DE1238505B - Magnetischer Datenspeicher - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GlIc

Deutsche Kl.: 21 al - 37/60

Nummer: 1 238 505

Aktenzeichen: B 56004IX c/21 al

Anmeldetag: 23. Dezember 1959

Auslegetag: 13. April 1967

Es ist in der Technik der elektrischen Datenverarbeitung und -Verwertung bekannt, eine Angabe in magnetischem Material mit hoher Remanenzeigenschaft durch Verschlüsselung der Angabe in binärer Form zu speichern und den beiden möglichen Richtungen der Remanenzeigenschaft eines magnetischen Elements willkürlich die beiden möglichen Werte eines binären Angabenelements zuzuordnen. Es wird allgemein gewünscht, daß eine solche gespeicherte Angabe in Form eines elektrischen Signals zurückgewinnbar ist. Es wurden zwei hauptsächliche Verfahren gefunden, um dies technisch und wirtschaftlich ausführen zu können. In dem einen Fall (bei Streifen-, Trommel- und Plattenspeichern) wird das magnetische Material rasch an einem Abtastoder Ablesekopf vorbeibewegt, in dessen Wicklungen Spannungen induziert werden, die den Zustand der Magnetisierung des magnetischen Materials darstellen. Durch ein solches Verfahren wird die auf diese Weise gespeicherte Angabe gewöhnlich nicht zerstört, es weist jedoch den Nachteil auf, daß eine innerhalb sehr enger mechanischer Tolerenzen liegende Bewegung mit ziemlich hoher Geschwindigkeit erforderlich ist und daß der gewünschten Angabe gewöhnlich eine gewisse Zugriffszeit gewährt werden muß, um zum Kopf zu gelangen. Ortsfeste oder statische Speicher mit einer großen Zahl von magnetischen Elementen werden gewöhnlich verwendet, wenn nicht vorhergesehen werden kann, welche besondere Angabe zu einer bestimmten Zeit benötigt wird und ein beliebiger Zugriff daher höchst wünschenswert ist. Die Umwandlung solcher gespeicherter magnetischer Daten in ein elektrisches Signal erfolgt üblicherweise dadurch, daß auf das magnetische Element ein Feld zur Wirkung gebracht wird, welches das Element in der Richtung des Feldes zur Sättigung bringt. Wenn das Element in der entgegengesetzten Richtung remanent war, wird die mit dieser Umkehrung verbundene starke Flußänderung in den mit dem magnetischen Element gekoppelten Leitern eine Spannung induzieren. Diese Art der Ablesung der gespeicherten Angabe bringt das magnetisierte Element immer in die Richtung des Ablesefeldes und zerstört daher die gespeicherte Angabe. Es gibt viele Vorgänge, bei welchen die gleiche Angabe wiederholt benötigt wird. Um zu diesem Zweck einen Speicher mit zerstörender Ablesung verwenden zu können, muß eine Regenerierung des abgelesenen Speicherinhalts durchgeführt werden, die einfach darin besteht, daß die soeben abgelesene Angabe außerhalb gespeichert und dann neuerlich aufgezeichnet wird. Hierzu ist Zeit und eine entsprechende Vorrichtung Magnetischer Datenspeicher

Anmelder:
Burroughs Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Kosel, Patentanwalt,

Bad Gandersheim (Harz), Braunschweiger Str. 22

Als Erfinder benannt:

Robert Lloyd Gray jun., Broomall, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Dezember 1958
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erforderlich. Dieses Verfahren ist daher nicht wünschenswert, stellt aber ein erträgliches Übel dar in Anbetracht der großen Vorteile des beliebigen Zugriffs und der hohen Betriebsgeschwindigkeit, die durch die Verwendung statischer Speicher erzielbar ist. Es ist derzeit allgemein üblich, vollständige Rechensysteme mit verschiedenen Arten von magnetischen Speichern zu versehen, und diese Tatsache ist wahrscheinlich der beste Beweis dafür, daß keine besondere Art eines üblichen Datenspeichers irgendeinem anderen wesentlich überlegen ist.

Bisher war es üblich, für die einzelnen Bit-Elemente oder Speicherzellen getrennte Stücke magnetischen Materials zu verwenden, gewöhnlich ringförmige Kerne, um in statischen Speichern binäre Angaben zu speichern. Ein derartiges bekanntes Speicherelement zum Abfragen ohne Informationsverluste ist der sogenannte Transfluxor, er besteht aus einem im wesentlichen ringförmigen Stück magnetischen Materials, das in zwei verschiedenen Richtungen im wesentlichen ringförmig magnetisiert werden kann und bei dem ein begrenzter Teilbereich inmitten des ringförmigen Magnetflußweges zur Ablesung herangezogen wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Speicherzellen ist es, daß ein nachfolgendes erneutes Auslesen aus der Speicherzelle nur möglich ist, nachdem der begrenzte Teilbereich durch Anwendung einer äußeren magnetomotorischen Kraft geeigneter Polarität in den früheren Magnetisierungszustand zurückgeführt wird, wozu zusätzliche Wicklungen, Treibereinrichtungen und logische Kreise er-

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forderlich werden. Ferner ist bei Ringkernen eine zerstörungsfreie Abfrage mit die Koerzitivkraft nicht erreichenden Impulsen möglich, wobei nur Undefinierte molekulare Teilbereiche des Kernes ummagnetisiert werden. Außerdem ist eine Speicheranordnung bekannt, die eine zerstörungsfreie Ablesung durch mechanische Krafteinwirkung auf das Speichermaterial ermöglicht. Allen diesen bekannten Einrichtungen ist jedoch gemeinsam, daß sie keinen gedrängten Aufbau der einzelnen Speicherzellen (Bit-Elemente) erlauben.

Die Verwendung länglicher Stücke magnetischen Materials mit einem Fassungsvermögen für eine Anzahl von Angabenelementen in einem einzigen Stück ist ebenfalls bekannt. Im allgemeinen werden dabei die Begrenzungslinien zwischen den verschiedenen Abschnitten eines solchen Stückes magnetischen Materials, die zum Speichern verschiedener Elemente der Angabe verwendet werden, durch die Magnetfelder bestimmt, die von außen auf das magnetische Material zur Wirkung gebracht werden. Es wurde als notwendig erkannt, zwischen den verschiedenen Angabenelementen entsprechenden benachbarten Abschnitten genügend Platz zu lassen, so daß die Magnetfelder, die zur Wirkung gebracht werden, um nur as einen solchen Abschnitt zu beeinflussen, auf den benachbarten Abschnitt ohne Einfluß sind. Diese länglichen Elemente erlauben zwar einen gedrängten Aufbau, die bisher für sie bekanntgewordenen Ableseverfahren bewirken aber stets die Zerstörung der gespeicherten Angabe.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen statischen Magnetspeicher für gedrängten Aufbau der einzelnen Bit-Elemente, d. h. der einzelnen Speicherstellen zu schaffen, aus welchen sich die eingeschriebene Information zerstörungsfrei auslesen läßt, wobei der Schaltungsaufwand für die Speicherzellen herabgesetzt werden soll.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein magnetischer Datenspeicher, bestehend aus einem längliehen Körper magnetischen Materials mit einer im wesentlichen rechteckförmigen Hystereseschleife, aus einer speichernden Magnetisierungseinrichtung von bekannter Konstruktion, die mit dem Körper magnetischen Materials wirksam verbunden ist, um einen Speicherabschnitt desselben in einer ersten Polarisationsrichtung zu magnetisieren, die einen ersten Angabenwert darstellt, und um diesen Abschnitt des Materials in der entgegengesetzten zweiten Polarisationsrichtung zu magnetisieren, die einen zweiten Angabenwert darstellt, aus einer Abfragemagnetisierungseinrichtung von bekannter Konstruktion, die mit dem Stück magnetischen Materials verbunden ist, und aus einer Angabenauswertevorrichtung von bekannter Konstruktion, die Änderungen des Magnetflusses im magnetischen Material bei Betätigung der Abfragemagnetisierungseinrichtung anzeigt.

