Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Компьютерлік жадының алғашқы түрі
Early form of computer memory
Уильямс түтігі немесе ойлап тапқандары Фредди Уильямс және Том Килберннің есімімен аталған Уильямс-Килберн түтігі – компьютерлік жадының алғашқы түрі. Бұл алғашқы кездейсоқ қолжетімділікпен жасалған цифрлық сақтау құрылғысы болды және бірнеше ерте компьютерлерде сәтті қолданылды. Уильямс түтігі катодты сәулелі түтікте (CRT) нүктелер желісін көрсету арқылы жұмыс істейді. CRT-нің жұмыс принципіне байланысты, бұл әр нүктенің үстінде статикалық электрдің шағын зарядын тудырады. Әрбір нүктенің орналасқан жерінен заряд дисплей алдындағы жұқа металл пластина арқылы оқылады. Көрсетілім уақыт өте келе солғын болғандықтан, ол мерзімімен жаңартылып тұратын. Ол бұрынғы акустикалық кешіктіру желісі жадысынан гөрі, электронның вакуумдық түтік ішіндегі жылдамдығымен, яғни дыбыс жылдамдығынан гөрі жылдам жұмыс істейді. Жүйеге жақын жердегі электр өрістерінің кері әсері тиді және оның жұмыс істеуі үшін жиі реттеу қажет болды. Уильямс-Килберн түтіктері негізінен жоғары жылдамдықты компьютерлік жобаларда қолданылды. Уильямс және Килберн 1946 жылдың 11 желтоқсанында және 1947 жылдың 2 қазанында британдық патенттерге, содан кейін 1947 жылдың 10 желтоқсанында және 1949 жылдың 16 мамырында АҚШ патенттік өтінімдеріне жүгінді.
The Williams tube, or the Williams–Kilburn tube named after inventors Freddie Williams and Tom Kilburn, is an early form of computer memory. It was the first random access digital storage device, and was used successfully in several early computers. The Williams tube works by displaying a grid of dots on a cathode ray tube (CRT). Due to the way CRTs work, this creates a small charge of static electricity over each dot. The charge at the location of each of the dots is read by a thin metal sheet just in front of the display. Since the display faded over time, it was periodically refreshed. It operates faster than earlier acoustic delay line memory, at the speed of the electrons inside the vacuum tube, rather than at the speed of sound. The system was adversely affected by nearby electrical fields, and required frequent adjustment to remain operational. Williams–Kilburn tubes were used primarily on high speed computer designs. Williams and Kilburn applied for British patents on 11 December 1946, and 2 October 1947, followed by United States patent applications on 10 December 1947, and 16 May 1949.
Жұмыс принципі
Уильямс түтігі катодты сәуле түтіктерінде (CRT) пайда болатын екіншілік эмиссия деп аталатын құбылысқа негізделген. Электрондық сәуле дисплей бетін құрайтын люминофорға тигенде, ол әдетте оны жарықтандырады. Егер сәуленің энергиясы белгілі бір шектен жоғары болса (люминофордың құрамына байланысты), ол сонымен қатар люминофордан электрондардың шығарылуына себеп болады. Бұл электрондар қысқа қашықтыққа ұшып, CRT бетіне тартылып, одан қысқа қашықтықта түседі. Нәтижесінде сәуле орнында электрондардың жетіспеуінен оң заряд, ал электрондардың түскен жерінде теріс заряд пайда болады. Осылайша пайда болған зарядтық шұңқыр түтікше бетінде секундық үлесінде сақталады, ал электрондар бастапқы орнына қайта оралады. Уильямс түтігі жады Baby үшін жасалған жоқ, керісінше, Baby жадтың сенімділігін көрсету үшін сынақ алаңы болды. Том Килберн 218 санына дейінгі сандардың ең үлкен жай көбейткішін анықтау үшін 17 жолдық бағдарлама жазды. Университеттегі дәстүр бойынша, бұл Килберн жазған жалғыз бағдарлама екендігі айтылады. Уильямс түтіктері уақыт өте келе сенімділігін жоғалтатын, сондықтан көптеген жұмыс істейтін орналымдарды қолмен реттеуге тура келді. Ал сынаптық кешіктіру желілік жады керісінше, баяурақ және тікелей қол жеткізуге мүмкіндік бермейтін, себебі биттер тізбектей берілетін, бұл бағдарламалауды қиындатты. Кешіктіру желілерін де қолмен баптау қажет болды, бірақ олар нашарлай бермейтін және деректер беру жылдамдығы, салмағы, құны, жылу және уыттылығы мәселелеріне қарамастан, ерте цифрлық электрондық есептеуде біршама сәттілікке жетті. Уильямс түтіктерін пайдаланған Манчестер Mark 1, Ферранти Mark 1 ретінде сәтті сатылды. АҚШ-тағы алғашқы компьютерлердің кейбіреулері де Уильямс түтіктерін қолданды, оның ішінде IAS машинасы (алғашқыда Selectron түтігі жады үшін жобаланған), UNIVAC 1103, IBM 701, IBM 702 және Standards Western Automatic Computer (SWAC). Уильямс түтіктері советтік Strela 1 және Жапонияның TAC (Токио автоматты компьютері) -нде де қолданылды.
The Williams tube depends on an effect called secondary emission that occurs on cathode ray tubes (CRTs). When the electron beam strikes the phosphor that forms the display surface, it normally causes it to illuminate. If the beam energy is above a given threshold (depending on the phosphor mix) it also causes electrons to be struck out of the phosphor. These electrons travel a short distance before being attracted back to the CRT surface and falling on it a short distance away. The overall effect is to cause a slight positive charge in the immediate region of the beam where there is a deficit of electrons, and a slight negative charge around the dot where those electrons land. The resulting charge well remains on the surface of the tube for a fraction of a second while the electrons flow back to their original locations. Rather than the Williams tube memory being designed for the Baby, the Baby was a testbed to demonstrate the reliability of the memory. Tom Kilburn wrote a 17 line program to calculate the highest proper factor of numbers as large as 218. Tradition at the university has it that this was the only program Kilburn ever wrote. Williams tubes tended to become unreliable with age, and most working installations had to be hand tuned. By contrast, mercury delay line memory was slower and not random access, as the bits were presented serially, which complicated programming. Delay lines also needed hand tuning, but did not age as badly and enjoyed some success in early digital electronic computing despite their data rate, weight, cost, thermal and toxicity problems. The Manchester Mark 1, which used Williams tubes, was successfully commercialised as the Ferranti Mark 1. Some early computers in the United States also used Williams tubes, including the IAS machine (originally designed for Selectron tube memory), the UNIVAC 1103, IBM 701, IBM 702 and the Standards Western Automatic Computer (SWAC). Williams tubes were also used in the Soviet Strela 1 and in the Japan TAC (Tokyo Automatic Computer).