Устройство для записи и считывания информации

0 П И С А Н И Е855729ИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспубликаю делам изобретений к еткрыткй) УСТРОЙСТВО цилнндрм, соответст Изобретение относится к вычислительноитехнике и может быть использовано в вычисли.тельных машинах с большим объемрм памяти,Известна устройства для записи и считыва.ния информации, содержащие носителв иматрмации, блоки записи, стирания и считыванияинформации. В качестве носителей информациив них используются магнитные ленты, диски,электролитнческие ячейки 1, 2 и 3,Однако при большом объеме памяти надежность таких устройств мала и велики габаритные размеры,Наиболее близким по технической сущностик изобретению является устройство, содержащееноситель информации, шины записи, стмранияи считывания информации, причем носительинформации выполнен в виде листа магнитногоматериала с цилиндрическими магнитными, доменами, на поверхности которого нанесены электроды записи, стирания, считывания и передвижения информации 4.20Надежность и габариты такого устройстваудовЛетворяют требования современной вычислительной техники, однако плотность записи АПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ информации ограничена размерамического магнитного домена (ЦМД)вующего единице информации,Цель изобретения - увеличение информа.ционной емкости устройства,Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для записи и считывания информации, содержащем носитель информации, шинызаписи, стирания и считывания информации,генератор импульсов, первым мнвертор, входыкоторого соединемы с выходами генератора, апервый выход с панами записи, считываниям стирания, делитель напряжения, первый входкоторого соедива со вторым выходом первого ннвертора, элемент задержки, входы которого соедниены с выходами делителя напряжения, второйиттвертор, входы которого соединены с соответствующими выходамм элемента задержки, носитель информации выполнен в виде кюветыпрямоугольного сечения из диэлектрическо,"оматериала, частично заполненной растворомамфифилмческого вещества в полярном растворителе в миселлярном состоянии с обрагтыми3 85по высоте внутренних поверхностях которойнанесены две группы ортогоцальных друг другуфиксируюцгих электродов, соединенных черезодин в ггротинофазе, в промежутках между ко.торьгми размещены стирающие, записывающиеи считывающие электроды, подкчючецныесоответственно к шинам стирания, записи исчитывания, а на противоположных по длиневнутренних торцах кюветы нанесены передвигающие электроды, первый из которых подключецы к второму входу делителя напряжения,а второй - к первому выходу первого инвертора, причем по длине кюветы фиксируюгциеэлектроды подключены к соответствующим вы.ходам второго ицвертора,На фиг. 1 показана схема устройства длязаписи и считывания информации; ца фиг, 2 -конфигурация электрического поля, создаваемогофиксирующими электродами; ца фиг. 3 - обратная циггиггдрическая миселла, образугощаясяв растворе амфифилического вещества в полярном растворителе. Устройство содержит кговету 1 из диэлектрического материала, заполненную частично раствором 2 амфифилического вещества в воде или в другом полярном растворителе, содержагцим обратные цилиндрические миселлы (ОЦМ) 3 (для того, чтобы работал весь объем раствора, кювету следует заполнять меньше, чем на 1/3 по длине), на противоположных по длигге внутренних торцах которой нанесены передвигагощие электроды 4, создающие электрическое поле, перемещающее раствор, а ца противоположных по высоте внутренних поверхностях нанесены фиксирующие электроды 5 в виде металлических полос, соециненных через одну в противофазе, создающи неоднородное электрическое поле, фиксирующее полокения ОЦМ; в промежутках между фиксирующими элект. родами помещены стирающие 6, записывающие 7 и считывающие 8 электроды, подключенные к шинам 9 стирания, записи 10 и считывания 11, на верхней поверхности кюветы вблизи ребер имеются отверстия 12 для сообщения с атмосферой. Устройство снабжено генератором 13 импульсов, который через инвертор 14 (меняющий полярность выводов генератора 13) присоединен к передвигающим электродам 4 и через делитедь 15 напряжегпгя, элемент 16 задержки и инвертор 17 к фиксирующим электродам 5 Генератор 13 дает импульсы запуска для блоков 9 стирания, записи 10 и считывания 11, которые с соответствующими задержками, создаваемыми в этих блоках, включают их, Местоположения устойчивого состояния ОЦМ в неоднородном электрическом поле, создаваемом фиксирующими электродами 5, отмечены цифрой 18 (фиг, 2). 10 15 20 25 30 З 5 4 О 45 50 55 4ОЦМ (фиг, 3) представляет собой цилиндр иэ гидрофилических частей молекул амфифилического вещества - голов, изображенных чер. ными кружками, внутри которого, в сердцевине, находится вода ипи другой полярный растворитель с растворенными в нем ионами. Гидрофобные части амфифилических молекул (гидрокарбонные хвосты), изображенные волнисты. ми линиями, находятся с наружной стороны цилиндра, Головы большинства амфифилических молекул представляют собой ионы, например отрицательные, Возникновение и стабильность ОЦМ связаны с тем, что головы стремятся к контакту с водой или с другим полярным растворителем, а хвосты избегают такого кон. такта. ОЦМ обь гцо ориентируются нормально к стеклянным пластинам, ограничивающим слой раствора.