İçeriğe atla

Manyetik çekirdek bellek

Manyetik Çekirdek Bellek (Magnetic Core Memory[1]) iyi derecede Ferromanyetik maddelerin ortamdaki manyetik alan kuvvet çizgilerinin yönelimine uygun olarak mıknatıslanmaları ve bu mıknatıslanmalarını koruyabilmelerinden yararlanarak elektronik hafızalamada kullanılan ilk yazılabilir-okunabilir RAM belleklerdir.1950'li yıllarda geliştirilmişlerdir.

Elektronik tasarımı ve çalışma prensibi

Veri girme ve veriyi okuma

Ferromanyetik maddeler ortamdaki manyetik alanın yönelimini kaydeder ve manyetik alan kaybolsa da saklar. Kısacası ortamın manyetik alanına göre mıknatıslanır ve bu mıknatıslanmayı sürdürür. Manyetik çekirdek bellek denen elektromekanizma, ferromanyetik çekirdek denen ferromanyetik maddeden yapılmış makaralardan oluşmuştur. Her bir makara x, y koordinatlarında belli bir konuma sırasıyla yerleştirilmiştir. İstenilen koordinata akım gönderilince istenilen şekilde makaralar mıknatıslanmış olur. Binlerce makara bulunduğu x, y koordinatına uygun olarak mıknatıslık taşıyorsa 1, mıknatıslık taşımıyorsa 0 olarak manyetik sensörlerce algılanırlar. Her bir ferromanyetik makarayı tek tek algılayan manyetik maddeden yapılmış sensörler okuyucuya o koordinatta örneğin (123,345) koordinatında 1 veya 0 olduğu bilgisini verir.Veri böylece girilir ve sonra okunur.Programlama ve yazılım da bu prensibe göre yapılır.

Ferromanyetik makaralar (çekirdek)

ŞEKİL 1 Ferromanyetik makara (çekirdek)

Şekil 1'e bakınız. Burada bir ferromanyetik özellikli maddeden yapılmış metal makara görmektesiniz. x telinden aşağı yönlü akım geçsin, aynı anda y telinden sağ yönünde akım verelim. İkisinin net akımı sağ aşağı yönelimlidir, yani S telinin doğrultusundadır. Sağ el kuralına göre sağ-aşağı yönlü elektirk akan tel, makara üzerinde saat yönünde dairesel manyetik alan kuvvet çizgileri yaratır. Şimdi S telinden sol yukarı yönlü gidecek akım verelim. Sağ el kuralına göre sol-yukarı akan akım taşıyan tel, makara üzerinde saat yönünün tersinde manyetik alan kuvvet çizgileri yaratır.Ferromanyetik makaramız, bu manyetik alanı kaydeder yani ORTAMDAKİ MANYETİK ALANA UYGUN OLARAK MIKNATISLANIR.Yani, x ve y telinden akım verirsek, makara saat yönünde manyetik alan kuvvet çizgileri olacak şekilde mıknatıslanır.z telinden akım verirsek saat yönünün tersi yönünde manyetik alan kuvvet çizgileri oluşacağından x, y tellerinden geçen akımın etkisiyle oluşan saat yönündeki manyetik alanı inhibe eder.Böylece makaradaki manyetik alan nötürlenir, makaranın mıknatıslığı kaybolur.

Elektronik Çalışma Prensibi

Çalışma prensibi Ampere kanununa göre akım geçen telde oluşan manyetik alanın sağ el kuralına göre oluşması ve bu manyetik alanın kuvvet çizgilerinin yöneliminin elektrik akımının yönüne bağlı olarak saat yönü veya tersinde olmasından ötürü, Ferromanyetik makaraların buna göre mıknatıslanmalarına dayanır.

ŞEKİL 2 Manyetik Çekirdek Belleğin Anatomisi...Alet çok sayıda ferromanyetik özellikte makaranın birleşiminden oluşur. Her bir makaranın manyetiklik özelliği varsa 1 olarak manyetik sensörlerce algılanır.Böylece her bir makara 1 veya 0 sinyali vermiş olur.

