Войти
4096-битная трубка Selectron 
256-битная трубка Selectron Ранний и устаревший тип компьютерной памяти Selectron был ранней формой цифровой компьютерной памяти, разработанной Яном А. Райчманом и его группой в Radio Corporation of America (RCA) под руководством Зворыкина Владимира Константиновича. Это была вакуумная трубка, в которой цифровые данные хранятся в виде электростатических зарядов с использованием технологии, аналогичной запоминающему устройству трубка Вильямса. Команде так и не удалось создать коммерчески жизнеспособную форму Selectron, пока память на магнитных сердечниках не стала почти универсальной.
Разработка Selectron началась в 1946 году по указанию Джона фон Неймана из Института перспективных исследований, который разрабатывал машину IAS и искал новую форму высокоскоростной памяти.
Первоначальная проектная концепция RCA имела емкость 4096 бит при запланированном производстве 200 к концу 1946 года. Они обнаружили, что устройство было гораздо сложнее построить, чем ожидалось, и они все еще не были доступны для середина 1948 года. По мере того, как разработка затягивалась, машина IAS была вынуждена переключиться на трубки Williams для хранения, и основной заказчик Selectron исчез. RCA потеряла интерес к конструкции и поручила своим инженерам улучшить телевизоры.
Контракт с ВВС США привел к повторной проверке устройства в 256-битной форме. Rand Corporation воспользовалась преимуществом этого проекта, чтобы переключить свою собственную машину IAS, JOHNNIAC, на эту новую версию Selectron, используя 80 из них для предоставления 512 40-битных слов основного объем памяти. Они подписали контракт на разработку с RCA для производства достаточного количества трубок для своей машины по прогнозируемой стоимости в 500 долларов за трубку (5313 долларов в 2019 году).
Примерно в это же время IBM выразила интерес к Selectron также, но это не привело к дополнительному производству. В результате RCA направила своих инженеров на разработку цветного телевидения и передала Selectron в руки «тещи двух достойных сотрудников (председателя совета директоров и президента)».
И Selectron, и лампа Williams были вытеснены на рынке компактной и экономичной памятью на магнитном сердечнике в начале 1950-х годов. Разработчики JOHNNIAC решили перейти на ядро еще до того, как была завершена первая версия на базе Selectron.
Примером была трубка Вильямса. из общего класса электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), известных как накопительные трубки.
. Основная функция обычного ЭЛТ заключается в отображении изображения путем освещения люминофора с использованием пучок электронов стрелял в него из электронной пушки на задней части трубки. Целевая точка луча направляется вокруг передней части трубки с помощью отклоняющих магнитов или электростатических пластин.
Пробирки для хранения были основаны на ЭЛТ, иногда без изменений. Они полагались на два обычно нежелательных принципа люминофора, используемого в лампах. Во-первых, когда электроны из электронной пушки ЭЛТ ударяли по люминофору, чтобы зажечь его, некоторые из электронов «прилипали» к трубке и вызывали накопление локализованного статического электрического заряда. Во-вторых, люминофор, как и многие другие материалы, также высвобождает новые электроны при попадании на них пучка электронов. Этот процесс, известный как вторичная эмиссия.
Вторичная эмиссия, имел полезную особенность, заключающуюся в том, что скорость высвобождения электронов была значительно ниже линейный. Когда было приложено напряжение, превышающее определенный порог, скорость излучения резко возрастала. Это привело к быстрому распаду освещенного пятна, что также привело к высвобождению застрявших электронов. Визуальные системы использовали этот процесс для стирания изображения на дисплее, в результате чего любой сохраненный узор быстро исчезал. Для использования в компьютере именно быстрое высвобождение застрявшего заряда позволило использовать его для хранения.
В лампе Вильямса электронная пушка на задней панели обычного ЭЛТ используется для нанесения серии небольших рисунков, представляющих 1 или 0, на люминофор в сетке, представляющей ячейки памяти. Чтобы прочитать дисплей, луч снова просканировал трубку, на этот раз установив напряжение, очень близкое к пороговому значению вторичной эмиссии. Шаблоны были выбраны так, чтобы смещение трубки было очень небольшим положительным или отрицательным. Когда накопленное статическое электричество добавлялось к напряжению луча, полное напряжение либо превышало порог вторичной эмиссии, либо не превышало. Если точка пересекала порог, по мере распада точки высвобождалась волна электронов. Этот импульс считывался емкостным способом на металлической пластине, размещенной прямо перед дисплеем трубки.
Существовали четыре основных класса трубок для хранения; «тип поверхностного перераспределения», представленный трубкой Вильямса, система «барьерной решетки», которая была безуспешно коммерциализирована RCA как тип «потенциала прилипания», которая не использовалась в коммерческих целях, и концепция «удерживающей балки», в которой Конкретным примером является Selectron.
В самой базовой реализации в трубке удерживающего луча используются три электронных пушки; один для письма, один для чтения и третий «удерживающий пистолет», который поддерживает узор. Принцип действия очень похож на лампу Вильямса. Основным отличием был удерживающий пистолет, который стрелял непрерывно и не в фокусе, поэтому он покрыл всю область хранения люминофора. Это приводило к тому, что люминофор постоянно заряжался до выбранного напряжения, несколько ниже порога вторичной эмиссии.
