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de/rechnertechnik/speichermedien.php
r1058 r1086 10 10 <p> 11 11 Wir beschreiben hier ein paar Speichertypen, die in den Rechnern des technikum29 verwendet werden. Es handelt sich um Arbeits- bzw. Festwertspeicher, die aufgrund ihrer Größe sehr anschaulich sind. Allgemein ist zu bemerken, dass das Problem des Speicherns von Daten und Programmen in der Frühzeit der Computer sehr viel größer war als der Bau leistungsfähiger diskreter Prozessoren. Hier war viel Phantasie gefragt; so kam es zu sehr originellen Lösungen.<br> 12 Heute wie vor 50 Jahren waren (sind) folgende charakteristische Größen wichtig:12 Heute wie vor 60 Jahren waren (sind) folgende charakteristische Größen wichtig: 13 13 </p> 14 14 … … 30 30 <p>Physikalisch hat man folgende Prinzipien verwendet: Elektrostatische Ladung (Speicherröhren), Ausbreitung von Schallwellen (Laufzeitleitungen), Ferromagnetismus (Kernspeicher, Magnetdrahtspeicher, Trommel-/ Plattenspeicher), Holographie (optische Speicher). Die größte Bedeutung und die weiteste Verbreitung hatten die ferromagnetischen Speicher.</p> 31 31 32 <h3 id="laufzeitspeicher">Laufzeitspeicher des BULL GAMMA 3 Röhrenrechners</h3> 33 <div class="box center manuelle-bildbreite" style="width: 650px"> 34 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/gamma3-speicher.jpg" alt="Fotografie eines Laufzeitspeichers" width="650" height="440" /> 35 <p class="bildtext"><b>Verzögerungsspeicher</b></p></div> 32 <h3 id="bull">Laufzeitspeicher des BULL GAMMA 3 Röhrenrechners</h3><br> 33 34 <p>Unfassbar groß, unfassbar wenig Speicherplatz und unfassbar schwer (8,3kg) ist dieser sehr historische Arbeitsspeicher aus unserem Röhrenrechner <a href="/de/rechnertechnik/gamma3.php">BULL GAMMA 3</a> (Bj. 1952-1959). Das ist schon eine Großaufnahme wert.</p> 35 36 <div class="box center"> 37 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/bull-gamma3-laufzeitspeicher.jpg" alt="Bull Laufzeitspeicher" width="720" height="559" /> 38 <p class="bildtext"><i>Bild 1: Verzögerungs- bzw. Laufzeitspeicher</i></p></div> 39 40 In Bild 2 ist die Rückseite des Speichers zu sehen. Die Weinflasche dient zum Größenvergleich. Die eigentlichen Laufzeitglieder bestehen aus 120 Stück LC-Kombinationen, die in Tiefpassschaltung eine geringe Verzögerung beim Durchlaufen bewirken. Es handelt sich hier um einen sogenannten "Rechenspeicher M1". 41 42 <div class="box left"> 43 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/bull-gamma3-speicher.jpg" alt="Bull Laufzeitspeicher" width="478" height="380" /> 44 <p class="bildtext"><i>Bild 2 (links): Verzögerungsspeicher aufgeklappt</i></p></div> 36 45 37 <div class="box left clear-after nomargin-bottom"> 38 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/speicherausschnitt.jpg" alt="Details des Laufzeitspeicherfotos" style="margin-left: 6px;" width="225" height="405" /> 39 <p class="bildtext"><b>Ausschnitt. Die LC-Glieder sind deutlich zu erkennen</b></p> 40 41 <p>Ein wirklich historischer Speicher, der vor der Zeit der Kernspeicher zum Einsatz kam. Er wurde auch mit "Verzögerungsspeicher" oder "Verzögerungslinie" bezeichnet. Es handelt sich hier um einen sogenannten "Rechenspeicher (M1)". <br><br> 42 Im Prinzip besteht er aus einer Kette von 120 LC-Gliedern, die jeweils als Tiefpass geschaltet sind. In diesen bewegen sich Impulse langsamer als in normalen Leitern. Durch die starke Dämpfung der Impulse nach dem Durchlaufen von je 12 Tiefpässen ist eine Regeneration notwendig. Dazu dienen 10 Röhrenverstärker. Am Ende der Kette werden die Informationen nochmals verstärkt und wieder am Beginn der Kette eingelesen. Sie laufen permanent durch die Verzögerungsleitung und sind damit gespeichert.