dünne magnetische Filmelemente ausgebildet sein können. Die Erfindung läßt sich mit allen Speicherelementen verwirklichen, welche zwei stabile magnetische Zustände aufweisen.

Jede der Kernreihen 18,20,22,24,26 und 28 ist mit einer der Abfrageleitungen 30, 32, 34, 36, 38 und 40 ausgerüstet. Alle diese Abfrageleitungen liegen an ihrem einen Ende über eine gemeinsame Schiene 44 an Erde 42. Die Eingänge der verschiedenen Abfrageleitungen führen zu einem nicht dargestellten Kodeidentifizierungsregister oder Übersetzer. Der Zweck dieses Registers, welches aus mehreren üblichen Flip-Flops zusammengesetzt sein kann, liegt darin, mehrere Signale gleichzeitig auf eine Anzahl entsprechend einer vorgegebenen Stellenordnung ausgewählter Abfrageleitungen zu geben, um eine kodierte Adresse den eigentlichen Matrix-Abfrageleitungen zuzuführen. Zum Beispiel kann die bekannte Stellen Ordnung der Speicherhälfte 16 so sein,

ίο daß die höchste Stelle jedes Wortes in der Reihe 24, die nächstniedrigere Stelle jedes Wortes in der Reihe 26 und die niedrigste Stelle des Wortes, im Falle von nur dreistelligen Wörtern, in der Reihe 28 gespeichert ist. Dementsprechend findet sich in der Komplementspeicherhälfte 14 die höchste Stelle des Komplementes jedes Wortes in der Reihe 18, die nächstniedrigere Stelle in der Reihe 20 und die niedrigste Stelle in der Reihe 22. Das Signal höchsten Stellenwertes der kodierten Menge wird daher den Abfrageleitungen 30

ao oder 36 angelegt; das des nächstniedrigeren Stellenwertes den Leitungen 32 oder 38 und das mit dem niedrigsten Stellenwert den Leitungen 34 oder 40. Die Abfrageleitungen der oberen Hälfte 14 der Kernmatrix werden mit Signalen beschickt, welche eine Eins der binären Identifiziereinrichtung oder des gesuchten kodierten Wortes wiedergeben, während die Abfrageleitungen der unteren Speichefhälfte 16 mit den dem Wert Null entsprechenden Signale beschickt werden.

Den Kernspalten 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 und 60 sind Abfühl- oder Ausgangsleitungen 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74 und 76 zugeordnet. Diese Leitungen sind induktiv mit allen Kernen der zugeordneten Spalte verknüpft, so daß in ihnen ein Signal induziert wird, sobald ein Abfrageimpuls eines oder mehrere der bistabilen magnetischen Elemente 10 zur Umschaltung in den anderen Zustand veranlaßt. Die induktive Verknüpfung ist so, daß sich die induzierten Spannungen in jeder Ausgabeleitung addieren. Die an den Ausgangsleitungen 62 bis 76 auftretenden Signale können auf eine gewünschte Stärke und in eine gewünschte Form durch Impulsverstärker 78 bis 92 verstärkt werden. In manchen Anwendungsfällen kann es zweckmäßig sein, einen Inverter oder Verneinungskreis 94 bis 108 in jeder der Ausgabeleitungen 62 bis 76 anzuordnen, so daß das Auftreten eines Signals auf einer dieser Leitungen letztlich die Unterdrückung eines Ausgangssignals hervorruft, während das Fehlen eines Signals die Erzeugung eines Ausgangssignals bewirkt.

In Magnetspeichern der in Fig. 1 dargestellten Art sind zum Einschreiben von Information in jeden der Magnetkerne durch koinzidente Stromflüsse betriebene Steuerleitungen und Vefhinderungsleitungen vorgesehen. Diese Leitungen sind in der Zeichnung weggelassen, um die Darstellung klarer zu halten. Bei der Betrachtung der Anordnung muß aber im Auge behalten werden, daß Mittel vorgesehen sind, um wahlweise den remanenten Zustand der Kerne der Matrix zu ändern.

