Запоминающая электронно-лучевая трубка
Запоминающая электронно-лучевая трубка (также известная как трубка Уильямса, трубка Вильямса или трубка Уильямса — Килберна) — запоминающее устройство на основе электронно-лучевой трубки. Запоминающие трубки использовались в качестве памяти на некоторых ранних компьютерах.
Принцип работы
При попадании электронного луча на точку p на люминофорном экране ЭЛТ, происходит вторичная эмиссия и участок люминофора в точке p обретает положительный заряд. Если луч отключается сразу, то благодаря электрическому сопротивлению люминофорного слоя, точка положительного заряда некоторое время (долю секунды) держится на экране. Однако если луч не отключается, а отклоняется в сторону от p, рисуя «тире» на экране трубки, то электроны, испущенные в процессе вторичной эмиссии под лучом, поглощаются люминофором в точке p, и точка p обретает нейтральный заряд. Таким образом, выделив на экране некое количество точек p1…pN, можно записать N битов информации (точка без заряда означает 1, точка с положительным зарядом — 0).
Для считывания информации, к внешней стороне экрана прикрепляется пластина с электродами. На точку p снова направляется электронный луч. Происходит вторичная эмиссия электронов и точка обретает положительный заряд независимо от того, какой заряд она имела до этого. Электрод на внешней стороне экрана позволяет измерить величину изменения заряда точки, то есть определить её изначальный заряд, и следовательно, значение данного бита. Процесс считывания уничтожает информацию, которая хранится в точке, следовательно после считывания каждого бита необходимо повторно записать значение бита на люминофор.
Люминофор быстро теряет заряд, поэтому необходимо регулярно считывать и перезаписывать записанную информацию (аналогично процессу регенерации в современной памяти DRAM).
История развития и применения
В 1946 году британский инженер-радарщик Фредерик Уильямс (англ.) изобрёл запоминающее устройство на основе электронно-лучевой трубки, и в декабре подал заявку на патент. Изобретение Уильямса имело ёмкость всего в один бит. В 1947—1948 гг. Уильямсу и Томасу Килберну (англ.) в Университете Манчестера удалось значительно усовершенствовать изначальную конструкцию и создать трубку с ёмкостью 2048 битов. А летом 1948 года появился первый компьютер с памятью на трубках их конструкции — Манчестерская МЭМ.
Трубки Уильямса применялись в качестве оперативной памяти на ряде компьютеров 1940-х и первой половины 1950-х годов, в том числе на британских Манчестерском Марк I (1949) и Ferranti Mark 1 (1951); американских IBM 701 (1952) и 702 (1953). В СССР в качестве памяти электронно-лучевые трубки применялись в машине М-1 (1951) и первых вариантах ЭВМ «Стрела» (1953). После изобретения ферритовой памяти, запоминающие электронно-лучевые трубки вышли из употребления.