Das kennzeichnende Merkmal des Datenspeichers gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Abfragemagnetisierungseinrichtung während eines Abfrage-Vorganges nur in einem begrenzten Teil des Speicherabschnitts ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldstärke die Koerzitivkraft des begrenzten Teils übersteigt und dadurch den begrenzten Teil in einer vorherbestimmten Richtung magnetisiert, während sie die Magneti- 6g sierungsrichtung des Restes des Speicherabschnitts im wesentlichen unbeeinflußt läßt, und daß der Rest des Speicherabschnitts in dem begrenzten Teil ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldstärke die Koerzitivkraft des begrenzten Teils ebenfalls übersteigt und die Magnetisierungsrichtung des begrenzten Teils am Ende eines Abfragevorganges steuert.

Gemäß der Erfindung wird somit ein einziges Stück magnetischen Materials zum Speichern einer Vielzahl von Angabenelementen mit zerstörungsfreier Ablesung verwendet, wobei der Wert jedes gespeicherten Elements nach Belieben verändert werden kann. Alle Vorteile des beliebigen Zugangs, der Dichte, der hohen Betriebsgeschwindigkeit der statischen Speicher werden beibehalten. Da der durch den Abfragevorgang nicht beeinflußte Rest den begrenzten Teil selbsttätig nach der Abfragung steuert, sind die bei den bekannten Einrichtungen erforderlichen zusätzlichen Schaltungselemente zur Rücksteuerung dieses begrenzten Teils entbehrlich. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Datenspeichervorrichtung gemäß der Erfindung zum Speichern von vier binären Datenelementen und zum zerstörungsfreien Ablesen der gespeicherten Daten;

Fi g. 2 a, 2 b und 2 c veranschaulichen zur besseren Erklärung der Prinzipien der Wirkungsweise der Erfindung schematisch eine Abwicklung eines Abschnittes des in Fig. 1 dargestellten Materials unter Angabe der zur Wirkung gebrachten Magnetfelder und der sich daraus ergebenden Magnetisierungsrichtungen.

In F i g. 1 sind mit 21 α und 21 b die Leiter bezeichnet, um welche Streifen 22 a und 22 b magnetischen Materials gewickelt sind, die im wesentlichen der Länge nach eine bevorzugte Magnetisierungsrichtung und eine im wesentlichen rechteckige Hystereseschleife (Kurve der magnetischen Flußdichte in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke) aufweisen. Ein solches Material ist bekannt und kann beispielsweise aus einer Molybdän-Nickel-Eisenlegierung (ζ. Β. 4% Molybdän, 79% Nickel, 17% Eisen) bestehen, die nach dem letzten Walzen nicht ausgeglüht wird. Die zweckmäßige Form dieses Materials ist ein Streifen von 0,003 mm Dicke und 0,425 mm Breite. Das Aufwickeln erfolgt in solcher Richtung, daß die Länge der Streifen 22 a und 22 b um die Achse der entsprechenden mittleren Leiter 21 α und 21Z) schraubenförmig verläuft. Die Richtung der leichten oder bevorzugten Magnetisierung ist daher ebenfalls schraubenförmig um diese mittleren Achsen. An zwei verschiedenen Stellen in der Längsrichtung der umwickelten Einheiten 21a, 22 a und

21 b, 22 b sind um dieselben die Spulen 23 a und 23 b gewickelt. Außerdem ist rund um die aus Leiter 21a und Streifen 22 α bzw. aus Leiter 21 b und Streifen

22 b bestehenden Einheiten, im wesentlichen zwischen den Enden der Wicklung der Spule 23 a, die Spule 24 a gewickelt, die sich außerhalb oder innerhalb der Spule 23 α oder zwischen den Windungen derselben befinden kann. Die Grundlage der Erfindung besteht darin, daß die Spule 23 α ein Magnetfeld von gleichförmiger Richtung über einem Abschnitt der Streifen 22 a und 22 b erzeugen soll, der größer ist als jener Abschnitt der Streifen 22α, 22b und der denselben einschließt, über welchem die Spule 24 α ein Magnetfeld erzeugt. Mit anderen Worten, wenn die Spule 23 α Strom führt, erzeugt sie ein Magnetfeld über einem Abschnitt der Streifen 22 a, 22 b, und wenn die Spule 24 α Strom führt, erzeugt sie ein Magnetfeld nur auf einem Teil dieses Abschnitts.

In den F i g. 2 a, 2 b und 2 c ist jener Abschnitt des Streifens 22 α dargestellt, der in dem wirksamen Feld der Spule 23 α liegt. Es ist einfach der abgewickelte Streifen 22 a gezeigt, welcher einen gestreckten Körper darstellt. Diese Darstellung hat die angenehme Eigenschaft, daß die Achse oder Richtung der leichten Magnetisierung als eine gerade Linie erscheint, so daß die Richtung der Magnetisierung ebenfalls als eine Richtung längs dieser Linie erscheint.

Fig. 2a veranschaulicht den angegebenen Abschnitt des Streifens 22 a, wobei alle Teile dieses Abschnitts in der gleichen Richtung magnetisiert sind, wie durch die Pfeile 101 α, 102 α und 103 α angegeben ist. Diese Wirkung tritt ein, wenn durch die Spule

23 a eine Magnetfeldkomponente zur Wirkung gebracht wird, die nach rechts gerichtet ist und die größer ist als die Koerzitivkraft des Materials des Streifens 22 a.

Fig. 2b veranschaulicht einen Zustand, der mit jenem der Fig. 2a identisch ist, mit der Ausnahme, daß die Richtung der Magnetisierung des mittleren Teiles des dargestellten Abschnitts des Streifens 22 a, der mit dem Pfeil 102 b bezeichnet ist, zu der Richtung entgegengesetzt ist, die in F i g. 2 a durch den Pfeil 102 a angegeben ist. Diese Wirkung wird erzeugt, wenn durch Stromdurchgang durch die Spule