<br> 43 Das hier abgebildete Speichermodul kann gerade mal eine 12-stellige Dezimalzahl speichern. Binär entspricht dies einer Speicherkapazität von 6 Byte!! In dieser frühen Phase der "Elektronischen Rechengeräte" war Speicherplatz extrem teuer und sehr voluminös. 44 </p> 45 </div><!-- Ende der Laufzeitspeicher-Box, Speicherausschnitt-Detailfoto --> 46 <div class="box center"> 47 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/speicherausschnitt.jpg" alt="Details des Laufzeitspeicherfotos" width="225" height="233" /> 48 <p class="bildtext"><i>Bild 3: Ausschnitt</i></p></div> 49 50 <p>Nach dem Durchlaufen von je 12 Tiefpässen ist sind die Signale stark geschwächt, so dass eine Regeneration notwendig ist. Dazu dienen 10 Röhrenverstärker. Am Ende der Laufzeitkette werden die Informationen nochmals verstärkt und wieder am Beginn der Kette eingelesen. Sie laufen permanent durch die Verzögerungsleitung und sind damit gespeichert.</p> 51 52 <div class="box left"> 53 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/laufzeitkette.jpg" alt="LC-Kette" width="478" height="119" /> 54 <p class="bildtext"><i>Bild 4:<br>Laufzeitkette, hier nur drei der 120 LC-Pässe</i></p></div> 55 56 <p>Das abgebildete Speichermodul kann gerade mal <b>eine</b> 12-stellige Dezimalzahl speichern. Binär entspricht dies einer Speicherkapazität von ca. 6 Byte!! Sie lesen richtig: 6 Byte, nicht KB oder gar MB! In dieser frühen Phase der "Elektronischen Rechengeräte" war Speicherplatz extrem teuer und sehr voluminös. Bei der Programmierung musste man darauf extreme Rücksicht nehmen. 57 Ein wirklich seltener Speicher, der vor der Zeit von Kernspeichern zum Einsatz kam. Er wurde auch mit "Verzögerungsspeicher" oder "Verzögerungslinie" bezeichnet. Im BULL-Gamma-3 Rechner sind 7 Stück dieser Laufzeitspeicher eingebaut. Das entspricht 58 kg Elektronik für 42 Byte Arbeitsspeicher.</p> 58 59 <!-- Ende der Laufzeitspeicher-Box, Speicherausschnitt-Detailfoto --> 46 60 47 61 … … 51 65 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/laufzeitspeicher.jpg" alt="Fotografie eines Laufzeitspeichers" width="421" height="393" /> 52 66 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/laufzeitspeicher-details.jpg" alt="Details des Laufzeitspeicherfotos" style="margin-left: 3px;" width="421" height="393" /> 53 <p class="bildtext">< b>1 KB Laufzeitspeicher</b></p></div>67 <p class="bildtext"><i>1 KB Laufzeitspeicher</i></p></div> 54 68 55 69 <p>Wenn sich (Ultra-)Schall ausbreitet, benötigt er Zeit zum Durchlaufen des Mediums. In dieser Zeit ist der Schall "gespeichert". … … 66 80 <p>Die Daten laufen damit permanent "im Kreis" und können, wenn sie den Draht verlassen, gelesen und verändert werden. Je länger der Draht ist, desto größer ist die Speicherkapazität.</p> 67 81 <p>Es handelt sich um einen flüchtigen Speicher mit relativ langer Zugriffszeit. Wird der Rechner abgeschaltet, sind alle Daten weg.