Es sei angenommen, daß die Dezimalzahlen 0 bis 7 in binärer Kodedarstellung in der Nichtkomplementhälfte 16 des Speichers gespeichert sind und diese Speicherung durch die gestrichelte Darstellung einzelner Kerne der verschiedenen Spalten wiedergegeben ist. Beispielsweise ist der Kode 011 der Dezimalzahl 3 in der Spalte 52 gespeichert. In Wirklichkeit ist aber der Informationsinhalt des Speichers

nicht bekannt, und das Problem besteht darin, zu bestimmen, ob ein bestimmter Informationsabschnitt in dem Speicher liegt und wo er dort gespeichert ist. Es sei weiter angenommen, daß eine binäre Eins in einem Magnetkern gespeichert ist, wenn dieser Kern sich im Zustand seiner negativen Remanenz befindet, während die Speicherung des binären Wertes Null durch den positiven Remanenzzustand des Kernes wiedergegeben ist. Sind die Kerne 10 der Matrix mit den Abfrageleitungen 30 bis 40 induktiv in einer Richtung verknüpft, daß ein positiver Impuls auf einer der Abfrageleitungen 30 bis 40 die Umschaltung eines Kernes von dem negativen Remanenzzustand (1) in den positiven Sättigungszustand und anschließend den positiven Remanenzzustand (0) veranlaßt, dann erzeugen die Kerne, die sich bereits in dem positiven Remanenzzustand (0) befinden, nur ein kleines Ausgangssignal in der zugeordneten Ausgangsleitung, sofern die Kerne eine praktisch rechteckige Hysteresisschleife besitzen.

Es sei angenommen, daß der Inhalt der Speichermatrix der F i g. 1 auf das Vorhandensein der Dezimalzahl Drei (Binärkode 011) überprüft werden soll. Zu diesem Zweck sind nur drei Signale erforderlich, und zwar eines für jede binäre Stelle. Alle diese Signale können dieselbe Polarität haben, z. B., wie eben erläutert, ein positiver Impuls sein. Aus der oben geschilderten Festsetzung des positiven und negativen Remanenzzustandes für die Binärzustände »0« und »1« und der Verteilung dieser Zustände in der Komplement- und Nichtkomplementhälfte der Speichermatrix (Fig. 1) geht für das gewählte Beispiel der Prüfung auf die Zahl »3« hervor, daß die Flip-Flops des Identifizierregisters so eingestellt werden müssen, daß ein positiver Stromimpuls der Abfrageleitung 36 der unteren Hälfte und gleichzeitig den Leitungen 32 und 34 der oberen Half te in Übereinstimmung mit den Stellen des gesuchten Binärkodes 011 angelegt werden muß. Der positive Impuls, der der Abfrageleitung 36 angelegt wird, veranlaßt alle Kerne der Reihe 24, welche sich im negativen Remanenzzustand befinden, zu einer Zustandsänderung. Die Kerne an dem Schnittpunkt der Reihe 24 mit den Spalten 54, 56, 58 und 60, welche eine binäre Eins gespeichert hatten, d. h. im negativen Remanenzzustand lagen, werden somit umgeschaltet und erzeugen hierbei ein Ausgangssignal auf den ihnen zugeordneten Ausgangsleitungen 70 bis 76. Da die Kerne, die an dem Schnittpunkt der Reihe 24 mit den Spalten 46, 48, 50 und 52 liegen, eine binäre Null gespeichert hatten, also bereits in dem positiven Remanenzzustand lagen, wird von ihnen nur ein geringfügiges Signal in die Abfühlleitungen 62, 64, 66 und 68 induziert, das daher rührt, daß die Hysteresisschleife des Materials nicht genau rechteckigen Verlauf hat.

In der gleichen Weise veranlaßt der positive Impuls, der der Abfrageleitung 32 zugeführt wird, daß die Kerne, die an dem Schnittpunkt der Reihe 20 mit den Spalten 46, 48, 54 und 56 liegen, aus ihrem negativen Remanenzzustand in den positiven Remanenzzustand (binäre Null) umgesteuert werden. Die Kerne, die an dem Schnittpunkt der Reihe 20 mit den Spalten 50, 52, 58 und 60 liegen, befinden sich bereits in dem positiven Remanenzzustand, da sie eine binäre Null gespeichert hatten, so daß der positive Abfrageimpuls auf der Leitung 32 diese Kerne nur von dem positiven Remanenzzustand zu dem positiven Sättigungsgebiet umsteuert. Die Wirkung des Abfrageimpulses auf der Leitung 32 besteht daher in der Induzierung eines verhältnismäßig großen Spannungsimpulses auf den Ausgangsleitungen 62,64, 70 und 72 und eines nur kleinen Impulses auf den Leitungen 66, 68, 74 und 76.