Şekil 2'ye bakınız.Her bir ferromanyetik çekirdek denen metal makaraların içinden geçen çapraz giden kırmızı tel(manyetik alanı yani metal makaraların mıknatıslığını inhibe edici) sağ-yukarı yönlü akım taşırken, x ve y doğrultusunda uzanan teller sırayla sol-aşağı yönlü akım taşırsa;,akım taşıyan telin oluşturduğu manyetik alanın yönelimine uygun olarak(sağ el kuralı) oluşan dairesel manyetik alan yönelimi, ferromanyetik çekirdek üzerinde kendisinin eşdeğeri dairesel yönelimli manyetik alan oluşturur.Yani, Ferromanyetik çekirdeğin özelliği o an ortamda bulunan manyetik alanın aynısını üzerine kopyalaması ve saklamasıdır.Ferromanyetik Çekirdek denen Metal Makaraların içinden geçen tellerdeki akım kesilse bile Ferromanyetik madde, son akım yönüne uygun olarak saat yönünde veya saat yönünün ters yönünde manyetik alan oluşturacaktır.

ŞEKİL 3 Manyetik Çekirdek Bellek Devresi, 1 veya 0 sinyalini kaydetmek üzere x ve y koordinatlarında uygun yere dizilmiş binlerce onbinlerce makaranın birleşiminden oluşur. İstenen koordinata x ve y sine aynı anda akım gönderilerek makara mıknatıslanır ve 1 sinyali verilir. z teli ise x ve y den gelen akıma ters yönlü akım göndererek ters yönelimli manyetik alan oluşturarak makaranın mıknatıs özelliğini yok eder ve 0 sinyali verir...

Şekil 3'e bakınız.Her Bir Ferromanyetik Çekirdek denen metal makaraların içinden x ve y doğrultusunda Aktive edici yani Ferromanyetik çekirdeği mıknatıslanmasını sağlayan yönde akım oluşturan telller ve de çapraz(z doğrultusu) giden İnhibe edici yani önceden Aktive edilmiş Ferromanyetik çekirdeğin üzerinde oluşmuş saat yönündeki manyetik alan kuvvet çizgilerini yok edecek saat yönünün tersi manyetik alan kuvvet çizgilerini oluşturan ters yönde akımı içeren tel olmak üzere 3 tel geçer. Her bir makaranın konumuna uygun olarak x, y tellerinden akım gönderilirse sağ el kuralına göre oluşan manyetik alan aynen Ferromanyetik makara tarafından kaydedilir, makara artık mıknatıs özelliği gösterir.Bu Aktive edici sinyal 1'dir. Eğer z telinden ters yönlü akım gelseydi sağ el kuralına göre ters yönlü manyetik alan oluşacaktı, sonuçta Ferromanyetik madde bunu da kaydedeceğinden biri saat yönünde diğeri saat yönünün tersi manyetik alan çizgileri birbirlerini nötürleyecekti, makaranın mıknatıslığı yok olacaktır.Bu nedenle z telinden gelen ve İnhibe edici sinyal 0'dır. Binlerce makara bulunduğu x, y koordinatına uygun olarak mıknatıslık taşıyorsa 1, mıknatıslık taşımıyorsa 0 olarak manyetik sensörlerce algılanırlar..Her bir ferromanyetik makarayı tek tek algılayan manyetik maddeden yapılmış sensörler okuyucuya o koordinatta örneğin(123,345) koordinatında 1 veya 0 olduğu bilgisini verir.

Teknolojide Kullanımı

İlk defa 1950'lerde yazılabilir okunabilir RAM bellekler bu mantıkla çalışıyordu. Bu dahice ferroelektromanyetik mekanizma günümüzdeki RAM'lerin çalışma prensibinin temelini oluşturmaktadır.Bu Manyetik Çekirdek Bellek devreleri ilk defa 1949 yılında Harvard Üniversitesi'nde asistanlık yapmakta olan An Wang isimli Şangaylı fizikçi tarafından icad edilmiştir.