</p> 68 <p>Im Prinzip ist ein solcher Speicher ein analoges "Schieberegister". So wurde von der deutschen Firma DIEHL (Rechnersysteme) der Ultraschallspeicher der Rechner "Combitron" bzw. "Combitronic" im Nachfolgemodell "Algotronic" durch eine Kette von Schieberegistern ersetzt. Die Umlaufzeit wird jetzt durch die Taktfrequenz und nicht durch die physikalische Laufzeit de s Drahtesbestimmt. Siehe <a class="go" href="/de/geraete/diehl-combitronic.php">"Diehl-Combitronic"</a></p>82 <p>Im Prinzip ist ein solcher Speicher ein analoges "Schieberegister". So wurde von der deutschen Firma DIEHL (Rechnersysteme) der Ultraschallspeicher der Rechner "Combitron" bzw. "Combitronic" im Nachfolgemodell "Algotronic" durch eine Kette von Schieberegistern ersetzt. Die Umlaufzeit wird jetzt durch die Taktfrequenz und nicht durch die physikalische Laufzeit der Schallwellen im Draht bestimmt. Siehe <a class="go" href="/de/geraete/diehl-combitronic.php">"Diehl-Combitronic"</a></p> 69 83 70 84 … … 76 90 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/demo-kernspeicher.jpg" width="428" height="322" /> </a> 77 91 78 <p class="bildtext">< b>Kernspeicher-Demonstrationsmodell, Transfluxor</b><br>(Zum Vergrößern Bild anklicken!)</p>92 <p class="bildtext"><i>Kernspeicher-Demonstrationsmodell, Transfluxor</i><br>(Zum Vergrößern Bild anklicken!)</p> 79 93 80 94 <p>Dieser gigantisch große Kernspeicher stammt aus der Hochsschule und diente Ende der 50er bis Anfang der 60er Jahre als funktionsfähiges Modell des Ferritkernspeichers. Im Hintergrund ist eine edle Flasche Rotwein zum Größenvergleich abgebildet. <br> … … 85 99 <div class="box center manuelle-bildbreite" style="width: 694px;"> 86 100 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/triumph-kernspeicher.jpg" alt="Kernspeicher von Triumph" width="694" height="520" /> 87 <p class="bildtext">< b>Triumph Kernspeicher</b></p>101 <p class="bildtext"><i>Triumph Kernspeicher</i></p> 88 102 <p>Ein besonders anschaulicher Kernspeicher wurde von der Firma "Triumph" ca. 1961 hergestellt. Die gesamte Karte (ca. 16cm x 20 cm) speichert genau 144 Bit (= 144 Kerne). Das sind gerade 12 Wörter mit einer Länge von je 12 Bit. Also ca. 26 cm² Fläche für jedes Wort !!!<br>Unten ist ein Ausschnitt dieses Speichers abgebildet.</p> 89 103 … … 104 118 <div class="box center auto-bildbreite"> 105 119 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/kernspeicher.big.jpg" alt="Abbildung eines Kernspeichers im Vergleich zu einem Streichholz" width="629" height="443" class="weisser-rahmen" /> 106 <p class="bildtext">< b>Speicherebene mit 16.000 Bit Kapazität</b></p></div>120 <p class="bildtext"><i>Speicherebene mit 16.000 Bit Kapazität</i></p></div> 107 121 <!--class="bildtext-bildbreite" style="width: 629px">--> 108 122 <p>Die Kapazität der Kernspeicher wurde immer größer bei drastisch abnehmenden Volumen. Das Bild zeigt eine Ebene eines Speichers (Bj. ca. 1975-1978). Die Fläche entspricht der des 144-Bit-Speichers. Die Kerne sind mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennen. In dieser Ebene befinden sich über 16000 Kerne. Nur in einer Vergrößerung sind sie sichtbar. Der Speicherblock beinhaltet 16 Ebenen (= Wortlänge) mit insgesamt ca. 256000 Kernen, er kann also 32 kB speichern. Dazu wurde ein Volumen von ca. 2,5 dm³ benötigt, das entspricht 2,5 Milchtüten! Damit sind die Grenzen und auch das Ende dieser Speicherära aufgezeigt. … … 115 129 <div class="box center auto-bildbreite"> 116 130 <a name="backlink-gefaedeltes-rom" href="/de/geraete/gefaedeltes-rom.php"><img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/nixdorf-rom-gesamt.jpg" alt="Gefädeltes ROM von Nixdorf" width="694" height="470" /></a> 117 <p class="bildtext">< b>Nixdorf gefädeltes ROM</b></p></div>131 <p class="bildtext"><i>Nixdorf gefädeltes ROM</i></p></div> 118 132 <p>Wenn