Gleichzeitig mit der Anlegung der Abfrageimpulse an die Leitungen 36 und 32 veranlaßt der dritte Abfrageimpuls, der auf die Leitung 34 gelegt wird, die

ίο Induzierung eines großen Signals auf den Ausgangsleitungen 62, 66, 70 und 74 infolge der Umsteuerung der Kerne an den Schnittpunkten der Reihe 22 mit den Spalten 46, 50, 54 und 58 von der negativen zu der positiven Magnetisierung. Die Kerne an dem Schnittpunkt der Reihe 22 mit den Spalten 48, 52, 56 und 60 erzeugen nur einen geringen Spannungsimpuls auf den ühnen zugeordneten Ausgangsleitungen 64, 68, 72 und 76.

Aus der Erläuterung dieser Vorgänge ist zu ersehen, daß an allen Ausgangaleitungen, mit Ausnahme der Ausgangsleitung 68, wenigstens ein Kern umgesteuert wird. Die Ausgangsleitung 68 ist die einzige Leitung, in welcher kein Umsteuersignalimpuls induziert wird. Die Verneinungsschaltungen 94 bis 108 kehren die Spannungsimpulse um, so daß nur die Verneinurtgsschaltung 100 eine Ausgangsspannung liefert, welche anzeigt, daß die binär kodierte Dezhnalzahl 3 in der zugeordneten Spalte 52 des Speichers gespeichert ist.

In manchen Anwendungsfällen ist es wünschenswert, Wörter, die zu einer gemeinsamen Klasse gehören, in dem Speicher zu ermitteln und nicht nur ein einzelnes Wort. Üblicherweise werden solche zu einer gemeinsamen Klasse gehörenden Worte so kodiert, daß eine oder mehrere Stellen gleich lauten, d. h. daß sie einen gemeinsamen identifizierbaren Teil haben. Mittels der Erfindung ist es möglich, alle in dieser Weise einheitlich klassifizierten Wörter zu lokalisieren. Es kann z. B. wieder ausgegangen werden von der in Fig. 1 dargestellten Matrix, in der die gleiche Information, nämlich die Dezimalzahlen 0 bis 7, gespeichert ist. Ist es gewünscht, alle Wörter zu lokalisieren, welche die binären Zahlen 00 als die beiden kennzeichnenden Stellen enthalten, dann werden positive Impulse gleichzeitig an die Abfrageleitungen 36 und 38 gelegt. Der positive Impuls auf der Leitung 36 veranlaßt die Kerne am Schnittpunkt der Reihe 24 mit den Spalten 54, 56, 58 und 60 zur Zustandsänderung. Der positive Impuls an der Leitung 38 veranlaßt die Kerne an dem Schnittpunkt der Reihe 26 mit den Spalten 50, 52, 58 und 60 zur Zustandsänderung. Daher führen alle Ausgangsleitungen mit Ausnahme der Leitungen 62 und 64 Signalspannungen. Die Verneinungsschaltungen 94 bis 108 kehren die Signalspannungen um, so daß ein Signalausgang nur von den Verneinungsschaltungen 94 und 96 geliefert wird, welcher kennzeichnet, daß die einzigen Worte, welche die binären Zainen 00 als die beiden Kennzeichnungsstellen führen, in den Spalten 46 und 48 gespeichert sind. Diese Worte sind die binären Zahlen 000 und 001, wie dies durch die Schraffierung in der Zeichnung F i g. 1 dargestellt ist.

Durch die Abfühlung der gespeicherten Information wird der Inhalt des Speichers verändert, so daß nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen sein müssen, um die Information in der ursprünglichen Form wiederherzustellen, wie sie vor dem Abfühlvorgang bestand. Das Anlegen des Abfrageimpulses an die

