कंप्यूटर मेमोरी की भोर में

लेख में भारी तस्वीरें हैं, इसलिए मैंने इसे स्पॉइलर के नीचे हटा दिया।

परिचय

डिजिटल सूचनाओं को संग्रहीत करने की समस्या वास्तविक कंप्यूटरों के सामने आने से पहले उत्पन्न हुई थी। इससे पहले कि हम विशिष्ट भौतिक कार्यान्वयन के बारे में बात करें, हम शब्दावली का परिचय देते हैं।

मेमोरी एक भौतिक उपकरण या भंडारण माध्यम है। सबसे सरल स्थिति में, मेमोरी एक संख्या वाली कोशिकाओं की एक सरणी होती है जिसमें "1" या "0" होता है। हम ज़ीरो और नोटबुक में लिखे लोगों को स्मृति के रूप में नहीं मानेंगे, क्योंकि यह असंभव है (या कड़ाई से संभव है लेकिन अर्थहीन) स्वचालित रूप से ऐसी स्मृति को पढ़ने के लिए।

डेटा तक पहुंच को व्यवस्थित करने के दृष्टिकोण से, मेमोरी को निम्नलिखित कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• RAM - रैंडम एक्सेस मेमोरी, रैंडम एक्सेस मेमोरी। आप किसी भी सेल को पढ़ या बदल सकते हैं।
• रॉम - रीड-ओनली मेमोरी, एक मेमोरी जिसमें से आप किसी भी सेल को पढ़ सकते हैं लेकिन लिखा नहीं जा सकता (रीड ओनली मेमोरी, रोम)।
• FIFO - फर्स्ट इन, फर्स्ट आउट, एक मेमोरी जो केवल ऊपर से लिखी जा सकती है, और केवल नीचे से पढ़ी जा सकती है (रूसी शब्दों में यह मोड़ है)।
• स्टैक (LIFO) - लास्ट इन, फर्स्ट आउट, एक्सेस मेमोरी, जिस तक पहुंच केवल शीर्ष तत्व तक पढ़ना और लिखना संभव है (मुझे वास्तव में इसका सोवियत नाम, स्टोर पसंद है)।
• सीएएम - सामग्री-पता योग्य स्मृति, सामग्री द्वारा पता योग्य स्मृति (रूसी नाम - साहचर्य स्मृति)।

कपड़े के पैटर्न

पहली बार, मेमोरी से डेटा को संग्रहीत करने और पढ़ने का कार्य प्रस्तुत किया गया था, और फिर इसे करघे में धागे को नियंत्रित करने के लिए सफलतापूर्वक हल किया गया था।


फाल्कन लूम। अग्रभूमि में कपड़े के पैटर्न को परिभाषित करने वाले पंच कार्ड हैं। लिंक

यह कैसे काम करता है? पहले सरलतम मशीन आरेख पर विचार करें:


विकिपीडिया करघा

विचार सरल है, हेडर (आकृति में सी ) ताना धागे के बीच एक अंतर (बुनाई की शब्दावली में जम्हाई) बनाते हैं, जो शाफ्ट ए (नावोई) से खिलाया जाता है, शटल जिसे मैं छोड़ दिया जाता है, इसमें से धागे को रीड एच की मदद से दबाया जाता है, फिर हेडर को पैडल ई के साथ बदल दिया जाता है। प्रक्रिया को दोहराया जाता है। कपड़ा एक जिंस शाफ्ट यू पर घाव है। और सब कुछ ठीक हो जाएगा, लेकिन क्या होगा यदि आप एक पैटर्न प्राप्त करना चाहते हैं? स्पष्ट विकल्प व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक पुनरावृत्ति में ताना धागे को बढ़ाने और कम करने के लिए है, बशर्ते कि वे अलग-अलग रंगों के हों (उदाहरण के लिए, काले और सफेद)। इस डिज़ाइन को 1725 में बेसिल बाउचॉन द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और फिर 1728 में जीन-बैप्टिस्ट फाल्कन द्वारा स्वचालित रूप से पंच कार्ड खिलाने के लिए एक प्रणाली विकसित की गई। आइए हम बाद के उदाहरण का उपयोग करके इस तंत्र के संचालन का विश्लेषण करें, लेकिन डिजाइन में समान, जैक्वार्ड मशीन:


