윌리엄스 튜브

Williams tube
캘리포니아 마운틴 뷰에 있는 컴퓨터 역사 박물관에 있는 IBM 701의 Williams-Kilburn 튜브
SWAC Williams 튜브 CRT의 메모리 패턴

Williams 튜브 또는 발명가 Freddie Williams와 Tom Kilburn의 이름을 딴 Williams-Kilburn 튜브는 컴퓨터 [1][2]메모리의 초기 형태입니다.이것은 최초의 랜덤 액세스 디지털 스토리지 장치이며, 몇몇 초기 [3]컴퓨터에서 성공적으로 사용되었습니다.

Williams 튜브는 CRT(음극선 튜브)에 점 그리드를 표시하여 작동합니다.CRT의 동작방식으로 인해 각 도트에 소량의 정전기가 발생합니다.각 점의 위치에 있는 전하를 디스플레이 바로 앞에 있는 얇은 금속 시트로 읽습니다.시간이 지남에 따라 디스플레이가 희미해졌기 때문에 주기적으로 새로 고쳐졌습니다.음속보다는 진공관 내부의 전자의 속도로 이전의 음향 지연 라인 메모리보다 더 빠르게 순환합니다.시스템은 근처의 전기장에 의해 악영향을 받았으며, 계속 작동하기 위해서는 일정한 정렬이 필요했습니다.Williams-Kilburn 튜브는 주로 고속 컴퓨터 설계에 사용되었습니다.

윌리엄스와 킬번은 1946년 [4]12월 11일과 1947년 [5]10월 2일에 영국 특허를 출원했고,[6] 1947년 12월 10일과 1949년 [7]5월 16일에 미국 특허를 출원했다.

작동 원리

Williams 튜브는 브라운관(CRT)에서 발생하는 2차 방출이라고 불리는 효과에 의존합니다.전자빔이 디스플레이 표면을 형성하는 인광체에 닿으면 일반적으로 전자빔이 켜집니다.빔 에너지가 지정된 임계값(인광 혼합에 따라 다름)을 초과하면 전자가 인광에서 제외됩니다.이러한 전자는 CRT 표면으로 끌어당겨져 짧은 거리까지 떨어지기 전에 짧은 거리를 이동합니다.전체적인 효과는 전자의 결핍이 있는 빔의 바로 옆에 약간의 양의 전하를 발생시키고 전자가 착지하는 점 주위에 약간의 음전하를 발생시키는 것입니다.결과적으로 발생하는 전하 [1]유정은 전자가 원래 위치로 역류하는 동안 튜브 표면에 몇 초 동안 남아 있습니다.수명은 인광체의 전기 저항과 웰의 크기에 따라 달라집니다.

전하 웰을 생성하는 프로세스는 컴퓨터 메모리의 쓰기 작업으로 사용되며, 단일 이진수 또는 비트를 저장합니다.양전하 닷은 소거되는 닷 바로 옆에 있는 제2의 닷을 그리면 소거된다(대부분의 시스템은 닷 위치에서 시작하여 짧은 대시로 이를 수행했으며, 대시의 연장은 처음에 시작점에 저장된 전하를 지웠다).이것은 두 번째 점 주변의 음의 후광이 첫 번째 점의 양의 중심을 채울 것이기 때문에 효과가 있었다.점 또는 공간의 집합(대개 디스플레이의 수평 행 하나)은 컴퓨터 단어를 나타냅니다.빔 에너지가 증가하면 점들이 더 크고 더 오래 지속되지만, 근처의 점들이 서로 지워지기 때문에 점들은 더 멀리 떨어져 있어야 했습니다.빔 에너지는 사용 가능한 수명을 가진 점을 생성할 수 있을 만큼 커야 했습니다.이로 인해 메모리 밀도에 상한값이 설정되며, 각 Williams 튜브는 일반적으로 약 256~2560비트의 데이터를 저장할 수 있습니다.전자빔은 기본적으로 관성이 없고 디스플레이 상의 어느 곳에서도 이동할 수 있기 때문에 컴퓨터는 임의의 장소에 접근할 수 있어 랜덤 액세스 메모리가 됩니다.통상, 컴퓨터는 주소를 X와 Y의 쌍으로 드라이버 회로에 로드한 후, 타임 베이스 제너레이터를 기동해, 선택한 장소를 스위프 해, 내부 레지스터를 읽거나 쓰거나 합니다(통상은 플립 플랍으로 실장치는 플립 플랍스입니다.

메모리의 판독은 기입 조작에 의한 2차적인 효과로 행해집니다.쓰기가 발생하는 짧은 시간 동안 형광체 내 전하의 재배포는 근처의 모든 도체에 전압을 유도하는 전류를 생성합니다.이것은 CRT의 디스플레이 측면 바로 앞에 얇은 금속판을 놓아 읽습니다.읽기 작업 중에 빔은 디스플레이의 선택된 비트 위치에 씁니다.이전에 쓰였던 위치에는 이미 전자가 고갈되어 있기 때문에 전류가 흐르지 않고 플레이트에 전압이 나타나지 않습니다.이것에 의해, 컴퓨터는 그 장소에 「1」이 있었다고 판단할 수 있습니다.위치가 이전에 기록되지 않은 경우 쓰기 프로세스가 유정을 만들고 플레이트에서 펄스를 읽어 "0"[1]을 나타냅니다.

