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Abb. 1.53
Magnetisierungskurve eines Magnetkerns
Abb. 1.52
Kernspeicher einer IBM 1620
mation wird durch die Magnetisierung der Kerne gespeichert.
In der
Abb. 1.53
ist die Magnetisierungskurve eines Magnet-
kerns dargestellt.
Dabei ist
H
die magnetische Feldstärke, die durch das ma-
gnetische Feld stromdurchlossener Drähte erzeugt wird.
B
ist der sich daraus ergebende magnetische Fluss. Dieser ist
charakteristisch für die Magnetisierung des Kerns. Der Verlauf
der Kurve beschreibt eine typische Hysterese, die bei Materi-
alien für Speicher besonders ausgeprägt ist. Die mit „
0
“ bzw.
„
1
“ gekennzeichneten Punkte geben Stellen auf der Kennlinie
an, die den Speicherzuständen „0“ bzw. „1“ entsprechen.
Durch ein von außen an den Kern angelegtes Magnetfeld
kann man die Magnetisierung von einem zum anderen Zu-
stand wechseln. Entscheidend ist dabei, dass sich die wirksame
Feldstärke durch die Magnetisierung des Kernes und die der
stromdurchlossenen Drähte additiv ergibt. Das äußere Mag-
netfeld wird durch mehrere Drähte erzeugt, sodass eine Um-
magnetisierung des Kerns nur erfolgt, wenn die Summe aus
dem Feld des Kerns und dem der Drähte ausreichend groß ist.
Damit wird durch ein geeignetes Ansteuern der in
Abb. 1.54
gezeigten Drähte eine Adressierung eines einzel-
nen Kernes in einer Matrix möglich. Soll z. B. der in der
Abbildung gelb gezeichnete Kern auf „1“ gesetzt werden,
so müssen der Spaltentreiber 3 und der Zeilentreiber 2 ei-
nen positiven Strom liefern, alle anderen Zeilentreiber einen
negativen und die Spaltentreiber einen positiven Strom. In
diesem Fall sind die Summe der Ströme und das Magnetfeld
nur am gelben Kern positiv, an allen anderen Kernen ist es
gleich Null, da sich die Magnetfelder gegenseitig auslöschen.
Die eigentliche Ummagnetisierung wird dann durch einen
Impuls vom Z-Treiber auf der roten Schreibleitung ausgelöst.
Das Auslesen des Speichers erfolgt über die blaue Lese-
leitung. In ihr wird beim Ummagnetisieren eines Kernes eine
Spannung induziert. Das eigentliche Lesen besteht aus zwei
Schritten: Im Ersten wird eine „1“ in den jeweiligen Kern
geschrieben. War der Kern im Zustand „0“, wird er umma-
gnetisiert und ein Impuls in der Leseleitung induziert. War
er bereits im Zustand „1“, so wird kein Impuls induziert. Da
nun aber der Kern auf jeden Fall im Zustand „1“ steht, muss
im zweiten Schritt der vorherige Zustand wieder hergestellt
werden, also die „0“ zurückgeschrieben werden.
Von der Firma Nixdorf wurde eine Kernspeichervariante,
der sog.
Stäbchenspeicher
, als ROM (ROM = Read-only-
Memory) auf den Markt gebracht, welches der Benutzer
problemlos selbst fädeln konnte. Auf drei dieser Module
vom
Typ 177
konnte das ganze Betriebssystem des
NIX-
DORF 820
-Rechners gespeichert werden. Ein Modul hatte
eine Speicherkapazität von bis zu 4096 Wörtern mit einer
Länge von je 18 Bit. Das Gewicht des Moduls betrug stolze
2,4 kg (siehe
Abb. 1.55a
)
.
Der Stäbchenspeicher bestand aus 8 × 18 = 144 Ferritker-
nen (Stäbchen) mit je einer Sekundärwicklung (200 Windun-
gen), die fest mit dem Rahmen verbunden waren. Als Pri-
märwicklung dienten bis zu 256 Fädeldrähte pro Einschub
(2 Einschübe waren möglich). Der Fädeldraht benötigte
nur knapp eine Windung, um eine Eins zu erzeugen (siehe
Abb. 1.55b
). Der Einschub, hier neben den Stäbchen abge-
bildet, wurde so positioniert, dass die Fädelungen den Stab
umschlangen. Diese Klein-Transformatoren waren matrix-
förmig zu 8 Zeilen × 18 Spalten angeordnet. Damit konnten
8 × 256 × 2 = 4096 Wörter (je 18 Bit) generiert werden.
In der Abbildung ist einer von 256 Fädeldrähten einge-
zeichnet. Wurden nun nacheinander 8 Taktimpulse durch
diesen Draht gejagt, so konnten 8 mal 18-Bit Wörter seriell
ausgelesen werden. Es waren 18 Leseverstärker vorhanden,
die bewirkten, dass jedes Wort parallel zur Verfügung stand.
Durch Induktion wurden in den Sekundärwicklungen Einsen
erzeugt, wenn eine Umschlingung vorhanden war. Die unteren
beiden Wörter haben somit den Wert 111000000000001001
bzw. 000111100000011100.