24 a ein Magnetfeld zur Wirkung gebracht wird, das in seiner Richtung jenem entgegengesetzt ist, das durch die Spule 23 α zur Wirkung gebracht wird, um den in F i g. 2 a veranschaulichten Zustand zu erzeugen. Bei dem in F i g. 2 a veranschaulichten Zustand erfolgt ein im wesentlichen kontinuierlicher Magnetfluß längs der ganzen Länge des Abschnitts des Streifens 22 a, der hauptsächlich innerhalb des Streifens 22 α vorhanden ist, so daß praktisch kein Magnetfluß den Streifen 22 α an den Begrenzungslinien zwischen 101a und 102 a oder zwischen 102 a und 103a verläßt. Der in Fig. 2b veranschaulichte Zustand ergibt hingegen das Vorhandensein von Magnetpolen an den Begrenzungslinien zwischen den Pfeilen 101a, 102 b bzw. zwischen den Pfeilen 102 b, 103 a. Diese physikalische Tatsache kann anders dadurch ausgedrückt werden, indem gesagt wird, daß der durch die Pfeile 105 dargestellte Magnetfluß den Streifen 22 a an der Grenze zwischen den Pfeilen 101 a, 102 b verläßt und an der Grenze zwischen den Pfeilen 102 b, 103 α zurückkehrt. Nach bekannten physikalischen Grundsätzen ist in diesem Zustand der mit dem Pfeil 102 b bezeichnete mittlere Teil des Abschnitts des Streifens 22 a der Wirkung eines Magnetfeldes von nicht ausreichender Amplitude unterworfen, welches trachtet, die Magnetisierung des mittleren Teils in die Richtung gemäß Pfeil 102 a zu drehen. Wenn durch Stromdurchgang durch die Spule 24 a eine Magnetfeldkomponente in der durch den Pfeil 104 angegebenen Richtung zur Wirkung kommt, wird eine gewisse Amplitude dieser Feldkomponente in Anbetracht des Vorhandenseins der durch die Pfeile 101a und 103 a bezeichneten Felder ausreichen, um die Magnetisierung des mittleren Teils umzukehren, so daß der in Fig. 2a veranschaulichte Zustand wieder hergestellt wird. Wenn andererseits der Zustand des veranschaulichten Abschnitts des Streifens 22a so ist, wie in Fig. 2c dargestellt ist, in dem alle Teile des Streifenabschnits im gleichen Sinn magnetisiert sind, der durch die Pfeile 101 b, 102 b und 103 b angegeben ist, wird die gleiche Amplitude der mit dem Pfeil 104 bezeichneten Magnetfeldkomponente nicht ausreichen, um die Magnetisierung des mittleren Teils des Abschnits des Streifens 22 a umzukehren, weil die durch die Pfeile 101 b und 103 b bezeichneten Felder dieser Umkehrung entgegenwirken. Es ist richtig, daß die durch die Fig. 2a und 2c veranschaulichten Zustände, in welchen alle Teile des Abschnitts des Streifens 22 a in der gleichen Richtung magnetisiert sind, das Vorhandensein eines gewissen Magnetflusses von den äußersten Enden des Streifenabschnitts ergeben, der durch den Raum außerhalb des Streifens 22 a zurückkehrt. Da jedoch die äußersten Enden des dargestellten Abschnitts des Streifens 22 a von den Enden des mit dem Pfeil 102 bezeichneten mittleren Abschnitts verhältnismäßig weit entfernt sind, wird das auf diese Weise am mittleren Teil erzeugte Magnetfeld vernachlässigbar schwach sein. Es ist eine bekannte Tatsache, daß die entmagnetisierende Wirkung der Pole eines Stabmagneten auf die Mitte eines solchen Magneten in dem Maße immer schwächer wird, in dem der Stabmagnet langer gemacht wird. Ein ähnlicher Zustand ist hier vorhanden. Nach der vorstehenden Erklärung der in Betracht kommenden physikalischen Erscheinung kann nunmehr die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben werden. Der ganze Abschnitt des in den Fig. 2a, 2b und 2c dargestellten Streifens 22 a wird dazu benutzt, ein bestimmtes Element einer binären Angabe zu speichern, indem dieser Abschnitt durch Hindurchführung von Strom durch die Spule 23 α entsprechend magnetisiert wird. Wenn der Einfachheit halber die Ausdrücke »1« und »0« zur Bezeichnung der beiden möglichen Werte eines Angabenelements verwendet werden, wird der in F i g. 2 a dargestellte Zustand als der Zustand »1« und der in F i g. 2 c dargestellte Zustand als der Zustand »0« des Streifenabschnitts bezeichnet. Diese beiden stellen Zustände dar, welche der aufgezeichneten Angabe entsprechen. Um festzustellen, welche Angabe auf diese Weise aufgezeichnet ist, wird eine Ablesefeldkomponente im Sinne des Pfeiles 102b (Fig. 2b, 2c) zur Wirkung gebracht, indem Strom durch die Spule 24 α hindurchgeführt wird. Die Größe dieser Feldkomponente ist ausreichend, so daß bei einem im Zustand »1« befindlichen Streifenabschnitt (F i g. 2 a) die Magnetisierung des mittleren Teiles desselben umgekehrt wird, wodurch der in F i g. 2 b dargestellte Zustand erreicht wird. Es erfolgt eine wesentliche Änderung des Flusses durch den mittleren Teil des Streifenabschnitts, so daß in allen mit dem mittleren Teil verbundenen Leitern eine Spannung induziert wird. Wenn sich hingegen der Streifenabschnitt im Zustand »0« befindet, wird die Einwirkung des Ablesefeldes auf die Magnetisierung des Streifenabschnitts nur eine vernachlässigbare Wirkung ausüben, welche den mittleren Teil durch die sehr geringe Änderung des Flusses nur vom remanenten in den gesättigten Zustand bringt und in den mit demselben verbundenen Leitern nur eine sehr geringe Spannung induzert. Der Zustand des vor dem Ablesen im Zustand »0« befindlichen Streifenabschnitts wird daher nach dem Ablesen im wesentlichen unverändert sein.

Diese beiden Zustände werden durch Fig. 2c veranschaulicht.

Der beschriebene Ablesevorgang hat die gespeicherte Angabe nicht zerstört, wie der Zustand des

Streifenabschnitts nach dem Ablesen zeigt, der, je Dritteln der Streifenbreite betragender Überlappung

nachdem, ob vor dem Ablesen eine »1« oder eine aufgewickelt. Für die Spulen 23 a und 23 b sind

»0« gespeichert war, verschieden ist. Für eine ge- 40 Windungen eines Drahtes mit einem Durchmesser

speicherte »1« verändert der Ablesevorgang, zumin- von 0,28 mm aufgewickelt, so daß die Gesamtlänge

dest vorübergehend, den magnetischen Zustand des 5 der Wicklung ungefähr 12,7 mm beträgt. Für die

Streifenabschnitts, wie sich aus den Unterschieden Spulen 24 a und 24 ft sind zehn Windungen eines

zwischen den Fig. 2a und 2b ergibt. Wenn die Drahtes mit einem Durchmesser von 0,125 mm auf-

Koerzitivkraft des Streifens 22 a genügend niedrig gewickelt, so daß die Gesamtlänge der Wicklung un-

ist, kann die Feldstärke des von den im Zustand »1« gefahr 1,58 mm beträgt. Diese Spulen sind unter den

verbleibenden äußeren Teilen des Streifenabschnitts io Spulen 23 a, 23 b gewickelt und relativ zu den betref-

gebildeten Magnetfelds ausreichen, den mittleren Teil fenden Spulen im wesentlichen zentriert. Die Drähte

desselben unmittelbar nach Aufhören der Einwirkung sind mit einem üblichen Email isoliert. Der Abstand

der Ablesefeldkomponente wieder in den Ursprung- zwischen benachbarten Enden der Spulen 23 α und

liehen Zustand »1« zurückzuführen. Es ist jedoch 23 b beträgt etwa 2,5 mm.