Leitung 36 beispielsweise steuert die Kerne an dem Schnittpunkt der Reihen 24 mit den Spalten 54, 56, 58 und 60 in den anderen magnetischen Zustand um, welcher willkürlich als Kennzeichen einer binären Null definiert wurde. Wenn die Kerne, die an diesen Schnittpunkten liegen, nicht wieder in ihren anfänglichen magnetischen Zustand zurückgestellt werden, der vor Anlegen des Abfrageimpulses auf der Leitung 36 bestand, dann würde die Komplement-Nichtkomplement-Symmetrie der Matrix zerstört werden und infolgedessen beim Abfragen falsche Ergebnisse auftreten. Die Wiederrückstellung im Zuge des Abfragezyklus kann in bekannter Weise durchgeführt werden. Die Kerne 10 können als Ringkerne oder als dünne magnetische Filme ausgeführt sein. Bei Anwendung magnetischer Filme wird die Vorzugsachse jedes Filmes zweckmäßig im Winkel zu dem Abfragefeld angeordnet und nicht parallel zu diesem Abfragefeld, sofern die Ausgangsleitung praktisch senkrecht zu der Abfrageleitung verläuft, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist. In diesem Falle wird die Magnetisierung des Filmes gedreht, um ein Feld in der Ausgangsleitung zu induzieren. Die Veränderung des magnetischen Zustandes von Filmen kann auch durch sogenannte Wandbewegung bewirkt werden. F i g. 2 zeigt zwei Kerne 110 und 112, die in derselben Spalte liegen. Die Achsen der leichten Magnetisierung sind mit 114 und 116 bezeichnet. Zum besseren Verständnis sind nur zwei Kerne mit den ihnen zugeordneten Leitungen dargestellt. Es können aber alle Kerne der Matrix nach Fig. 1 in dieser Weise geschaltet werden. Die Kerne 110 und 112 sind mit Abfrageleitungen 118 und 120 induktiv verknüpft. Damit das durch die in den Leitungen 118 und 120 fließenden Ströme erzeugte magnetische Feld einen Wechsel des magnetischen Zustandes der Kerne 110 und 112 hervorruft, verlaufen die Leitungen 118 und 120 zweckmäßig senkrecht zu den Achsen 114 und 116 der leichten Magnetisierung, obwohl dies nicht notwendig ist. Mit den Kernen 110 und 112 ist ferner die Ausgabeleitung 122 induktiv verknüpft. Vorzugsweise verläuft die Leitung 122 in einem Winkel zu den Achsen 114 und 116 der bevorzugten Magnetisierung in dem räumlichen Bereich der induktiven Verknüpfung. Die größte Wirkung wird erzielt, wenn die Leitung 122 im rechten Winkel zu den Achsen 114 und 116 verläuft, d. h. parallel zu den Abfrageleitungen 118 und 120. Die Wirkungsweise der vollständigen Matrix ist die gleiche, wie sie an Hand der in F i g. 1 dargestellten Anordnung beschrieben wurde.

Zur Vermeidung des Problems der Wiederherstellung des Ursprungszustandes des Speichers nach jedem Abfragezyklus können an sich bekannte, nicht zerstörende Abfragetechniken verwendet werden, wie sie allgemein bekannt sind.