1950'lerde yapılan ilk RAM. 10.8×10.8 cm boyutlarında ve sadece 4 kb'lık hafızası vardı. Hücreler ve Manyetik Çekirdek Bellek mekanizması gözüküyor.Alet, binlerce ferromanyetik makaranın birleşiminden oluşur.

1980'lerin ortalarına kadar RAM'lerin temel çalışma mekanizması Manyetik Çekirdek Bellek mekanizmasıydı.Daha sonra mikroçiplerin üretimiyle kullanımdan düşmüştür.Mikroçipler de mekanizmasal olarak manyetik çekirdek bellek mekanizmasının mikro boyutlara indirilmiş halidir.Kısacası farklı formlarda olsa da kullanımı sürmektedir.

An Wang'ın tasarladığı ilk elektronik veri girme-saklama-okuma işlemi yapabilen makine.Makinenin içindeki Manyetik Çekirdek Bellek gözüküyor.1951'de yapılmıştır.RAM içerdiğinden, İlk modern bilgisayar da denebilir.

Kaynakça

  1. ^ "Arşivlenmiş kopya". 29 Haziran 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Temmuz 2014. 

Magnetic core memory(Aynı başlığın İngilizce formu)

http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic-core_memory 29 Haziran 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektromanyetik radyasyon</span>

Elektromanyetik radyasyon, elektromanyetik ışınım, elektromanyetik dalga ya da elektromıknatıssal ışın bir vakum veya maddede kendi kendine yayılan dalgalar formunu alan bir olgudur. Elektromanyetik dalgalar, yüklü bir parçacığın ivmeli hareketi sonucu oluşan, birbirine dik elektrik ve manyetik alan bileşeni bulunan ve bu iki alanın oluşturduğu düzleme dik doğrultuda yayılan, yayılmaları için ortam gerekmeyen, boşlukta c ile yayılan enine dalgalardır. Elektromanyetik dalgalar, frekansına göre değişik tiplerde sınıflandırılmıştır. Bu tipler sırasıyla :

<span class="mw-page-title-main">Manyetik alan</span> elektrik yüklerinin bağıl hareketteki manyetik etkisini tanımlayan vektör alanı

Mıknatıssal veya manyetik alan, bir mıknatısın mıknatıssal özelliklerini gösterebildiği alandır. Mıknatısın çevresinde oluşan çizgilere de, mıknatısın o bölgede oluşturduğu manyetik alan çizgileri denir. Manyetik alan çizgilerinin yönü kuzeyden (N) güneye (S) doğrudur. Manyetik alan hareket eden elektrik yükleri tarafından, zamanla değişen elektrik alanlardan veya temel parçacıklar tarafından içsel olarak üretilir. Manyetik alan vektörel bir büyüklüktür. Yani herhangi bir noktada yönü ve şiddeti ile tanımlanır. Manyetik alan B harfiyle temsil edilir. SI birimi Sırp bilim insanı Nikola Tesla'nın soyadı Tesladır. Manyetik alan Lorentz kuvveti kullanılarak ölçüldüğü için birimi coulumb-metre/saniye başına Newtondur. Saniye başına coulomba bir amper dendiği için T=N(Am)-1 olarak da geçer. Tesla günlük olaylar için çok büyük bir birim olduğundan pratikte, gauss (G) kullanılmaktadır. 1 T=104 G

<span class="mw-page-title-main">Elektromanyetizma</span> elektrikle yüklü parçacıklar arasındaki etkileşime neden olan fiziksel kuvvet

Elektromanyetizma, elektrikle yüklü parçacıklar arasındaki etkileşime neden olan fiziksel kuvvet'tir. Bu etkileşimin gerçekleştiği alanlar, elektromanyetik alan olarak tanımlanır. Doğadaki dört temel kuvvetten biri, elektromanyetizmadır. Diğer üçü; güçlü etkileşim, zayıf etkileşim ve kütleçekim kuvvetidir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik motoru</span> Elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren aygıt.

Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıttır. Her elektrik motoru biri sabit (stator) ve diğeri kendi çevresinde dönen iki ana parçadan oluşur. Bu ana parçalar, sargılar gibi elektrik akımını ileten parçalar, manyetik akıyı ileten parçalar ve vidalar ve yataklar gibi konstrüksiyon parçaları olmak üzere tekrar kısımlara ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Mıknatıs</span> manyetik alan üreten nesne veya malzeme

Mıknatıs ya da demirkapan, manyetik alan üreten nesne veya malzemedir. Demir, nikel, kobalt gibi bazı metalleri çeker, bakır ve alüminyum gibi bazı metallere ve metal olmayan malzemelere etki etmez.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik akımı</span> elektrik yükü akışı

Elektrik akımı, elektriksel akım veya cereyan, en kısa tanımıyla elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu yük genellikle elektrik devrelerindeki kabloların içerisinde hareket eden elektronlar tarafından taşınmaktadır. Ayrıca, elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından ya da plazma içindeki hem iyonlar hem de elektronlar tarafından taşınabilmektedir.

Koordinat sistemi, geometride herhangi bir düzlemdeki (çokkatlıdaki) bir nokta veya başka bir geometrik elemanın konumunu tam olarak belirlemek için bir veya daha çok sayı ya da koordinat kullanılan bir sistemdir. Koordinatlar basit matematikteki reel sayılardan oluşur. Fakat soyut cebir gibi bazı alanlarda karmaşık sayılar veya elemanlardan oluşabilir. Koordinat sisteminin kullanılması, geometrik problemlerin sayısal problemlere ve tersine dönüştürülmesini sağlar. Bu analitik geometrinin temelidir.

<span class="mw-page-title-main">Manyetizma</span> class of physical phenomena

Manyetizma, manyetik alan tarafından oluşturulan fiziksel bir olgudur. Elektrik akımı ya da temel bir parçacık herhangi bir manyetik alan yaratabilir. Bu manyetik alan aynı zamanda diğer akımları ve manyetik momentleri de etkiler. Manyetik alan her maddeyi belli bir ölçüde etkiler. Kalıcı mıknatıslar üzerindeki etkisi en çok bilinen bir durumdur. Kalıcı mıknatıslar ferromanyetizmadan dolayı kalıcı manyetik momente sahiptir. Ferromanyetizma kelimesinde yer alan “ferro” ön eki demir elementinin isminden türetilmiştir. Çünkü kalıcı mıknatıs ilk olarak “manyetit – Fe3O4” adı verilen demir elementinin doğal bir formu olarak gözlemlenmiştir. Çoğu madde kalıcı momente sahip değildir. Bazıları manyetik alan tarafından çekilirken (paramanyetizm); bazıları manyetik alan tarafından itilir (diyamanyetizm). Bazıları ise herhangi bir manyetik alana maruz kaldığında daha karmaşık durumlara sevk olur. Manyetik alan tarafından ihmal edilecek ölçüde etkilenen maddeler ise manyetik olmayan maddeler olarak bilinir. Bunlar bakır, alüminyum, gazlar ve plastiktir. Ayrıca, saf oksijen sıvı hale kadar soğutulduğunda manyetik özellikler gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Elektromıknatıs</span>

Elektromıknatıs, elektrik akımı kullanılarak demirden elde edilen mıknatıstır. Elektromıknatısın her iki ucu da manyetik maddeleri çeker. Elektromıknatısın kutupları sağ el kuralına göre bulunabilir. Bu kural, tel bobine alttan sarılıyorsa sağ elimizi bobini alttan kavrayarak tutarız. Sağ elimizin başparmağı elektromıknatısın 'N' kutbunu gösterir. Pil, ters çevrilirse elektromıknatısın her iki ucu da aynı şekilde çekme özelliği gösterir ama kutupları yer değiştirir. Ancak elektromıknatıslarda her zaman pil söz konusu değildir. Büyük elektromıknatıslarda gelişmiş akü, motor vb. güç kaynakları kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Lenz yasası</span>