möglich, die Erfindung auch mit Materialien auszu- 15 Um die Prinzipien der Erfindung an einer weniger führen, die eine so hohe Koerzitivkraft aufweisen, komplizierten Ausführungsform zu veranschaulichen, daß diese spontane Zurückführung nicht erfolgt. Ein die für moderne Rechen- und Datenverarbeitungs-Rückspeichervorgang, der ohne Kenntnis der ge- maschinen wünschenswert ist, sind in F i g. 1 verspeicherten Angabe durchgeführt werden kann, schiedene Spulen derart angeordnet, daß sie die Verbringt den Streifen in den Zustand zurück, den er 20 wendung bestimmter Einrichtungen zur Auswahl bevor dem Ablesen hatte. Dieser Rückspeichervorgang sonderer Streifenabschnitte für die Aufzeichnung von besteht einfach darin, daß durch Hindurchführung Angaben durch die kombinierte Einwirkung verschievon Strom durch die Spule 24 α eine Feldkompo- dener Magnetfeldkomponenten ermöglichen. Es ist nente zur Wirkung gebracht wird, die zur Ablesefeld- möglich, ein resultierendes Magnetfeld im wesentkomponente entgegengesetzt gerichtet und von gerin- 25 liehen längs der schraubenförmig verlaufenden Richgerer Größe ist. Wie oben in Verbindung mit den tung der leichten Magnetisierung des Streifens 22 α Fig. 2b und 2c beschrieben worden ist, wird diese zu erzeugen, indem durch Hindurchführen von Strom Feldkomponente genügen, den Streifenabschnitt aus durch eine Spule, z. B. die Spule 23 a, eine Magnetdem Zustand gemäß Fig. 2b in den Zustand ge- feldkomponente erzeugt wird, die im wesentlichen maß Fig. 2a zurückzuführen, wobei jedoch der Zu- 30 längs der mittleren Achse des Leiters 21a oder 21b stand des in F i g. 2 c dargestellten Streifenabschnitts verläuft und indem durch Hindurchführen von Strom nicht verändert wird. Selbstverständlich kann dieser durch den Leiter 21 α gleichzeitig eine Magnetfeld-Rückspeichervorgang jederzeit zwischen aufeinander- komponente rund um diesen Leiter erzeugt wird. Ein folgenden Ablesevorgängen ausgeführt werden. Es Strom, der von Erde durch die Spule 23 a fließt und besteht kein Anlaß, das Rückspeicherfeld als etwas 35 am nicht geerdeten Ende wieder austritt, erzeugt anderes als einen besonderen Teil des gesamten Ab- daher gemäß F i g. 1 an den linksseitigen Abschnitten lesefeldes anzusehen, das von diesem Gesichtspunkt der Streifen 22a und 22b ein Magnetfeld, das nach aus bipolar ist. Es kann aber auch eine Rückspeicher- dem rechten Ende der Figur gerichtet ist. Wenn der feldkomponente vorgesehen werden, die während des durch die Spule hindurchgehende Strom die richtige ganzen Betriebes der Vorrichtung wirkt, die jedoch 40 Stärke aufweist, wird diese Magnetfeldkomponente während des Ablesevorganges von der Ablesefeld- allein nicht ausreichen, um den Streifen 22 α oder den komponente überwunden wird. Ein solches ständig Streifen 22 b zu magnetisieren. Wenn jedoch ein wirkendes Feld kann erhalten werden, indem ent- Strom von Erde durch den Leiter 21 α fließt und am weder fortlaufend ein Strom von festgelegter Stärke nicht geerdeten linken Ende des Leiters 21 α wieder durch eine zusätzliche Spule hindurchgeführt wird, 45 austritt, erzeugt dieser Strom eine Magnetfeldkomdie zusammen mit der Ablesespule 24a gewickelt ist, ponente rund um den Leiter 21 α. Durch richtige oder indem fortlaufend ein Strom durch die Spule Regelung der Stärke des durch den Leiter 21 α hin-24 α hindurchgeführt wird, der jedoch von dem durch durchgehenden Stromes kann die von demselben erdie gleiche Spule hindurchgehenden Ableseimpuls- zeugte Magnetfeldkomponente so groß gemacht strom überwunden wird. Von jedem Gesichtspunkt 50 werden, daß sie zusammen mit der Magnetfeldkomaus ist der beschriebene Ablesevorgang nicht zer- ponente der Spule 23 α den innerhalb dieser Spule störend, weil es nicht erforderlich ist, nach dem Ab- liegenden Abschnitt des Streifens 22 a aus dem Zulesen einen Vorgang auszuführen, der von den beson- stand »0« in den Zustand»l« magnetisieren kann, dem Werten der abgelesenen Angabe abhängig ist. Die durch die Spule 23 α erzeugte Magnetfeldkompo-Für den Betrieb mit weniger hohen Geschwindig- 55 nente reicht allein nicht aus, um irgendeinen Abkeiten, d.h. für eine Zeit von 1 bis 1,5 Mikro- schnitt des Streifens 22 & zu magnetisieren, und die Sekunden für den Ablese-und Rückspeichervorgang, von dem durch den Leiter 21 α hindurchgehenden werden vorzugsweise die nachstehend angegebenen Strom erzeugte Magnetfeldkomponente reicht allein Abmessungen verwendet. Es ist zu bemerken, daß nicht aus, um den außerhalb der Spule 23 α liegenden der Betrieb mit wenigen hohen Geschwindigkeiten 60 Abschnitt des Streifens 22 a zu magnetisieren, insbedie Verwendung etwas größerer Abmessungen zu- sondere den im wesentlichen innerhalb der Spule 23 b läßt, während für den Betrieb mit höheren Geschwin- liegenden Abschnitt des Streifens 22 a. Es ist daher digkeiten Abmessungen vorzuziehen sind, die so weit möglich, koinzidenten Strom durch die Spule 23 α zu als möglich proportional verringert sind. Die mitt- schicken, um den durch die Leiter 21 α und 216 hinleren Leiter 21 a, 21 b bestehen aus Kupferdraht mit 65 durchgehenden Strömen zu ermöglichen, jene Abeinem Durchmesser von 0,14 mm. Die Streifen 22 a, schnitte der Streifen 22 a und 22 b auf den Zu- 22b sind 0,003 mm dick und 0,425 mm breit. Sie stand »1« zu magnetisieren, die innerhalb des durch sind entweder ohne Überlappung oder mit bis zu zwei die Spule 23 α erzeugten wirksamen Feldes liegen.

Einzelne Angabenelemente oder binäre Ziffer-»1«- Signale können auf die Leiter 21 α und 21 & aufgebracht werden. Wie die vorstehende Erklärung angibt, wird das Vorhandensein oder das Fehlen von koinzidenten Strömen in den Spulen 23 a oder 23& S die Aufzeichnung oder Nichtaufzeichnung der »1« in den Abschnitten der Streifen 22 a und 22 b bestimmen, die von den Feldern der betreffenden Spulen beeinflußt werden. Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung kann als aus zwei »Wörtern«, die aus je zwei binären Ziffern bestehen, angesehen werden. Es ergibt sich daraus, daß der Ablesestrom, der durch die Spule 24 a zur Erde geht, die in den linsseitigen Abschnitten der Streifen 22 a und 22 b gespeicherten Angaben abliest, wobei die Signale als induzierte Spannungen an den Enden der Leiter 21 α und 21 b erscheinen, während der auf die Spule 24 b einwirkende Ablesestrom die in den rechtsseitigen Abschnitten der Streifen 22 a und 22 b gespeicherten Angaben abliest, wobei die Signale wieder als induzierte Spannungen an den Enden der Leiter 21 α und 21 b erscheinen. Ebenso ergibt sich, daß ein entgegengesetzt gerichteter Strom in der Spule 23 α, der genügend stärker ist als der koinzidierende Strom, den »0 «-Zustand der linksseitigen Abschnitte der Streifen 22 a und 22 & (Fi g. 1) umkehren wird, wodurch der bekannte Vorgang des Löschens des in diesen Streifenabschnitten gespeicherten Wortes ausgeführt wird.

Eine moderne Datenverarbeitungsmaschine kann extrem hohe Betriebsgeschwindigkeiten aufweisen, wobei die Anschaffung jedoch mit beträchtlichen Kosten verbunden ist. Häufig erfordert die Wirtschaftlichkeit, daß bestimmte Teile der Vorrichtung eine Anzahl verschiedener Funktionen zu verschiedenen Zeiten ausführen, wobei diese Funktionen entweder so gewählt sind, daß die gleiche Vorrichtung Funktionen ausführt, die logischerweise nicht gleichzeitig durchführbar sind oder wobei Steuerungen vorgesehen sind, so daß die Ausführung einer Funktion empfangenen Signalen entsprechende elektrische Signale zum Leiter 31a und 31 b. Wenn die Angabenquelle 102 nicht als solche funktionieren soll, bildet sie eine verhältnismäßig hohe Nebenschlußimpedanz zwischen dem Leiter 31a und Erde bzw. zwischen dem Leiter 31 b und Erde, damit nicht ein großer Teil der Ströme abgeleitet wird, die infolge der durch den Ablesevorgang in den Leitern 21a und 21 & induzierten Spannungen fließen. Entsprechend den von der Steuersignalquelle 101 über die Leitung 203 empfangenen Signalen liefert die Spalten- und Löschimpulsquelle 203 einen koinzidenten Strom von bestimmter Polarität und Stärke oder einen Löschstrom von entgegengesetzter Polarität und geringerer Stärke über die Leiter 33 α oder 33 b entweder zur Spule 23 a oder 23 b, je nach dem empfangenen besonderen Steuersignal. Da wenigstens vier mögliche Funktionen in Betracht kommen, können diese Steuersignale verschlüsselte Impulse sein, die über eine einzige Leitung übertragen werden, oder die Leitung 203 kann durch mehrere getrennte Leiter ersetzt werden, die getrennt ein Signal zur Ausübung einer bestimmten Funktion führen. Es kann aber auch irgendeine andere bekannte Kombination von Leitern und Signalen verwendet werden. Die Angabenauswertevorrichtung 104 empfängt die gespeicherte Angabe, wenn dieselbe aus dem Speicher in Form von elektrischen Signalen abgelesen ist. Die Vorrichtung 104 ist mit der Steuersignalquelle 101 durch die Leitung 204 verbunden, damit sie entsprechend funktionieren kann, wenn die Seuersignalquelle 101 infolge Betätigung einer anderen zugehörigen Vorrichtung die Ablesung gespeicherter Angaben veranlaßt und damit sie unwirksam oder unempfindlich gegen die verhältnismäßig hohen Spannungen, die während des Angabenaufzeichnungsvorganges auf die Leiter 31 α und 31 b zur Wirkung kommen, sowie gegen irgendwelche Spannungen wird, die während eines Löschvorganges erzeugt werden. Bei Empfang der entsprechenden