Die Anordnung nach der Erfindung kann nicht nur als Speichereinrichtung für Parallelabfrage verwendet werden, sondern auch als Umsetzer zur Umwandlung einer Informationsdarstellung in eine binäre Darstellung oder umgekehrt einer binären Informationsdarstellung in eine andersartige Darstellung, also z. B. als binäre Ver- oder Entschlüsselungseinrichtung. Auch in diesem Falle besteht die Kernmatrix aus zwei Hälften, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, nämlich der Komplementhälfte 14 und der Nichtkomplementhälfte 16. Der binäre Kode ist in der Nichtkomplementhälfte der Matrix gespeichert, während das Komplement zu 1 dieses Kodes in der Komplementhälfte gespeichert ist. Impulse werden gleichzeitig an die entsprechenden Abfrageleitungen 30 bis 40 angelegt, welche den einzelnen Stellen des Kodes entsprechen. Zunächst sei die Anwendung der Einrichtung nach der Erfindung als binäre Verschlüsselungseinrichtung betrachtet unter der Annahme, daß die Dezimalzahlen 0 bis 7 in der Matrix gespeichert sind, wie dies bereits beschrieben wurde. Die Einrichtung kann als ein Dezimal-auf-Binär-Entschlüssler verwendet wero den. Angenommen, die binäre Zahl 101 soll entschlüsselt werden, d. h. in eine »Eins-aus-n«-Darstellung eine aus η umgesetzt werden, im vorliegenden Fall in eine Dezimalzahl. Den Abfrageleitungen 32, 36 und 40 werden keine Impulse zugeführt, während positive Impulse den Abfrageleitungen 30,38 und 34 zugeführt werden. Der der Leitung 30 zugeführte Impuls veranlaßt, daß alle Kerne der Reihe 18, welche in dem eine binäre 1 darstellenden negativen Remanenzzustand liegen, ihren Zustand ändern. Die an der Kreuzung der Reihe 18 mit den Spalten 46 bis 52 angeordneten Kerne werden daher in den anderen magnetischen Zustand umgesteuert. Der der Leitung 38 zugeführte Impuls veranlaßt, daß die an der Kreuzung der Reihe 26 mit den Spalten 50, 52, 58 und 60 angeordneten Kerne in den anderen magnetischen Zustand umgesteuert werden. Schließlich veranlaßt der der Abfrageleitung 34 aufgedrückte positive Impuls, daß die Kerne, die an der Kreuzung der Reihe 22 mit den Spalten 46, 50, 54 und 58 liegen, in den anderen magnetischen Zustand umsteuern. Die übrigen Kerne bleiben praktisch unbeeinflußt, sei es, daß die ihnen zugeordnete Abfrageleitung keinen positiven Impuls führt, sei es, daß diese Kerne bereits auf den positiven Remanenzpunkt magnetisiert sind, auf den die übrigen Kerne umgesteuert werden. Infolgedessen wird in jeder der Abfühlleitungen, mit Ausnahme der Leitung 72, ein Signal beachtenswerter Spannung induziert. Nachdem diese Signale mittels der Verneinungseinrichtungen 94 bis 108 umgekehrt werden, tritt ein Ausgabeimpuls beachtenswerter Amplitude nur in dem Ausgangskreis 104 auf. Dieser Impuls kennzeichnet die Dezimalzahl 5.

Beim Einsatz als Verschlüsselungseinrichtung dezimal nach binär, also zur Umsetzung einer »Einsaus-m< -Darstellung, in diesem Falle einer Dezimalzahl, in ein binäres Darstellungssystem wird die Aufgabe der Ausgangs- und der Abfrageleitungen vertauscht, d. h., es wird ein positiver Impuls an eine der Ausgangsleitungen angelegt, während alle übrigen keinen Impuls führen. Das Ergebnis wird von den Abfrageleitungen abgegriffen. Ist es z. B. erwünscht, die Dezimalzahl 4 in einen binären Kode umzuwandeln, dann wird ein positiver Impuls der Leitung 70 aufgedrückt unter der Voraussetzung, daß die gleichen Worte in der Speichereinrichtung gespeichert sind, wie dies in F i g. 1 angegeben ist. Durch diesen positiven Impuls wird ein Ausgabeimpuls beachtenswerter Amplitude auf den Leitungen 36, 34 und 32 erzeugt. Der in der Nichtkomplement-Hälfte der Matrix abzulesende binäre Kode lautet daher 100 und bildet das richtige Resultat. Der in der Komplementhälfte 14 der Matrix abzulesende Kode lautet 011 und stellt das Komplement des binären Kodes der Dezimalzahl 4 dar.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung verwendet eine zweidimensionale Speichermatrix. Die Erfindung ist aber auf zweidimensionale

Matrizea nicht beschränkt. Sie kann auch bei dreidimensionalen Matrizen angewendet werden. Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung kann z. B. als oberste Ebene einer dreidimensionalen Matrix betrachtet werden, welche üblicherweise als Z-Z-Ebene bezeichnet wird. Die Spalten 46 bis 60 werden Wortregister parallel zu der Z-Achse und die Reihen 18 bis 28 werden individuelle Ebenen von magnetischen Elementen. Jede Ebene hat eine eigene Abfrageleitung, welche induktiv mit allen magnetischen Elementen dieser Ebene gekuppelt ist. Jedes Register hat eine eigene Ausgangsleitung, die induktiv mit den magnetisierbaren Elementen gekuppelt ist. Ähnliche Verbindungen von Verstärkern und Verneinungseinrichtungen können angewendet werden, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß auch die dreidimensionale Matrix die beschriebene Arbeitsweise ermöglicht.