İletken tel sarımlı bir bobin (solenoid) alıp içine bir mıknatıs sokup çıkarırsak bir manyetik alan oluşur. Bu durumda, solenoid, mıknatısın oluşturduğu manyetik alanı yok etmek üzere karşı tepki göstererek ters yönde bir manyetik alan meydana getirir. Sonuç olarak solenoid, mıknatısın müdahalesinin oluşturduğu manyetik alana karşılık manyetik alan üretecek bir elektrik akımı üretir. Bu, endüksiyon bobininin yaptığı akıma endüklenmiş akım denir. Bu akımın, kendisini oluşturan manyetik alana zıt yönde bir alan oluşturacak şekilde akacağını Heinrich Lenz bulduğundan LENZ kanunu olarak anılır.

Lorentz kuvveti, fizikte, özellikle elektromanyetizmada, elektromanyetik alanların noktasal yük üzerinde oluşturduğu elektrik ve manyetik kuvvetlerin bileşkesidir. Eğer q yük içeren bir parçacık bir elektriksel E ve B manyetik alanın var olduğu bir ortamda v hızında ilerliyor ise bir kuvvet hissedecektir. Oluşturulan herhangi bir kuvvet için, bir de reaktif kuvvet vardır. Manyetik alan için reaktif kuvvet anlamlı olmayabilir, fakat her durumda dikkate alınmalıdır.

Fizikte bakışım, fizik sistemi betimleyen temel değişmezlik'lerle ilgilidir. Fiziksel sistem matematik modeller kullanılarak betimlenir ve modellerden en başarılı olanı kuram statüsüne ulaşır. Fizikte ve diğer bilimlerde modelin başarısı modelin öngörü üretebilme kapasitesiyle ve bu öngörülerin deneylerle doğrulanmasıyla ölçülür. Çoğu zaman fizik modelin değişik matematik dönüşüm'ler altında nasıl davrandığı incelenir. Eğer bir matematik dönüşüm sonucunda modelin betimlediği fizik sistem değişmiyorsa o dönüşümle ilgili bir bakışım (symmetry) olduğu söylenir. Modellerin doğrulukları deneylerden önce bu şekilde test edilir. Eğer fizik modeli daha karmaşık sistemleri betimliyorsa ya da kuantum fiziğinde olduğu gibi doğrudan gözlem yapamıyacağımız nicelikleri açıklayabilmek için geliştirilmiş ise bu karmaşık modelin içinde matematiksel olarak var olan bakışımların ortaya çıkması zaman alır ve kuramsal fizikçiler önce bu bakışımları ortaya çıkarmaya çalışırlar. Karmaşık modelin daha önce fark edilmeyen bir bakışımı bulunduğunda yeni bir korunum kanunu öngörülüyor demektir. Bazen yeni bakışımlar yeni parçacıkların varlığına işaret eder. Grup kuramı bakışımları sistematik ve matematiksel olarak inceler.

<span class="mw-page-title-main">Solenoid</span>

Solenoid, sıkıştırılmış sarmal eğri şeklindeki sarılı bir bobindir. Bu terim Fransız fizikçi André-Marie Ampère tarafından sarmal bir bobin tasarlamak üzere bulunmuştur.

Elektromanyetik indüksiyon, değişen bir alana maruz kalmış bir iletkenin üzerindeki potansiyel fark (voltaj) üretimidir.