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aufgeschoben wird, bis eine damit nicht in Einklang 40 Steuersignale von der Steuersignalquelle 101 über die zu bringende Funktion beendet ist. Da eine solche Leitung 205 bringt die Ablese- und Rückspeicher-Maß eine stromquelle 105 entweder auf

Unterteilung der Funktion in großem Maß eine Ad-hoc-Eigenschaft einer besonderen Rechenmaschinenausbildung ist und da diese und andere Ausfühführungsformen der Erfindung auf eine große Anzahl von Maschinen anwendbar ist, die Angabenspeicherung erfordern, sind durch rechteckige Kästchen Vorrichtungen dargestellt, deren funktioneile Fähigkeiten nachstehend beschrieben werden und deren Ausbildung aber weitgehend bekannt ist. In einer modernen Rechenmaschine können jedoch die Elemente, die zur Ausführung dieser Funktionen verwendet werden, auch zur Ausführung anderer Funktionen verwendet werden. Außerdem kann die Vorrichtung, welche die einem besonderen rechteckigen Kästchen zugeordneten Funktionen ausführt, in einer modernen Rechen- oder Datenverarbeitungsmaschine nicht als eine einzige Einheit erscheinen, sondern kann in der ganzen Maschine verteilt sein.

stromquelle 105 entweder auf die Spule 24« über den Leiter 34 α oder auf die Spule 24 b über den Leiter 34 b einen Ablesestromimpuls von bestimmter Polarität und Stärke zur Wirkung sowie (entweder unmittelbar nach Aufhören des Ablesestromimpulses oder gewünschtenfalls etwas später) einen Rückspeicherimpuls von zum Ablesestromimpuls entgegengesetzter Polarität und geringerer Stärke. Wie sich aus der Erklärung der F i g. 2 ergibt, muß der Ableseimpuls genügende Stärke aufweisen, um den Sinn der Magnetisierung des mittleren Teils eines bestimmten Streifenabschnitts trotz des entgegenwirkenden Magnetfeldes umzukehren, das von den Endteilen des Streifenabschnitts gebildet wird. Hingegen muß der Rückspeicherimpuls um so viel schwächer sein, daß er den ursprünglichen Sinn der Magnetisierung des mittleren Teils des bestimmten Streifenabschnitts wiederherstellt, wenn er (und nur wenn er)

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Die Lehre der Erfindung wird durch die Verwendung 60 durch das von den Endteilen des Streifenabschnitts

der Funktionskästchen verdeutlicht.

Die Steuersignalquelle 101 erzeugt entsprechend den logischen Bedürfnissen der Rechen- oder Datenverarbeitungsmaschine zu den richtigen Zeitpunkten Signale, um die nachstehend beschriebenen Ergebnisse zu erzielen. Die Angabenquelle 102 liefert die aufzuzeichnenden binären Angaben und fördert bei von der Steuersignalquelle 101 über die Leitung 202 gebildete Magnetfeld unterstützt wird.

Ein typischer Arbeitsgang der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgender:

Die Steuersignalquelle 101 veranlaßt die Spalten- und Löschimpulsquelle 103 über die Leitung 203, einen Löschimpuls über den Leiter 33 α durch die Spule 23 α zur Erde zu schicken, von wo derselbe zur Quelle 103 zurückkehrt. Gleichzeitig oder unmittel-