Die Abfrage einer Speichermatrix zwecks Feststellung der Lage eines gespeicherten Informationswortes durch Paralleleingabe aller dieses Wort bestimmenden Kriterien ist gemäß der Erfindung bei Speicherung des Informationswortes in binär kodierter Form grundsätzlich möglich, wenn die Speichermatrix nicht in zwei Hälften unterteilt ist und jedes Informationswort nur ein einziges Mal in jeder Spalte gespeichert ist. Da bei einer Speicherung in binär kodierter Form jeder Kern nur zwei magnetische Zustände einzunehmen vermag, werden in diesem Falle nur diejenigen Abfrageleitungen mit einem Impuls beschickt, an deren Kreuzungspunkten mit der zu suchenden Spalte Kerne angeordnet sind, die infolge der Einspeicherung des gesuchten Wortes denjenigen magnetischen Zustand einnehmen, der unter dem Einfluß des Abfrageimpulses nicht mehr geändert werden kann.

Die Unterteilung der Speicherkernmatrix in zwei Hälften und die zweifache Speicherung jedes Informationswortes in derselben beide Hälften durchlaufenden Spalte der Matrix ermöglicht eine Überprüfung des gesuchten Informationswortes nach den beiden möglichen Zuständen der Speicherkerne. Nicht nur die Stellen des einen binären Wertes des gespeicherten Wortes, sondern auch die Stellen des anderen binären Wertes bilden hierbei das Kriterium für das Vorliegen des gesuchten Wortes. Durch Speicherung des gleichen Informationswortes in der zweiten Hälfte in einer Darstellung als Komplement zu 1 ist es möglich, zur Abfrage aller Stellen des Informationswortes Impulse gleicher Richtung zu verwenden. Die Parallelabfrage der Speichermatrix gemäß der Erfindung läßt sich auch verwirklichen, wenn in Abhängigkeit von dem binären Wert der einzelnen Stellen des gespeicherten Informationswortes Impulse unterschiedlicher Richtung auf den betreffenden Abfrageleitungen verwendet werden, wobei das gesuchte Wort einmal oder mehrmals in gleicher Form in derselben Spalte der Speichermatrix gespeichert sein kann.

Grundsätzlich sind die Spalten und Reihen der Speicherkernmatrix miteinander vertauschbar. Die Abfrageleitungen können auch längs der Spalten und die Ausgangsleitungen längs der Reihen angeordnet sein. Die Einspeicherung der einzelnen Informationsworte erfolgt dann jeweils in einer Reihe.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Abfrageeinrichtung für Magnetkernspeicher mit in Form einer mindestens zweidimensionalen Matrix angeordneten Magnetkernen, bei welcher die Kerne jeder Reihe mit einer Leitung der einen Art und die Kerne jeder Spalte mit einer Leitung einer zweiten Art gekuppelt sind, dadurchgekennzeichnet, daß zur Feststellung der Spalte, in welcher ein gesuchtes Informationswort in binär kodierter Form gespeichert ist, gleichzeitig denjenigen Leitungen der einen Art ein Impuls zugeführt wird, an deren Kreuzungspunkt mit der betreffenden Spalte ein Kern liegt, der sich infolge der Einspeicherung des gesuchten Wortes in einem magnetischen Zustand befindet, der durch den Impuls auf der Leitung der einen Art nicht mehr geändert werden kann.

2. Abfrageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Leitungen der zweiten Art je ein Verneinungskreis verbunden ist, so daß nur der Ausgang des Verneinungskreises derjenigen Leitung zweiter Art, in welcher kein Impuls induziert wird, einen Kennzeichnungsimpuls liefert.

3. Abfrageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix in zwei Hälften mit einer gleichen Anzahl Reihen oder Spalten geteilt ist und die in den einzelnen Spalten oder Reihen der einen Hälfte gespeicherten Informationsworte in der gleichen Spalte oder Reihe der anderen Hälfte in Darstellung jeder Stelle des Informationswortes als Komplement zu 1 ein zweites Mal gespeichert sind und die verschiedenen Abfrageleitungen zur Abfrage gleichzeitig mit einem Impuls gleicher Richtung beschickt werden.

4. Abfrageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermatrix als dünne, magnetisierbare Filme ausgebildete bistabile magnetische Elemente enthält.

5. Abfrageeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermatrix als Ringkerne ausgebildete bistabile magnetische Elemente enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309 780/205 1.64 © Bundesdruckerei Berlin