Устройство работает следующим образом.В начальный момент раствор 2 амфифипи. ческого вещества, содержащий ОЦМ 3, находит. ся в левой части кюветы 1, изображенной на фиг. 1, так что электроды 6 оказываются в первом ряду ОЦМ. Предварительной обработкой раствора (ггапример, пропусканием через конден. сатор) делают все ОЦМ в целом заряженными уже к началыгому моменту путем нейтрализации всех или части ионов сердцевины. Они остаются в целом заряженными в течение всей работы устройства. В предлагаемом устройстве ОЦМ выполняют роль подвижных электролити. ческих ячеек, Включение генератора 13 импульсов приводит к подаче напряжения ца передви. гающие электроды 4, создаваемое между этими электродами электрическое поле перемещает раствор вправо: каждый импульс перемещает все ОЦМ на один шаг, равный двойному расстоянию между соседними электродами 5, Фиксация положения ОЦМ при каждом цгаге произвоггит. ся неоднородным электрическим полем, создаваемым системой электродов 5 с некоторым запаздыванием по отношению к импульсу, подаваемому на электроды 4; запаздывание возникает в результате прохождения импульсом э элемента 16 задержки. Такая фиксация необходима, поскольку после записи все ОЦМ имеют различные но величине заряды и перемещаются с различными скоростями передвигающим полем. На электроды 5 подается лишь часть напряжения генератора, снимаемого с делителй 15 напряжения. Сразу с подачей импульса на электроды 4 включается блок 9 стирания, который путем подачи напряжения на электроды 6 нейтрализует все ионы в сердцевине ОЦМ, Блок 10 записи включается после исчезновения напряжения, связанного с предыдущим импульсом, на электродах 5, Этот блок, подавая на электроды 7 напряжение, противоположное напряжению, подаваемому блоком 9 стирания, создает5 855729 вновь определенное количество ионов в сердце. вине путем электролиза электродов: количество ионов пропорционально записываемой цифре. В устройстве осуществляется многоканальная запись Блок 11 считывания может производить считывание информации либо регистрацией по. ля заряда ОЦМ, либо регистрацией тока, проходящего через ОЦМ. После использования всех ОЦМ инвертором 14 меняется направление поля, создаваемого электродами 4 и раствор 10 перемещается обратно в исходное положение, при этом иивертором 17 фиксирующее поле сохраняется прежним.Преимуществом предлагаемого устройства , по сравнению с другими устройствами для записи и считывания информации является, прежде всего, большая плотность записи информации, Так, в наилучших по этому свойству устройствах, использующих ЦМД, достигается плотность записи информации 10 бит/см . Поскольку7диаметр ОЦМ (10 см) значительно меньше диаметра ЦМД, то в предлагаемом устройстве можно получить плотность записи информации порядка 10 бит/см . Управление носителем14 7информации с ЦМД производится с помощью 75 магнитных полей. В устройстве вместо магнитных полей используются электрические, что значительно упрощает конструкцию, Использование изобретения позволяет создавать устройст. ва памяти емкостью ло 10 бит в физических ЗпОЪобъемах меньших 1 см . Формула изобретемия Устройство для записи и считывания информа. ции, содержащее носитель информации, шины записи, стирания и считывания информации, ге. нератор импульсов, первый инвертор, входы которого соединены с выходами генератора, а первый выход с цвнами записи, считывания и 40 6стирания, делитель напряжения, первый входкоторого соединен со вторым выходом первого,инвертора, элемент задержки, входы которогосоединены с выходами делителя напряжения,второй инвертор, входы которого соединеныс соответствующими выходами элемента задержки, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с цельюувеличения, информационной емкости устройства, носитель информации выполнен в видекюветы прямоугольного сечения из диэлект.рического материала, частично заполненнойраствором амфйфилического вещества в полярном растворителе, в мнселлярном состоянии собратными цилиндрическими миселлами на про.тивоположиых по высоте внутренних поверхностях которой нанесены две группы ортогональных друг другу фиксирующих электродов,соединенных через один в противофазе, в про.межутках между которыми размещены стирающие, записывающие, записывающие и считы.вающие электроды, подключенные соответственно к шинам стирания, записи и считывания, ана противоположных по длине внутренних тор.цах кюветы нанесены передвигающие электродыпервый из которых подключен к второмувходуделителя напряжения, а второй - к первому выходу первого инвертора, причем крайние по длинекюветы фиксирующие электроды подключенык соответствующим выходам второго инвертораИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Ефимов И, Е, и др. Микроэлектроника.М "Высшая школа", 1978.2. Смоленский Г. А. и Леманов В, В, Ферри.ты и их техническое применение. Л., "Наука",1975,3. Авторское свидетельство СССР Йф 281635,кл. 6 11 С 11/00, 1969,4, Патент США Иф 3460116 кл. 340-174,опублик. 1969 (прототип).,.:аО, О- : О О- -О+е- О+ О+- ,О+, О+- О+Риаз Составитель В, КостинТехРед М. Кощтура Редактор М. Погориляк Корректор М. Шароши Заказ 6922/72 Тираж 645ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4