जैक्वार्ड पर्दे के बारे में एक अच्छे लेख से जैक्वार्ड मशीन आरेख

8 मुक्का मारा और अगले छिद्रित कार्ड को दबाया। हुक 1 के साथ युग्मित सुइयों को इसके खिलाफ दबाया जाता है, और कुछ पंच कार्ड के छेद में आते हैं। इस प्रकार, छेदों में पकड़ी गई सुइयाँ इसी हुक को बढ़ाती हैं, और उन्हें एक विशेष पट्टी के साथ उठाया जा सकता है, जिससे एक ऊपरी हेल्डल्ड बनता है, क्योंकि हुक 3 से जुड़े थ्रेड्स ताना धागे को 4 तक बढ़ाते हैं। उन थ्रेड थ्रेड्स जिनके हुक छेद में नहीं गिरते थे, साहुल बॉब 5 के वजन के नीचे, कम होते हैं, इसलिए गुरुत्वाकर्षण एक दूसरे ढेर की भूमिका निभाता है।


जोसफ मैरी जैक्वार्ड का स्व-चित्र, उनके करघे पर बनाया गया। विकिपीडिया

इस प्रकार, हमें पहला ROM मिला, जो पहले कंप्यूटर का एक अभिन्न अंग बन जाएगा और 80 के दशक की शुरुआत तक जीवित रहेगा।

पहले बाइट्स

तो, 20 वीं शताब्दी आ गई है, पहला कंप्यूटर दिखाई दिया, और उनके साथ रैम की आवश्यकता थी। इस समस्या का सामना करने वाले पहले लोगों में से एक जॉन विंसेंट अटानासोव और क्लिफोर्ड बेरी थे, जब 1939 में उन्होंने अपने एबीसी, अटानासॉफ-बेरी कंप्यूटर को इकट्ठा करना शुरू किया। यह पहले डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग उपकरणों में से एक था।


ABC का सामान्य दृश्य NYT से खींचा गया है

इस कंप्यूटर में चर के अस्थायी भंडारण के लिए, आधुनिक रैम के परदादा का उपयोग किया गया था, एक घूर्णन ड्रम जिसमें 32 कैपेसिटर की 50 लाइनें शामिल थीं। एक नकारात्मक संधारित्र चार्ज एक तार्किक इकाई निर्धारित करता है, और एक सकारात्मक चार्ज एक तार्किक शून्य सेट करता है। ड्रम की स्क्रॉलिंग की प्रतीक्षा के समय ऐसी मेमोरी को संबोधित किया गया था, और प्रत्येक रीडिंग ने डेटा को नष्ट कर दिया था, इसलिए हर बार मुझे उन्हें फिर से लिखना पड़ा।


एबीसी के साथ मूल ड्रम, यहां से लिया गया ।


वहां से एबीसी ड्रम की प्रतिकृति का एक टुकड़ा। संपर्क और कैपेसिटर स्वयं दिखाई दे रहे हैं।

विकिपीडिया पर इस तरह की स्मृति और उसके उत्तराधिकार के भविष्य के भाग्य के बारे में एक लेख है।

उत्तर पिक्चर ट्यूब याद है

40 के दशक में, पहले कंप्यूटरों की उपस्थिति के समय, knurled समाधान और प्रौद्योगिकियों का एक सेट अभी तक मौजूद नहीं था, क्योंकि यह आज है, जिसके कारण बहुत ही असामान्य डिजाइन दिखाई दिए। उनमें से एक विलियम्स पाइप है। यह एक किस्कोप था, जिसके फॉस्फर पर, आप किस मूल्य पर याद रखना चाहते हैं, "1" या "0" के आधार पर, एक डैश या डॉट जलाया गया था। जब मूल्य को पढ़ना आवश्यक था, तो इलेक्ट्रॉन बीम को उसी स्थान पर निर्देशित किया गया था और इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन द्वारा, चित्र ट्यूब के पास स्थापित इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, यह पता चला कि क्या रिकॉर्ड किया गया था।


विकिपीडिया से विलियम्स ट्यूब प्रोटोटाइप


विकिपीडिया से विलियम्स ट्यूब ट्यूब पिक्चर स्क्रीन पर रिकॉर्ड किया गया डेटा

एक नियम के रूप में, विलियम्स ट्यूबों में मेमोरी सेल एकल-बिट थे, और बहु-बिट शब्दों के साथ संचालित करने के लिए, उन्होंने बिट्स की संख्या के समानांतर काम किया।