Ferromanyetik rezonans veya FMR, ferromıknatıs malzemeleri incelemek için kullanılan bir spektroskopi yöntemidir. Spin dalgaları ve spin dinamikleri inceleyen için standart bir araçtır. FMR, elektron paramanyetik rezonansa (EPR) çok benzediği gibi, ayrıca nükleer manyetik rezonansa (NMR) da biraz benzer. Tek farkı FMR, dipolar bağlı fakat eşsiz olan elektronların manyetik momentteki mıknatıslanma sonucunu incelerken; NMR ise, atomik veya moleküler orbitallerin etrafında, sıfır olmayan nükleer spin çekirdeği gibi dolaşan atomik çekirdeğin manyetik momentini inceler.

<span class="mw-page-title-main">Eddy akımı</span>

Eddy akımı Faraday’ın indüksiyon kanunundan dolayı, manyetik alan değiştiğinde iletkenlerin içerisinde oluşan çembersel elektrik akımıdır. Eddy akımı kapalı bir döngünün içerisinde, manyetik alana dik düzlemlerde akar. Sabit bir iletkenin içerisinde; AC elektromıknatıs veya trafo kullanılarak oluşturulmuş, zamana bağlı değişen bir manyetik alan ile veya sabit bir mıknatısa göre hareketli bir iletken ile oluşturulabilirler. Belirli bir çerçeve içerisinde oluşan akımın büyüklüğü; manyetik alanın büyüklüğü, çerçevenin alanı, çerçevenin içerisinde oluşmuş manyetik akının anlık değişim miktarı ile doğru, üzerinde aktığı maddenin iç direnciyle ters orantılıdır.

<span class="mw-page-title-main">Manyetik histeresis</span>

Demir gibi ferromanyetik bir madde, harici bir manyetik alan içerisine girdiğinde o maddeyi oluşturan atomlar, kutupları aynı yöne bakacak şekilde dizilirler. Bu da maddenin mıknatıs özelliği göstermesini sebep olur. Manyetik alan ortadan kaldırılsa dahi atomların bir kısmının hizası bozulmaz ve madde mıknatıslık özelliği sergilemeye devam eder. Bu mıknatıslanma, bazı element ve alaşımlar için kalıcı olabilir; bazılarında ise manyetik alan etkisinden çıktıktan sonra zaman içerisinde mıknatıslık etkisi kaybolur. Manyetik alan etkisi altında kalıcı olarak mıknatıslanan maddeler, Curie sıcaklığına kadar ısıtılarak ya da ilk duruma ters yönde bir manyetik alan oluşturularak eski haline döndürülebilirler. Harddiskler gibi manyetik kayıt ortamları, bu prensibe göre çalışmaktadır.

Elektromanyetizmada geçirgenlik, bir maddenin kendi içinde manyetik alan oluşabilmesini destekleyen bir ölçüdür. Bu yüzden, bir malzemenin mıknatıslanma derecesi, uygulanan manyetik alana olan cevabıdır. Manyetik geçirgenlik tipik olarak Yunan harfi µ ile gösterilir. Bu terim 1885 yılında Oliver Heaviside tarafından icat edildi. Manyetik geçirgenliğin tersi manyetik dirençtir.

Manyetostratigrafi, tortul ve volkanik dizilerin tarihlenebilmesi için kullanılan bir jeofizik korelasyon tekniğidir. Yöntem, bölüm boyunca ölçülen aralıklara yönelik örnekler toplayarak çalışır. Numuneler onların karakteristik mıknatıslanmarı (ChRM), bir tabakasının oluşumundan Dünya'nın manyetik alanının kutuplarını belirlemek için, analiz edilir. Bunun mümkün olmasının sebebi, Volkanik akımları thermomanent manyetizasyon kazanmaktadır ve sedimanlar oluşumu sırasında kalıcı çökelme mıknatıslanmasına uğrar ve her ikisi de Dünya'nın alanının yönünü yansıtan mıknatıslanmalardır.

<span class="mw-page-title-main">Makara</span>

Makaralar, cisimleri hareket ettirmekte kuvvet kazancı sağlayan, kuvvetin yönünü değiştiren basit makinelerdir. İlk arkeolojik makara resimleri MÖ 8. yüzyıl Asur kabartmasında bulunmuştur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.