Файл: Дроздов Е.А. Многопрограммные цифровые вычислительные машины.pdf

тельно головок достигает здесь 100 м/сек и более и применение контактного способа привело бы к быстрому стиранию носителя информации и головок.

Способы записи информации на магнитный носитель можно разделить на две основные группы: запись с промежутками и запись без промежутков.

Запись с промежутками. Для этого способа характерно то, что соседние магнитные диполи, представляющие двоичные цифры, от­ делены друг от друга участком носителя информации. Рассмотрим

(рис. 7.2,6, в). Сигнал е, поступает на усилитель, в котором один из каскадов содержит дифференцирующую цепочку с небольшой постоянной времени. С выхода усилителя сигнал вг (рис. 7.2, г) подается на ограничитель, отсекающий незаштрихованную часть кривой е%— так что на последующие схемы подаются только импульсы, соответствующие коду 1.

Недостатки этого способа записи следующие: сравнительно не­ большая плотность записи, при считывании одна из двоичных цифр (в нашем примере 0) изображается так же, как и отсутствие циф­ ры, что снижает надежность распознавания кодов 1 и 0.

Запись с промежутками по трем уровням (рис. 7.3) может про­ изводиться только на предварительно размагниченном носителе информации. Запись осуществляется разнополярными импульсами тока /з (рис. 7.3, а), в результате чего соответствующие участки

-231

носителя намагничиваются до насыщения в том или ином направле­ нии. Магнитный поток на этих участках достигает значении +Ф) или —Ф[ (рис. 7.3,6). Размагниченные участки указывают на от­ сутствие в этих местах информации. Характерной особенностью магнитной записи с промежутками по трем уровням является то, что сигналы считывания, представляющие коды 1 и 0, отличаются полярностью (рис. 7.3, в, г). Это существенно облегчает распозна­ вание считанной информации.

Ж 4 Р

U-hi

Запись без промежутков. При этом способе изменение направ­ ления тока в обмотке записывающей головки производится только при переходе от записи единицы к записи нулей. Следовательно, переход носителя от одного магнитного состояния к другому осу­ ществляется реже, чем при записи с промежутками.

На рис. 7.4,о изображен код числа 010011 в виде импульсов еи подаваемых последовательно (начиная с младшего разряда) на вход некоторого триггера, выходы которого связаны с полуобмотками записывающей магнитной головки. Первый поло­ жительный импульс переводит триггер в положение 1, при кото­ ром через одну полуобмотку головки протекает ток /3 (рис. 7.4,6),

в положение 0, вследствие чего ток /л будет протекать по другой полуобмогке головки, и направление намагничивания изменится на

232

обратное. В моменты изменения потока Ф в обмотке головки при считывании наводится э. д. с. <?2, причем положительный импульс изображает начало последовательности цифр 1, а отрицатель­ ный— начало цифр 0. Импульсы е2 управляют другим триггером, сигналы е3 на выходе которого показаны на рис. 7.4, д. Эти сиг­ налы подаются на схему совпадения, на второй вход которой по­ ступают синхронизирующие импульсы ес.„ (рис. 7.4, е). В резуль­ тате на выходе схемы совпадения образуется последовательный код числа 010011.

Преимущества описанного способа состоят в том, что здесь достигается большая плотность записи и имеется возможность использовать записывающие головки для быстрого и надежного стирания ненужной информации (при записи с промежутками не­ обходимы специальные стирающие головки). Эти преимущества достигаются за счет усложнения схем записи и считывания. Кроме рассмотренного применяются и.другие варианты записи без про­ межутков.

§ 7.2 Запоминающие устройства на магнитных лентах

Запоминающие устройства на магнитных лентах относятся к числу наиболее распространенных устройств внешней памяти ЦВМ. Магнитная лента представляет собой эластичную основу из не­ магнитного материала (ацетилцеллюлозы, поливинилхлорида, три­ ацетата), па которую нанесен слой магнитного покрытия толщи­ ной 10—20 мкм, являющегося собственно носителем информации. Ширина ленты может быть от нескольких миллиметров до не­ скольких десятков сантиметров. Чаще используются ленты стан­ дартной ширины 12,7 мм, так как при большей ширине возникают перекосы ленты при ее протягивании, усложняется блок магнит­ ных головок и регулировка лентопротяжного механизма. Стан­ дартная длина магнитных лент в рулоне составляет 125, 250, 500 и 1000 м. К механическим параметрам пластмассовых лент предъ­ являются следующие требования: прочность на разрыв 10— 14 кг/мм2, допустимая величина упругого растяжения не более 1%, пластическое удлинение не более 0,15%.

Порядок размещения информации на ленте зависит от ее ши­ рины. На узких лентах числа записываются в последовательном коде, на широких — в параллельном. Применяется и параллельно­ последовательный принцип размещения информации.