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bar darauffolgend schickt die Spalten- und Lösch- verwendet wird, muß selbstverständlich genügend impulsquelle 103 einen Löschimpuls über den Leiter schwach gehalten werden, so daß keine Gefahr be-33 b durch die Spule 23 b zur Erde, von wo derselbe steht, daß er irgendwelche Abschnitte des Streifens zur Quelle 103 zurückkehrt. Jeder dieser Löschstrom- in den Zustand »0« zurückführt, die sich bereits (und impulse erzeugt beim Durchgang durch die betref- 5 richtigerweise) im Zustand »1« der Magnetisierung fende Spule ein Magnetfeld, das nach der linken befinden. Im praktischen Betrieb wird die Wahl Seite der Figur gerichtet ist und eine solche Stärke dieses alternativen Verfahrens von den relativen aufweist, daß seine Komponente längs der Richtung Kosten und der Erleichterung der Steuertoleranzen der leichten Magnetisierung der innerhalb der Spule sowie von verschiedenen anderen Faktoren abhängen, liegenden Abschnitte der Streifen 22a und 22b io Die Erfindung betrifft hauptsächlich die Einwirkung größer ist als die Koerzitivkraft dieser Streifen. Da- der richtigen Stärken der Magnetfelder auf die bedurch wird bewirkt, daß die innerhalb der Spulen schriebenen Teile des Streifens, was bereits auf ver-23 α und 23 b liegenden vier Streifenabschnitte in schiedene Weise ausgeführt worden ist. Wenn jedoch einer Richtung magnetisiert werden, die eine Kompo- im linksseitigen Abschnitt des Streifens 22a eine »1« nente nach der linken Seite der Fig. 1 aufweist. In 15 gespeichert werden soll, wird aus der Erde durch den Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung Leiter 21a über den Leiter 31a zur Angabenquelle ist diese Richtung willkürlich dem Zustand »0« züge- 102 ein Aufzeichnungsstromimpuls von solcher ordnet. Der ganze Magnetspeicher enthält daher »0« Stärke gezogen, daß er rund um den Leiter 21a ein oder ist gelöscht. Etwas später schickt die Steuer- kreisförmiges Magnetfeld erzeugt, das sich mit dem signalquelle 101 über die Leitung 203 ein Signal zur 20 Feld der Spule 23 α vereinigt, um eine Resultierende Spalten- und Löschimpulsquelle 103, das bewirkt, zu erzeugen, die eine Komponente längs der Richdaß diese aus der Erde über das Solenoid 23 α und tung der leichten Magnetisierung des linksseitigen den Leiter 33 α einen koinzidenten Impuls zieht, der Abschnittes des Streifens 22 a aufweist, welche stärgeringere Stärke als der Löschimpuls aufweist, so daß ker ist als die Koerzitivkraft des Streifens und in das resultierende Magnetfeld, das durch den koinzi- 25 solcher Richtung verläuft, daß sie diesen Abschnitt denten Impuls rund um jene Abschnitte der Streifen des Streifens 22 a in der »1 «-Richtung magnetisiert. 22« und 22b erzeugt wird, die im wesentlichen inner- Die Stärke des durch den Leiter 21a gezogenen Aufhalb der Spule 23 α liegen, eine Komponente längs Zeichnungsstromes ist begrenzt, so daß das von demder Richtung der leichten Magnetisierung dieser selben an anderen Abschnitten, insbesondere dem Streifenabschnitte aufweist, die schwächer ist als die 30 innerhalb der Spule 23 b liegenden Abschnitt des Koerzitivkraft des Streifens. Ungefähr gleichzeitig Streifens 22a erzeugte Magnetfeld eine Komponente schickt die Steuersignalquelle 101 über die Leitung längs der Richtung der leichten Magnetisierung des 202 ein Signal zur Angabenquelle 102, das bewirkt, Streifens 22 a aufweist, die kleiner ist als die Koerzidaß diese aus der Erde durch die Leiter 21a und 21 b tivkraft des Streifens. Der innerhalb der Spule 23 b über die Leiter 31a und 31 b Aufzeichnungsimpulse 35 liegende Abschnitt des Streifens 22 a bleibt daher im zieht, die den Angabenelementen »1« entsprechen, gelöschten oder »0«-Zustand. Auf diese Weise wird die zu diesem Zeitpunkt aufzuzeichnen oder zu in den linksseitigen Abschnitten der Streifen 22 a und speichern sind. Es sei angenommen, daß die zu spei- 22 b wahlweise das aus den binären Ziffern 1 und 0 chernde Angabe eine »1« im linksseitigen Abschnitt zusammengesetzte »Wort aufgezeichnet. Es ist nundes Streifens 22a und eine »0« im linksseitigen Ab- 40 mehr selbstverständlich, welche Veränderungen des schnitt des Streifens 22 b ist. Da die erforderliche vorstehend beschriebenen Verfahrens eine Aufzeich- »0« bereits im richtigen Abschnitt des Streifens 22 b nung von Signalen in den anderen Abschnitten der aufgezeichnet ist, braucht durch den Leiter 21 b kein Streifen bewirken werden und auch, daß die Anzahl Strom gezogen zu werden. Da der koinzidente Strom der Spulen längs einer bestimmten Streifen- und in der Spule 23 α ausdrücklich schwächer gemacht 45 Leiteranordnung bedeutend erhöht werden kann, um wurde als ausreichend, um ohne Unterstützung die eine größere Angabenspeicherkapazität zu erzielen, Magnetisierung der innerhalb der Spulen liegenden sowie daß die Anzahl der Streifen- und Leiteranord-Streifenabschnitte zu ändern, bleibt der Zustand »0« nungen innerhalb der Spulen vergrößert werden kann, des Streifens 22 b bestehen. um die gleichzeitige Speicherung oder Ablesung einer Eine Alternative zu dem vorstehend beschriebenen 50 größeren Zahl von binären Ziffern zu ermöglichen. Vorschlag, keinen Strom durch den Leiter 21 b hin- Nachdem die gewünschten Angaben in dem in durchzuführen, besteht darin, die Charakteristik der F i g. 1 dargestellten Angabenspeicher aufgezeichnet Angabenquelle 102 so zu verändern, daß sie »1« sind, sollen nunmehr die in den linksseitigen AbSignale zur Wirkung bringt, indem sie in der oben schnitten der Streifen 22 a und 22 b gespeicherten beschriebenen Weise durch den betreffenden Leiter 55 Angaben abgelesen werden. Die Steuersignalquelle Strom aus der Erde zieht, gleichzeitig aber Strom 101 schickt über die Leitung 204 zur Angabenauszur Erde schickt durch jene Leiter, auf welchen eine Wertevorrichtung 104 ein Signal, das bewirkt, daß »0« aufzuzeichnen ist, um zu gewährleisten, daß ein diese auf Spannungen anspricht, die auf den Leitern schwaches Magnetfeld entsteht, welches den Zu- 31a und 31 b erscheinen. Die Steuersignalquelle 101 stand »0« vor der Zerstörung zu bewahren trachtet, 60 schickt auch zur Ablese- und Rückspeicherstromwo derselbe im Streifen 22 b bereits vorhanden ist. quelle 105 ein Signal, das diese veranlaßt, einen Diese Alternative hat den Vorteil, daß sie eine wirk- Impuls von ausreichender Amplitude durch den sam anwendbare Maßnahme darstellt, welche die Leiter 34 a und die Spule 24 a zur Erde zu schicken, Schärfe etwas vermindert, mit welcher der koinzidente von wo derselbe zu seiner Quelle zurückkehrt. Durch Impuls innerhalb seines maximalen Wertes gehalten 65 diesen Impuls wird an den mittleren Teilen der werden muß, d.h., sie verringert etwas die Ausbil- linksseitigen Abschnitte der Streifen 22 α und 22 b ein dungstoleranzen des Gesamtsystems. Der Strom, der Magnetfeld erzeugt, das nach der linken Seite der zur Gewährleistung der Einhaltung des Zustandes »0« Figur gerichtet ist und dessen Komponente längs der

Richtung der leichten Magnetisierung der mittleren Teile der beiden Streifenabschnitte größer ist als die Koerzitivkraft des Streifens. Wenn nun angenommen wird, daß der innerhalb der Spule 23 a liegende Streifen 22a in der »!«-Richtung remanent ist und daß der innerhalb der Spule 23 b liegende Streifen 22 b in der »O«-Richtung remanent ist, wird die Magnetisierungsrichtung des mittleren Teils des Abschnitts des Streifens 22 a umgekehrt, wobei der mittlere Teil von der remanenten Flußdichte in der »1 «-Richtung (die für Materialien mit einer im wesentlichen rechteckigen Hystereseschleife annähernd so groß ist wie die Sättigungsflußdichte) auf die Sättigungsflußdichte in der Richtung »0« übergeht. Durch eine solche Flußänderung werden in den Spulen 23 α und 24 a sowie im Leiter 21 α Spannungen induziert. Die im Leiter 21a induzierte Spannung erscheint am Leiter 31a und wird von der Angabenauswertevorrichtung 104 als eine Anzeige für eine gespeicherte »1« angenommen. Der mittlere Teil des innerhalb der Spule 23 α liegenden Abschnitts des Streifens 22 b wird dem gleichen Magnetfeld unterworfen wie der mittlere Teil des entsprechenden Abschnitts 22 a. Da aber in diesem Abschnitt des Streifens 22 b eine remanente Magnetisierung in der »O«-Richtung bereits vorhanden ist, besteht die einzige Wirkung des Ablesemagnetfeldes darin, eine geringe Flußänderung zu erzeugen, die einem Übergang von der Remanenz zur Sättigung entspricht. Diese erzeugt nur ein sehr geringes Störungspotential auf den Leitern 21 b und 31 b, das auf die Angabenauswertevorrichtung 104 keine Wirkung hat. Die Vorrichtung 104 verzeichnet daher, daß zu diesem Zeitpunkt auf dem Leiter 31 b keine Spannung empfangen wird, was logischerweise dem Empfang eines »O«-Signals entspricht. Auf diese Weise sind daher die Angabenziflern 1 und 0 abgelesen und ausgewertet.

Der Streifenabschnitt mit einer Magnetisierung in der »O«-Richtung bleibt durch den Ablesevorgang unverändert, aber der Streifenabschnitt, dessen äußere Teile eine Magnetisierung in der »!«-Richtung aufweisen, hat einen mittleren Teil mit einer Magnetisierung in der »0«-Richtung (gemäß Fig. 2b), wenn das Feld der äußeren Teile allein nicht ausreicht, um den mittleren Teil bei Aufhören der Wirkung des Ablesefeldes in die »!«-Richtung zurückzuführen. Deshalb muß etwas vor dem nächsten Ablesevorgang (und vorzugsweise sofort nach Aufhören der Wirkung des Ableseimpulses) die Ablese- und Rückspeicherstromquelle 105 aus der Erde über die Spule 24 a und den Leiter 34 α einen Rückspeicherimpuls ziehen, der schwächer ist als der Ableseimpuls. Das beim Durchgang dieses Impulses durch die Spule 24 α erzeugte Feld wird daher zusammen mit den Feldern der äußeren Teile des linksseitigen Abschnitts des Streifens 22 a ausreichen, den mittleren Teil dieses Streifenabschnitts in die Richtung »1« der Magnetisierung zurückzuführen (gemäß Fig. 2a). Das auf diese Weise erzeugte Rückspeicherfeld wird jedoch im Hinblick auf die entgegenwirkenden Felder der äußeren Teile des linksseitigen Abschnitts des Streifens 22 & nicht ausreichen, die Magnetisierung des mittleren Teils dieses Streifenabschnitts in die »1 «-Richtung umzukehren (gemäß Fig. 2c). Die Streifenabschnitte, die eine magnetisch gespeicherte »1« enthalten, können daher vollständig in die Richtung »1« der Magnetisierung zurückgeführt werden, ohne daß die »0«-Richtung der Streifenabschnitte verändert wird, die eine magnetisch gespeicherte »0« enthalten.