Запись осуществлялась путем поджигания пишущего пистолета при низком напряжении аналогично лампе Вильямса, добавляя дальнейшее напряжение на люминофор. Таким образом, схема сохранения представляла собой небольшую разницу между двумя напряжениями, хранящимися на лампе, обычно всего на несколько десятков вольт. Для сравнения, лампа Вильямса использовала гораздо более высокие напряжения, создавая образец, который можно было сохранить только в течение короткого периода, прежде чем он ухудшился до уровня ниже читаемости.
Чтение было выполнено сканированием считывающего пистолета по всей области хранения. Этот пистолет был настроен на напряжение, которое превышало порог вторичной эмиссии для всего дисплея. Если бы сканируемая область удерживала потенциал удерживающего пистолета, определенное количество электронов было бы высвобождено, если бы он удерживал потенциал пишущего пистолета, это число было бы выше. Электроны считывались на сетке тонких проводов, помещенных за дисплеем, что делало систему полностью автономной. В отличие от этого, считывающая пластина трубки Вильямса находилась перед трубкой и требовала постоянной механической регулировки для правильной работы. Сетка также имела то преимущество, что разбивала дисплей на отдельные участки, не требуя при этом жесткой фокусировки системы Вильямса.
Общая работа была такой же, как и в системе Уильямса, но концепция удержания имела два основных преимущества. Во-первых, он работал при гораздо более низких перепадах напряжения и, таким образом, мог безопасно хранить данные в течение более длительного периода времени. Во-вторых, одни и те же драйверы отклоняющих магнитов можно было отправить в несколько электронных пушек для создания одного большего устройства без увеличения сложности электроники.
Selectron дополнительно изменил базовую концепцию удерживающего пистолета за счет использования отдельных металлических проушин, которые использовались для более предсказуемого и длительного хранения дополнительного заряда.
В отличие от ЭЛТ, где электронная пушка представляет собой единый точечный источник, состоящий из нити накала и однозарядного ускорителя, в Selectron «пушка» представляет собой пластину, а ускоритель представляет собой сетку проводов (таким образом, заимствуя некоторую конструкцию записки из трубки барьерной сетки). Цепи переключения позволяют подавать напряжение на провода для их включения или выключения. Когда ружье стреляет через проушины, оно немного расфокусировано. Некоторые электроны попадают в ушко и накапливают на нем заряд.
Первоначальный 4096-битный Selectron представлял собой вакуумную трубку длиной 10 дюймов (250 мм) на 3 дюйма (76 мм), сконфигурированную как 1024 на 4 бита. У него был косвенно нагретый катод катод, проходящий по центру, окруженный двумя отдельными наборами проводов - одним радиальным, одним осевым - образующих цилиндрическую решетку, и, наконец, покрытие из диэлектрического накопительного материала внутри четырех сегментов металлического цилиндра, называемого сигнальными пластинами. Биты хранились в виде дискретных областей заряда на гладких поверхностях сигнальных пластин.
Два набора ортогональных проволок сетки обычно были слегка «смещены» положительно, так что электроны от катода ускорялись через сетку, чтобы достичь диэлектрика. Непрерывный поток электронов позволял постоянно восстанавливать накопленный заряд за счет вторичной эмиссии электронов. Чтобы выбрать бит для чтения или записи, все, кроме двух соседних проводов на каждой из двух сеток, были смещены отрицательно, что позволяло току течь к диэлектрику только в одном месте.
В этом отношении Selectron работает в противоположном смысле трубки Вильямса. В трубке Вильямса луч непрерывно сканирует в цикле чтения / записи, который также используется для восстановления данных. В отличие от этого, Selectron почти всегда регенерирует всю трубку, только периодически прерывая ее для выполнения фактических операций чтения и записи. Это не только ускорило работу из-за отсутствия необходимых пауз, но и означало, что данные были намного более надежными, поскольку они постоянно обновлялись.
Селектрон в поперечном сечении Запись осуществлялась путем выбора бита, как указано выше, и последующей передачи импульса потенциала, положительного или отрицательного, на сигнальную пластину. Если выбран бит, электроны будут притягиваться (с положительным потенциалом) или выталкиваться (с отрицательным потенциалом) диэлектрика. Когда смещение на сетке было уменьшено, электроны были захвачены диэлектриком в виде пятна статического электричества.
Для чтения с устройства было выбрано расположение бита и с катода был отправлен импульс. Если бы диэлектрик для этого бита содержал заряд, электроны отталкивались бы от диэлектрика и считывались бы как короткий импульс тока на сигнальной пластине. Отсутствие такого импульса означало, что диэлектрик не должен удерживать заряд.
Меньшее по емкости 256-битное (128 на 2 бита) "производственное" устройство было в аналогичном конверте для электронных ламп. Он был построен с двумя массивами хранения дискретных «проушин» на прямоугольной пластине, разделенных рядом из восьми катодов. Количество контактов было уменьшено с 44 для 4096-битного устройства до 31 контакта и двух коаксиальных выходных разъемов сигнала. Эта версия включала видимый зеленый люминофор в каждое ушко, так что статус бит также можно было считывать на глаз.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с трубками Selectron. |
