Pamięć rtęciowa

Z Wikipedii

Pamięć rtęciowa to rodzaj pamięci operacyjnej, wczesna odmiana pamięci na akustycznych liniach opóźniających.

Pamięć rtęciowa komputera UNIVAC-I z 1951 r.

Spis treści

1 Zasada działania
2 Konstrukcja
3 Eksploatacja
4 Przykładowe dane (pamięć komputera EMAL)
5 Linki zewnętrzne

[edytuj] Zasada działania

Działanie pamięci rtęciowej opiera się na fakcie, że prędkość rozchodzenia się każdej fali akustycznej (także ultradźwięków) przez rtęć, wynosząca ok. 1407 m/s jest ponad 200 tysięcy razy mniejsza od prędkości rozchodzenia się fali elektromagnetycznej (zatem i przepływu prądu elektrycznego), która wynosi 300 000 km/s, co znakomicie nadawało się do budowy linii opóźniających. Z informatycznego punktu widzenia był to rejestr przesuwający, inaczej kolejka (FIFO) z krążącą ze stałą prędkością informacją.

[edytuj] Konstrukcja

Rury pamięci rtęciowej komputera EDSAC z 1949 r.

Pamięć tego typu skonstruowana była jako zbiór stalowych rur wypełnionych rtęcią. Po jednej stronie każdej z rur znajdował się przetwornik elektroakustyczny – generator ultradźwięków, a po drugiej – drugi przetwornik, odbiornik. Impulsy elektryczne zmieniane były w głowicy nadawczej w ultradźwięki, które po drugiej stronie rury przetwarzane były z powrotem na impulsy elektryczne, które ponownie uruchamiały nadajnik ultradźwięków. Uzyskane w ten sposób opóźnienie umożliwiało zapamiętanie tylu sekwencji bitów, ile rur było zastosowanych. Innymi słowy każdy pojedynczy bit pamięci przechowywany był w pojedynczej rurze z rtęcią w postaci pojedynczego zaburzenia cieczy (rtęci) falą akustyczną. W jednej rurze "mieściło się" więcej niż jedno zaburzenie, w trakcie przemieszczania się fali głowica nadawcza generowała kolejne impulsy, tak że pamięć ta osiągała pojemność do 1024 bitów przypadających na jedną rurę.

[edytuj] Eksploatacja

Zastosowanie rtęci - płynnej, mało wygodnej w użyciu i ciężkiej - podyktowane było faktem, że impedancja akustyczna na styku rtęci z piezoelektrycznymi głowicami - przetwornikami elektroakustycznymi jest bardzo mała, co minimalizuje straty energii. Mimo to i tak w czasie pracy pamięci te - w wyniku wspomnianych strat - nagrzewały się do ponad 40 stopni Celsjusza. Pamięci były tanie i łatwe w produkcji ale kłopotliwe w eksploatacji, wymagały stałej temperatury i były wrażliwe na wstrząsy. Ciągły odczyt i zapis powodował ponadto powstawanie błędów, a uszkodzenia mechaniczne (nieszczelności) - groziły zatruciem trującymi parami rtęci, zwłaszcza zważywszy nagrzewanie się urządzenia. Wydzielanie ciepła dodatkowo utrudniało pracę współpracujących z rurami lampowych układów elektronicznych, których lampy wydzielały również ogromne ilości ciepła.

Pamięci tego rodzaju stosowane były we wczesnych konstrukcjach maszyn liczących w latach pięćdziesiątych XX w., np. w maszynie UNIVAC-I z 1951, w polskiej maszynie XYZ z 1958.

Jej rozwinięciem jest pamięć na drutach niklowych stosowana np. w komputerach ZAM-2. W dalszym rozwoju komputerów zostały zastąpione pamięciami ferrytowymi, aż wreszcie – półprzewodnikowymi.