Es wurden bisher die Vorgänge des Löschens, Aufzeichnens und Speicherns von Angaben in ausgewählten Teilen des Speichers beschrieben, die Ablesung aus ausgewählten Teilen des Speichers und die Rückspeicherung. Alle diese Funktionen müssen bei der Verwendung des Speichers ausgeführt werden. Besondere Aufmerksamkeit wird auf die neue Tatsache

ίο gelenkt, daß der Ablese- und der Rückspeichervorgang beliebig oft wiederholt werden können, ohne daß ein äußerer Speicher zu Hilfe genommen werden muß, um die Rückspeicherung der beim Ablesevorgang zerstörten Angaben zu ermöglichen. Der beschriebene Ablesevorgang läßt in einem Teil des Streifens eine Aufzeichnung der magnetisch gespeicherten Angabe bestehen, wie sie vor dem Ablesevorgang war. Der Rückspeichervorgang wird nicht ausgeführt, um Angaben zu ersetzen, die zerstört

ao worden und aus dem Speicher verschwunden sind.

Da die physikalische Wirkungsweise der Erfindung grundlegend mehr von den Magnetisierungsfeldern als von der besonderen Einrichtung abhängt, die zur Erzeugung dieser Magnetisierungsfelder verwendet wird, wird der Fachmann eine große Anzahl verschiedener Möglichkeiten der Anwendung der vorstehend angegebenen Prinzipien vorschlagen können. So kann beim beschriebenen Aufzeichnungsvorgang auf die Spule 23 α ein Strom einwirken, der ausreichend stärker ist als der angegebene koinzidente Strom, um alle innerhalb der Spule liegenden Streifenabschnitte in der »!«-Richtung zu magnetisieren. Außerdem kann eine wahlweise Aufzeichnung erzielt werden, indem von der Angabenquelle 102 über den Leiter 31 b durch den Leiter 21 b zur Erde ein Impuls von solcher Stärke geschickt wird, daß das von demselben rund um den Leiter 21 b erzeugte kreisförmige Magnetfeld die Magnetisierung des innerhalb der Spule 23 α liegenden Abschnitts des Streifens 22 & in der »1 «-Richtung verhindern wird. Die Stärke des Feldes wird aber nicht ausreichend sein, um die Magnetisierung der außerhalb der Spule 23 α liegenden Abschnitte des Streifens 22 b zu verändern. Ebenso ist es möglich, eine zusätzliche Spule anzuordnen, deren Magnetfeld sich über die ganze wirksame Länge der Streifen- und Leitereinheit erstreckt. Durch diese Spule kann ein Gleichstrom von solcher Stärke hindurchgehen, der das erforderliche Rückspeicherfeld an allen mittleren Teilen aller Streifenabschnitte liefert. Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, indem ein Gleichstrom von entsprechender Richtung und Stärke durch die Spulen 24 α und 24 b während der ganzen Zeit hindurchgeht, mit Ausnahme der Zeit der Einwirkung des Ableseimpulses. Viele gleichwertige Abänderungen sind verfügbar, um die Erfindung verschiedenen Situationen anzupassen, in welchen ihre Vorzüge durch eine andere Ausführungsform zur Geltung gebracht werden, die von der vorstehend beschriebenen abweicht.

Praktisch kann durch die Verwendung von magnetischen Materialien mit genügend niedriger Koerzitivkraft ein Rückspeicherfeld überhaupt entbehrt werden, mit Ausnahme desjenigen, das durch die äußeren Abschnitte auf dem mittleren Teil eines Streifenabschnitts erzeugt wird. Ein solches Material kann in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung mit der einfachen Abänderung verwendet werden, daß die Ablese- und Rückspeicherstromquelle 105 logischer-

weise in eine Ablesestromquelle 105 verändert wird und daher in der beschriebenen Weise nur Ableseimpulse, aber keinen Rückspeicherstrom liefert. Die Nichtlinearität der magnetischen Charakteristiken der in Betracht kommenden Materialien und die etwas verwickelte geometrische Anordnung machen es äußerst schwierig, mathematisch das Mindestverhältnis der Gesamtlänge des Elementenabschnitts zur Länge des mittleren Teils zu berechnen, das diese Selbstrückspeicherung für Material mit einer bestimmten maximalen remanenten Flußdichte und Koerzitivkraft ergibt. Für eine bestimmte geometrische Anordnung besteht jedoch ein allgemeiner Grundsatz darin, daß das genannte Verhältnis abnimmt, wenn das Verhältnis der maximalen remanenten Flußdichte zur Koerzitivkraft zunimmt. Diese Zunahme muß aber selbstverständlich erzielt werden entweder durch Verwendung eines anderen Materials oder durch Veränderung der Eigenschaften des Materials durch irgendeine physikalische Behandlung, da sie ein physikalisches Merkmal des Materials ist. Es wurde gefunden, daß Selbstrückspeicherung experimentell unter den folgenden Umständen erfolgt:

Es wird auf die in Fig. 1 dargestellten besonderen Elemente Bezug genommen. Der Leiter 21 α ist ein Wolframdraht mit einem Durchmesser von 0,15 mm, der durch einen Überzug auf einen Durchmesser von 0,15625 mm gebracht wird. Der Überzug besteht aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit einer bevorzugten Magnetisierungsrichtung, die im wesentlichen schraubenförmig um die Längsachse des Leiters 21 α verläuft. Dieser Überzug entspricht dem ferromagnetischen Material 22 a. Der Winkel zwischen der bevorzugten Richtung des ferromagnetischen Materials und der mittleren oder Längsachse des Leiters 21a liegt zwischen 76,2 und 79,8°. Dieser Bereich wird aus der Richtung des Feldes berechnet, das während der Bildung des ferromagnetischen Materials besteht. Die Wicklung 24 α besteht aus zehn Windungen Isolierdraht mit einem Durchmesser von 0,125 mm und hat eine Länge von 1,58 mm. Die Länge der Spule 23 α beträgt 12,7 mm, und der Abstand zwischen den benachbarten Enden der Spulen 23 α und 23 b beträgt 2,54 mm. Die Koerzitivkraft des magnetischen Materials wurde mit 6,34 Oersted gemessen. Unter diesen Umständen wurde gefunden, daß durch die Einwirkung eines Stromes von 0,4 Ampere auf die Wicklung 24 a der mittlere Teil des magnetischen Materials des Leiters 21 a, d. h. der im wesentlichen innerhalb der Wicklung 24 α liegende Teil, in ungefähr 0,5 Mikrosekunden umgeschaltet wird, so daß sich an den Enden des Leiters 21a eine Ausgangsspannung von 30 mV ergibt. Es wurde ferner gefunden, daß dieser Vorgang beliebig oft wiederholt werden kann ohne einen dazwischenliegenden Rückspeichervorgang. Ein solcher Versuch ist typisch für die einzig mögliche Art der Ausführung der Selbstrückspeicherung, weil das Umschalten oder die Flußänderung nur durch Beobachtung von induzierten Spannungen nachgewiesen werden können.

