Z Wikipedii

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

Pamięć rtęciowa komputera UNIVAC-I z 1951 r.

[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 znacznie mniejsza od szybkości rozchodzenia się fal elektromagnetycznych i impulsów elektrycznych, 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 °C (angielska wikipedia podaje, że celowo utrzymywano je w tej temperaturze, aby możliwie zbliżyć impedancje akustyczne rtęci i przetwornika piezoelektrycznego, co minimalizuje osłabienie sygnału) . 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 oparami rtęci, zwłaszcza zważywszy na 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 i niedokończonej EMAL z 1953 r.

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

[edytuj] Przykładowe dane (pamięć komputera EMAL)

• częstotliwość: 750 kHz
• pojemność: 512 słów 39 bitowych
• pojemność jednej rury: 624 bity
• liczba rur: 32

[edytuj] Linki zewnętrzne

• inne rodzaje pamięci we wczesnych maszynach liczących