man Mitte der 60er Jahre Programme, z.B. ein Betriebssystem, hardwaremäßig speichern wollte, stand man schon vor großen Problemen. Ausgehend von der Funktion des Kernspeichers ersann man sich ein ROM, in welchem das unveränderbare Programm abgelegt wurde. Dieses gefädelte ROM (Festwertspeicher) ist aus einer NIXDORF-WANDERER Logatronic Anlage (Bj. ca. 1966, der Vorgänger der Nixdorf 820 Anlage mit Stäbchenspeicher, s.u.). Es kann 2048 Wörter mit je 18 Bit generieren. <br> 119 133 Wie man sieht, waren die Ingenieure und Techniker der Firma WANDERER perfektionistische Ästheten: Alle Transistoren in Reih´ und Glied, sowie Symmetrie zeichnen den Aufbau aus. Einen Detailausschnitt und genauere Erklärungen erhalten Sie durch Anklicken des Bildes.<br/> … … 127 141 <div class="box center auto-bildbreite"> 128 142 <a name="backlink-staebchenspeicher" href="/de/geraete/staebchenspeicher.php"><img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/gefaedeltes-rom.jpg" alt="Stäbchenspeicher von Nixdorf" width="750" height="525" /></a> 129 <p class="bildtext">< b>Nixdorf Stäbchenspeicher</b></p></div>143 <p class="bildtext"><i>Nixdorf Stäbchenspeicher</i></p></div> 130 144 <p>NIXDORF wollte besonders flexibel sein und gestaltete ein ROM, welches man auch problemlos selbst fädeln konnte (und natürlich noch immer kann). 131 145 <br/>In diesen ROM´s wurde das ganze Betriebssystem des NIXDORF 820 - Rechners gespeichert (man brauchte 3 Stück dieser Module, Typ 177). Der Kunde konnte sich auch Programme selbst in leeren Programmträgern herstellen. Pro Modul (siehe Bild, hier geöffnet) waren das bis zu 4096 Wörter mit einer Länge von je 18 Bit. Das Gewicht des Moduls beträgt stolze 2,4 kg! Ein ordentliches Programm hatte auch ein ordentliches Gewicht!<br/> … … 139 153 <div class="box left clear-after"> 140 154 <a href="/de/geraete/magnetdrahtspeicher.php"><img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/magnetdrahtspeicher.jpg" alt="Beschriftetes Photo: Aufbau des Magnetdrahtspeichers" width="340" height="303" /></a> 141 <p class="bildtext">< b>Univac Magnetdrahtspeicher</b></p>155 <p class="bildtext"><i>Univac Magnetdrahtspeicher</i></p> 142 156 143 157 <p>Dieser Speicher sollte den Kernspeicher ablösen. Mit Ankündigung der UNIVAC Serie 9000 (ca. 1965/66) stellte UNIVAC "eine technische Neuerung ersten Ranges" vor: Den Magnetdrahtspeicher, so der Text in der UNIVAC-Zeitschrift "Die Lochkarte" von 1967.</p><p> … … 151 165 <div class="box left clear-after"> 152 166 <img src="/shared/photos/rechnertechnik/speichermedien/lochband-combitron.jpg" alt="Lochband der Combitron" width="424" height="322" /> 153 <p class="bildtext">< b>Metall-Lochband</b></p>167 <p class="bildtext"><i>Metall-Lochband</i></p> 154 168 <p>Wie in der Rubrik <a href="/de/rechnertechnik/programmierbare.php">programmierbare Tischrechner der 2. Generation</a> beschrieben, benutzte die DIEHL Combitron einen Laufzeitspeicher. Der ist jedoch flüchtig. Das "Betriebssystem" war auf einem 2 spaltigen Lochband abgespeichert, wobei die linke Lochreihe nur die Taktspur ist. Nach dem Einschalten wurde das Lochband mit der Geschwindigkeit per Fotozelle abgefühlt, welche die Information seriell optimal dicht in den ersten Teil des Laufzeitspeichers schrieb. Wie man erkennt, ist die Informationsdichte auf dem Lochband extrem gering. Aber das war ja auch die Steinzeit der programmierbaren Rechner. 155 169 </p></div>
Note: See TracChangeset
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