Одним из наиболее серьезных вопросов, возникающих при раз­ работке ЗУ на лентах, является конструирование лентопротяжного механизма. Этот механизм должен обеспечить быстрый разгон ленты и быстрый ее останов (в ЦВМ в основном применяются стартстопные механизмы), а также постоянную скорость переме­ щения ленты при записи (считывании) информации. Важна точ^ ная регулировка механизма, которая обеспечивала бы движение ленты без смещений, изгибов и перекосов.

233

Структуру электронной части ЗУ на магнитных лентах рассмо­ трим на примере ВЗУ одной из отечественных машин, где приме­ няются магнитные ленты шириной 6,35 м м с двумя дорожками (рис. 7.5, а ) — дорожкой синхронизирующих импульсов СИ и ко­ довой дорожкой для записи чисел, команд, номеров зон ленты. Кроме головок Г! и Гг, служащих для записи и считывания соот­ ветственно кодовых п синхронизирующих импульсов, имеется го­ ловка Гст для стирания информации. Используется контактная

+100В R o-tm-i

Рис. 7.5. Запоминающее устройство на магнитных лентах:

а — размещение информации на ленте; 0 — схема управления записью и счи­ тыванием

запись с промежутками по двум уровням с предварительным намагничиванием носителя информации. Плотность записи состав­ ляет 8 бит на 1 м м .

Обмен информацией между ВЗУ и ОЗУ осуществляется груп­ пами чисел через АУ. Группа чисел, подлежащих записи или счи­ тыванию, размещается в одной зоне ленты. Номер зоны записы­ вается по кодовой дорожке в начале записи группы чисел. Между соседними зонами имеются свободные от информации участки, не­ обходимые для разгона или останова ленты.

Управление считыванием информации с магнитной ленты про­ изводится следующим образом (рис. 7.5,6). На регистр Рг1 по­

234

дается код номера зоны, указанный в адресной части команды обращения к ВЗУ. Статические выходы триггеров регистра свя­ заны со схемой сравнения. При движении магнитной ленты считы­ ваемые головкой Г) импульсы последовательно поступают на вход сдвигающего регистра Рг2 и продвигаются в нем синхронизирую­ щими импульсами. Первое число, считываемое головкой Гь являет­ ся номером зоны, для записи которого на ленте отводится шесть разрядов. С помощью схемы сравнения осуществляется сравнение кодов, записанных в регистрах Рг1 и Рг2. Если коды не совпадают, то считывание головкой Ti следующих за номером зоны чисел блокируется. В случае совпадения заданного номера зоны в ре­ гистре Рг1 и считанного номера зоны в регистре Рг2 схема срав­ нения выдает управляющий импульс УИЬ который, как и им­ пульс УИ2, обеспечивает перекоммутацию цепей управления на посылку считываемых чисел заданной зоны в АУ и затем в ОЗУ. Сигнал УИ2 появляется на выходе схемы совпадения И при по­ ступлении на ее входы импульсов со схемы сравнения и со счет­ чика Сч1. Счетчик Сч1 вырабатывает на выходе импульс с

мера зон).

Импульсы СИ используются также для контроля количества чисел, переписываемых с ленты в ОЗУ. С этой целью с момента выработки УИ] сигналы СИ начинают поступать на счетчик Сч2, который сбрасывается в нулевое положение и вырабатывает при этом импульс на выходе с приходом каждого 40-го синхронизи­ рующего импульса. Следовательно, количество импульсов на вы­ ходе Сч2 соответствует количеству считанных чисел. Подсчет их производится счетчиком СчЗ. На регистр РгЗ записывается код, обозначающий количество чисел, которые необходимо считать. При совпадении кодов чисел в РгЗ и СчЗ схема сравнения вырабаты­ вает сигнал УИ3, с появлением которого считывание чисел с лен­ ты прекращается.

Управление процессом записи чисел в определенную зону маг­ нитной ленты осуществляется аналогично.

Время, затрачиваемое на выборку (запись) необходимой ин­ формации из ЗУ на магнитных лентах, слагается из трех состав­ ляющих: времени пуска лентопротяжного механизма, времени ожидания требуемой зоны и времени для считывания (записи) группы чисел. Первые две составляющие можно не принимать во внимание, если в машине есть предварительный поиск зоны лен­ ты с нужной информацией: поиск зоны производится одновременно с выполнением машиной других операций. Время, затрачиваемое непосредственно на запись или считывание чисел, определяется скоростью движения ленты, плотностью записи и характером раз­ мещения информации. В современных ЗУ на магнитных лентах скорость записи (считывания) равна нескольким десятакм тысяч бит в секунду, достигая в наиболее совершенных устройствах 200— 300 тысяч бит в секунду.

235