메모리 로케이션을 읽어내면, 그 로케이션의 원래의 컨텐츠가 파괴되어, 원래의 데이터를 복원하기 위해서 판독 후에 개서할 필요가 있습니다.일부 시스템에서는 CRT 내부의 두 번째 전자총을 사용하여 다른 한 곳이 다음 위치를 읽고 있는 동안 한 곳에 쓸 수 있었습니다.디스플레이는 시간이 지남에 따라 희미해지기 때문에 동일한 기본 방법을 사용하여 전체 디스플레이를 주기적으로 새로 고쳐야 했습니다.데이터를 읽고 즉시 다시 쓰기 때문에 중앙처리장치(CPU)가 다른 작업을 수행 중일 때 외부 회로에 의해 이 작업을 수행할 수 있습니다.이 리프레시 동작은 최신 시스템의 DRAM 메모리 리프레시 사이클과 비슷합니다.

새로 고침 프로세스로 인해 동일한 패턴이 디스플레이에 계속 다시 나타나기 때문에 이전에 쓴 값을 지울 수 있어야 했습니다.이것은 보통 원래 위치 바로 옆에 있는 디스플레이에 쓰면서 이루어집니다.이 새로운 글쓰기에 의해 방출된 전자는 이전에 쓰여진 웰에 들어가 채워집니다.원래 시스템은 작은 대시(dash)를 작성하여 이 효과를 발생시켰으며, 마스터 타이머를 변경하지 않고 쓰기 전류를 약간 더 길게 생성하기만 하면 쉽게 달성할 수 있었습니다.그 결과 나타난 패턴은 일련의 점과 대시였다.일부 시스템은 초점이 맞지 않는 빔이나 복잡한 패턴을 사용하는 등 보다 효과적인 삭제 시스템에 대한 상당한 연구가 이루어졌습니다.

일부 Williams 튜브는 데이터를 볼 수 있는 인광 코팅이 있는 레이더형 음극선 튜브로 만들어졌고, 다른 튜브는 그러한 코팅 없이 특별히 제작되었습니다.이 코팅의 유무는 튜브의 작동에 영향을 주지 않았으며 튜브의 표면이 픽업 플레이트로 덮여 있기 때문에 작업자에게 중요하지 않았다.가시적인 출력이 필요한 경우, 인광 코팅이 되어 있지만 픽업 플레이트가 없는 저장 튜브와 병렬로 연결된 두 번째 튜브를 디스플레이 장치로 사용했습니다.

발전

영국 맨체스터 대학에서 개발된 이 프로그램은 1948년 [8]6월 21일 프로그램을 성공적으로 실행한 맨체스터 베이비 컴퓨터에 최초의 전자 저장 메모리 프로그램을 구현하는 매개체를 제공했다.사실, 윌리엄스 튜브 메모리는 아기를 위해 설계된 것이 아니라,[9][10] 아기는 메모리의 신뢰성을 입증하는 테스트베드였습니다.Tom Kilburn은 가장 높은 적정 인수 2를18 계산하는 17행 프로그램을 작성했다.대학의 전통에 따르면 이 프로그램은 킬번이 [11]쓴 유일한 프로그램이었다.

윌리엄스 튜브는 나이가 들면서 신뢰할 수 없게 되는 경향이 있었고, 대부분의 작업 설비는 손으로 "조정"해야 했다.반면, 수은 지연 라인 메모리는 비트가 연속적으로 표시되기 때문에 속도가 느리고 실제로 랜덤 액세스가 아니어서 프로그래밍이 복잡했습니다.지연 라인은 수동 튜닝도 필요했지만 데이터 레이트, 중량, 비용, 열 및 독성의 문제에도 불구하고 초기 디지털 전자 컴퓨팅에서 어느 정도 성공을 거두었습니다.윌리엄스 튜브를 사용한 맨체스터 마크 1은 페란티 마크 1로 상업화하는데 성공했다.또한 일부 초기 미국 컴퓨터는 IAS 기계(원래 Selectron 튜브 메모리용으로 설계), UNIVAC 1103, IBM 701, IBM 702Standards Western Automatic Computer(SWAC)를 포함하여 Williams 튜브를 사용했습니다.Williams 튜브는 소련의 Strla-1과 일본 TAC(도쿄 자동 컴퓨터)[12]에서도 사용되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

메모들
  1. ^ a b c Kilburn, Tom (1990), "From Cathode Ray Tube to Ferranti Mark I", Resurrection, The Computer Conservation Society, 1 (2), ISSN 0958-7403, retrieved 15 March 2012
  2. ^ Brian Napper (25 November 1998). "Williams Tube". University of Manchester. Retrieved 1 October 2016.
  3. ^ "Early computers at Manchester University", Resurrection, The Computer Conservation Society, 1 (4), Summer 1992, ISSN 0958-7403, retrieved 7 July 2010
  4. ^ GB 특허 645,691
  5. ^ GB 특허 657,591
  6. ^ 미국 특허 2,951,176
  7. ^ 미국 특허 2,777,971
  8. ^ Napper, Brian, Computer 50: The University of Manchester Celebrates the Birth of the Modern Computer, archived from the original on 4 May 2012, retrieved 26 May 2012
  9. ^ Williams, F.C.; Kilburn, T. (September 1948), "Electronic Digital Computers", Nature, 162 (4117): 487, Bibcode:1948Natur.162..487W, doi:10.1038/162487a0, S2CID 4110351. 디지털 컴퓨터의 기원에 전재.
  10. ^ Williams, F.C.; Kilburn, T.; Tootill, G.C. (February 1951), "Universal High-Speed Digital Computers: A Small-Scale Experimental Machine", Proc. IEE, 98 (61): 13–28, doi:10.1049/pi-2.1951.0004.
  11. ^ 라빙턴 1998, 11페이지
  12. ^ United States Office of Naval Research (1953). A survey of automatic digital computers. Office of Naval Research, Dept. of the Navy. p. 87.
참고 문헌

추가 정보

외부 링크