Obwohl der auf einen Leiter gerichtete magnetische Streifen für die Erklärung der Erfindung bequem ist, weil dabei die erklärenden Abwicklungen der F i g. 2 a, 2 b und 2 c möglich sind, arbeiten hinsichtlich der Wirkungsweise der Erfindung ebenso der magnetische Leiter mit einer schraubenförmigen Richtung der leichten Magnetisierung, die durch mechanisches Verdrehen erzeugt wird, und alle Einrichtungen, bei welchen ein oder mehrere stromdurchflossene Leiter eine Magnetfeldkomponente parallel zur Richtung der leichten Magnesierung eines ferromagnetischen Elements bilden. Stets werden dabei durch Umkehrung des Flusses in nur einem Teil dieses Elements Spannungen induziert und die übrigen Teile des Elements die Richtung ihrer Magnetisierung beibehalten. Ein solches Element kann ein Abschnitt eines größeren Stückes ferromagnetischen Materials

ίο sein. Ein mittlerer Leiter aus nicht magnetischem Material, der mit einem ferromagnetischen Material plattiert oder auf andere Weise überzogen ist, das eine im wesentlichen rechteckige Hystereseschleife und eine Richtung leichter Magnetisierung aufweist, die im wesentlichen schraubenförmig um die Achse des mittleren Leiters verläuft, kann daher unmittelbar die aus Leiter 21 α und Streifen 22 α bestehende Einheit ersetzen, die in F i g. 1 dargestellt ist.

Die Magnetfelder, die durch Spulen und durch

ao Ströme erzeugt werden, die durch gerade Leiter hindurchgehen, können ziemlich genau nach bekannten Formeln berechnet werden, und ihre Resultierenden können durch einfache vektorielle Addition ermittelt werden. Bei den angegebenen Dimensionen genügen Ströme von einigen Milliampere, um Magnetfelder von der Stärke der üblichen Koerzitivkraft eines Streifens aus Molybdän-Nickel-Eisenlegierung zu erzeugen. Da die besondere Koerzitivkraft von ferromagnetischem Material infolge der Veränderungen bei der Bearbeitung gewissen Schwankungen unterworfen ist, müssen die besonderen Werte des verwendeten Stromes und die zulässigen Toleranzen dieser Werte für die besonderen Grenzen der zu verwendenden Koerzitivkraft berechnet werden. Wie bekannt ist, erzeugt die schraubenförmige Anordnung des Magnetflusses rund um den mittleren Leiter eine mehrfache Verkettung zwischen dem Fluß im Streifen und im mittleren Leiter, so daß die Spannungen der abgelesenen Signale Zehner oder sogar Hunderte von Millivolt betragen, die gewünschtenfalls durch bekannte Einrichtungen ohne Geräufch und ohne andere Schwierigkeiten, welche mit der Verstärkung von Signalen mit viel niedrigerer Amplitude verbunden sind, verstärkt werden können.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Magnetischer Datenspeicher mit einem länglichen Körper aus magnetischem Material mit im wesentlichen rechteckiger Hystereseschleife, mit einer speichernden Magnetisierungseinrichtung, die mit dem Körper wirksam verbunden ist, um einen ausgewählten Speicherabschnitt desselben in einer ersten, einen ersten Datenwert darstellenden Polaritätsrichtung zu magnetisieren und um diesen Abschnitt des Körpers in der entgegengesetzten zweiten, einen zweiten Datenwert darstellenden Polaritätsrichtung zu magnetisieren, ferner mit einer mit dem Körper verbundenen Abfragemagnetisierungseinrichtung, und mit einer Angabeauswertevorrichtung zur Feststellung von Änderungen des magnetischen Flusses in dem Körper bei Einwirkung der Abfragemagnetisierungseiririchtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragemagnetisierungseinrichtung während eines Abfragevorganges nur in einem begrenzten Teil des Speicherabschnitts ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldstärke die Koerzitivkraft dieses begrenzten Teils übersteigt und

dadurch den begrenzten Teil in einer vorherbestimmten Richtung magnetisiert, während sie die Magnetisierungsrichtung und den Magnetisierungszustand des Restes des Speicherabschnitts im wesentlichen unbeeinflußt läßt, und daß der S Rest des Speicherabschnitts in dem begrenzten Teil ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldstärke die Koerzitivkraft des begrenzten Teils ebenfalls übersteigt und die Magnetisierungsrichtung des begrenzten Teils am Ende eines Abfragevorgangs steuert.

2. Magnetischer Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzte Teil des Speicherabschnitts des magnetischen Materials ein mittlerer Teil ist.

3. Magnetischer Datenspeicher nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die speichernde Magnetisierungseinrichtung aus einer außerhalb des magnetischen Materials liegenden Spule besteht, deren mittlere Achse im wesentlichen parallel zur mittleren Achse des Materials verläuft und die sich über einen vorherbestimmten Abschnitt des Materials erstreckt, und bei welchem die Abfragemagnetisierungseinrichtung aus einer ebenfalls außerhalb des magnetischen Materials liegenden zweiten Spule besteht, deren mittlere Achse ebenfalls im wesentlichen parallel zur Achse des Materials verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abfragespule nur über einen Teil des Abschnitts des magnetischen Materials erstreckt.

4. Magnetischer Datenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der zweiten Spule nicht mehr als ein Viertel der Länge der ersten Spule beträgt.

5. Magnetischer Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material eine bevorzugte Richtung der leichten Magnetisierung aufweist und daß die wechselseitig entgegengesetzte erste und zweite Polarisationsrichtung längs dieser bevorzugten Richtung verläuft.

6. Magnetischer Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material einen mittleren Leiter umgibt, der sich in der Längsrichtung der mittleren Achse des magnetischen Materials erstreckt.

7. Magnetischer Datenspeicher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bevorzugte Richtung der leichten Magnetisierung im wesentlichen schraubenförmig um die mittlere Achse des magnetischen Materials verläuft.

8. Magnetischer Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine regenerierende Magnetisierungseinrichtung, die nach der Betätigung der Abfragemagnetisierungseinrichtung auf den begrenzten Teil des magnetischen Materials ein Magnetfeld zur Wirkung bringt, welche das Magnetfeld unterstützt, das durch remanente Magnetisierung des Restes des Abschnitts in der zweiten Polarisationsrichtung erzeugt wird, und welches den begrenzten Teil in den remanenten Zustand in der zweiten Polarisationsrichtung zurückführt, denselben jedoch nicht in der zweiten Polarisationsrichtung magnetisiert, wenn das Magnetfeld entgegenwirkt, das durch remanente Magnetisierung des Restes des Abschnitts in der ersten Polarisationsrichtung erzeugt wird.

9. Magnetischer Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragemagnetisierungseinrichtung nach der Abfrage betätigbar ist, um auf den begrenzten Teil des magnetischen Materials ein Magnetfeld zur Wirkung zu bringen, welches das Magnetfeld unterstützt, das durch remanente Magnetisierung des Restes des Abschnitts in der zweiten Polarisationsrichtung erzeugt wird, und welches den begrenzten Teil in den remanenten Zustand in der zweiten Polarisationsrichtung zurückführt, denselben jedoch nicht in der zweiten Polarisationsrichtung magnetisiert, wenn das Magnetfeld entgegenwirkt, das durch remanente Magnetisierung des Restes des Abschnitts in der ersten Polarisationsrichtung erzeugt wird.

10. Magnetischer Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Koerzitivkraft zur Remanenz des magnetischen Materials genügend niedrig und der begrenzte Teil relativ zum Rest des Abschnitts genügend klein ist, damit das durch den Rest des Abschnitts erzeugte Magnetfeld, wenn dieser in der zweiten Polarisationsrichtung magnetisiert ist, den begrenzten Teil bei Beendigung der Tätigkeit der Abfragemagnetisierungseinrichtung in den remanenten Zustand in der zweiten Polarisationsrichtung zurückführt.

11. Magnetischer Datenspeicher nach Anspruch 10, in welchem der Abschnitt des magnetischen Materials eine vorherbestimmte Länge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der begrenzte Teil nur über einen Bruchteil der vorherbestimmten Länge erstreckt, der genügend klein ist, damit die Feldstärke des durch remanente Magnetisierung des Abschnitts in der zweiten Polarisationsrichtung erzeugten Magnetfelds in diesem Teil die Koerzitivkraft desselben übersteigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 007 086,
486, 1070 680;

österreichische Patentschrift Nr. 195 670;
»Frequenz«, Bd. 11, Nr. 1, 1957, S. 19 bis 27.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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