विलियम्स ट्यूब ब्लॉक आरेख यहाँ से

पढ़ने के लिए, पता ADDRESS REGISTER को दिया गया था, तब WILLIAMS TUBE में इलेक्ट्रॉन गन का बीम उपयुक्त स्थान पर निर्देशित किया गया था, रीडिंग हुई और पंजीकरण AMPLIFIER एम्पलीफायर के माध्यम से डेटा SHIFT REGISTER आउटपुट रजिस्टर में गिर गया, और, यदि इकाई पढ़ी गई, तो हैंडसेट में वापस। खोए हुए डेटा को पुनर्प्राप्त करना आवश्यक था। विलियम्स पाइप पहले पश्चिमी और घरेलू कंप्यूटरों के कई हिस्सों में गिरते हुए एक छोटा लेकिन तूफानी जीवन जीते थे। जीन रेइचमैन द्वारा 1946 में प्रस्तावित एक अन्य चयनकर्ता सीआरटी मेमोरी डिवाइस में इसी तरह के दृष्टिकोण का उपयोग किया गया था।


यहां से चयनकर्ता

इस विशाल रेडियो ट्यूब में, जानकारी को फॉस्फर से ढके हुए स्लॉट्स में संग्रहित किया गया था, जो चार्ज के आधार पर, "रीडिंग" इलेक्ट्रॉन गन से इलेक्ट्रॉनों को पारित नहीं करता था, जो बदले में फॉस्फोरस परत में गिर गया था या नहीं गिरा था, जिसमें से वांछित रीडिंग चेन को खटखटाया गया था। इलेक्ट्रॉनों। उस समय यह सबसे घनी और सबसे तेज़ स्मृति में से एक थी, लेकिन इसकी उम्र कम थी।

पारा न केवल तापमान को माप सकता है

जैसा कि आप पहले से ही पिछले अध्याय से अनुमान लगा सकते हैं, 40 के दशक में उन्होंने कुछ भी याद करने के लिए "मजबूर" करने की कोशिश की थी। माध्यम में लहरें कोई अपवाद नहीं थीं। चूंकि थोड़े पहले के कंप्यूटर मौलिक रूप से विकसित थे (मैं वास्तव में उनके बारे में एक अलग लेख लिखना चाहता हूं), उनके मौलिक आधार ने तुरंत डिजिटल युग के अग्रदूतों का ध्यान आकर्षित किया। इन उपकरणों में से एक देरी लाइन थी।

रडार स्टेशनों में, उन्हें स्थिर वस्तुओं से सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए उपयोग किया जाता था। रडार की Nth नाड़ी की प्रतिक्रिया से, Nth 1st नाड़ी के प्रति विलंबित प्रतिक्रिया को घटा दिया गया था, और इस तरह केवल चलती वस्तुओं से प्रतिक्रियाएं गैर-शून्य हो गईं, जिससे रेडियो तरंग की प्रतिबिंबित राहत पैदा करने वाले शोर से छुटकारा पाना संभव हो गया। लेकिन एक पल रुकिए! लेकिन क्या होगा अगर हम देरी लाइन में सिग्नल चलाते हैं और आउटपुट को इनपुट लॉक करते हैं? यह एक स्मृति होगी! उसी विचार के बारे में जॉन एकर्ट जूनियर के साथ हुआ। देरी की रेखा के रूप में, एक पारा फ्लास्क का उपयोग किया गया था, जिसके अंत में पीज़ोक्रिस्टल स्थापित किए गए थे, एक उत्तेजनाओं को उत्तेजित करने के लिए, और दूसरा उन्हें पढ़ने के लिए।


पारा विलंब लाइन के लिए सरलीकृत मेमोरी सेल सर्किट। यहां से ले गए

जाहिर है, इस तरह से एक बिट नहीं, बल्कि एक पूरे पैकेट को स्टोर करना संभव है, जिसका सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था। हालांकि, इस स्मृति ने जल्द ही अपनी प्रासंगिकता खो दी।

जैसे कोई चुंबक याद करता है

और अब चुंबकीय स्मृति का समय आ गया है। और फिर जो लोग प्राचीन कंप्यूटर के इतिहास से परिचित नहीं हैं, वे तुरंत हार्ड ड्राइव के बारे में याद रखेंगे। ठीक है, चलो उनके साथ शुरू करते हैं। और पहले एक चुंबकीय ड्रम पर मेमोरी को याद रखें।


जब मैंने पॉलिटेक्निक संग्रहालय का दौरा किया, तो चुंबकीय ड्रम, जो मुझे बचपन में बहुत पसंद था। फोटो कहां साफ है

ऐसे उपकरणों के लिए रिकॉर्डिंग बहुत सरल थी। एक चुंबकीय क्षेत्र को एक विशिष्ट स्थान पर लागू किया गया था, जिसकी ताकत एक या शून्य को एन्कोड किया गया था। तथाकथित के उपयोग से सूचनाओं का पठन किया गया चुंबकीय सिर, जिसमें, जब यह दर्ज की गई डेटा के साथ क्षेत्र में एक निश्चित गति से गुजरता है, तो चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव के कारण एक प्रेरित धारा दिखाई देती है, जिसकी ताकत चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर निर्भर करती है। टेप ड्राइव ने इसी तरह से काम किया। दिलचस्प बात यह है कि आधुनिक हार्ड ड्राइव सूचना के भंडारण और पढ़ने के एक अलग सिद्धांत का उपयोग करते हैं। जो एक अलग लेख के लिए एक अवसर है।

पिछले अध्यायों में, वार्म ट्यूब मेमोरी के बारे में, मैंने उल्लेख किया है कि वह लंबे समय तक नहीं रहीं। लेकिन उसकी जगह किसने ली? और जवाब फिर से चुंबकीय स्मृति है, इस बार फेराइट रिंग पर स्मृति के रूप में। फेराइट्स के पास एक बहुत ही उपयोगी संपत्ति है, मैग्नेटाइजेशन हिस्टैरिसीस , यानी। वे दो निश्चित अवस्थाओं में हो सकते हैं, जो हमें चाहिए।


फेराइट रिंग्स पर एड्रेसेबल मेमोरी का ब्लॉक डायग्राम यहां से है

कंडक्टरों को रिंग एफ लिखना $$$x_3$और $$$y_2$एक करंट की आपूर्ति प्रत्येक कंडक्टर के चारों ओर एक एच / 2 क्षेत्र के रूप में की जाती है, बशर्ते कि एच केवल फेरोमैग्नेटिक रिंग के मैग्नेटाइजेशन को बदलने के लिए पर्याप्त है, और हिस्टैरिसीस के कारण इसके मूल मूल्यों को चालू रिटर्न बंद करने के बाद सी , डी, और ई के मार्ग में पकड़ा गया है। चुंबकन। अब हमें डेटा पढ़ने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, "करंट" को राइट रिंग पर लगाया जाता है। यदि एक इकाई दर्ज की गई थी, तो इस रिंग में चुंबकीय क्षेत्र अपनी दिशा बदल देगा, एक वर्तमान पल्स कंडक्टर एस में प्रेरित होगा, और अगर "0" था, तो कोई वर्तमान नहीं होगा। इसलिए हमें पता चला कि क्या रिकॉर्ड किया गया था। बेशक, विलियम्स ट्यूब में, आपको यूनिट को उसके स्थान पर वापस करना होगा। आने वाले वर्षों के लिए, इस प्रकार की मेमोरी कंप्यूटर में सर्वोच्च शासन करेगी। एक संस्करण के अनुसार, हम इसे "फ्लैश मेमोरी" शब्द के साथ देते हैं, उत्पादन विधि के कारण, तारों के साथ छल्ले के मैनुअल सिलाई, कुछ इस तरह से:


11560 बिट्स के लिए रैम बोर्ड, 34x17 प्रारूप के 20 मैट्रिसेस में विभाजित है। इसका उपयोग अल्फ़ान्यूमेरिक टर्मिनल में वेक्टर चरित्र मैपिंग RIN-609 के साथ किया गया था; निर्माता - संभवतः, आर्मेनिया के उद्यमों में से एक। वहां से।

निष्कर्ष

दुनिया में बहुत कुछ है, होरेशियो का दोस्त ... ओह गलत। डेटा स्टोर करने के कई और अजीब तरीके हैं। मुझे उम्मीद है कि टिप्पणियों में वे कुछ और दिलचस्प करेंगे। अपने हिस्से के लिए, मैं कहता हूं कि मैं अत्यधिक अनुशंसा करता हूं कि डिजिटल और सरल प्रौद्योगिकी के विकास में शामिल लोग तकनीकी विचारों की विभिन्न शाखाओं में शुरुआती विचारों को देखें, जब वे कहते हैं, कल्पना की आवश्यकता मुश्किल है, यह बॉक्स के बाहर सोच सिखाती है और सिर्फ एक के क्षितिज को व्यापक बनाती है। आपका ध्यान के लिए धन्यवाद।