Tubo Williams

El proceso de creación del pozo de carga se utiliza como operación de escritura en la memoria de una computadora, almacenando un dígito binario, o bit . Un punto con carga positiva se borra (llenando el pozo de carga) dibujando un segundo punto inmediatamente adyacente al que se va a borrar (la mayoría de los sistemas lo hacían dibujando una línea corta que comenzaba en la posición del punto; la extensión de la línea borraba la carga almacenada inicialmente en el punto de partida). Esto funciona porque el halo negativo alrededor del segundo punto llenará el centro positivo del primero. Un conjunto de puntos o espacios, generalmente una fila horizontal en la pantalla, representa una palabra de computadora. Aumentar la energía del haz hace que los puntos sean más grandes y duren más, pero requiere que estén más separados, ya que de lo contrario, los puntos cercanos se borran entre sí.

La energía del haz debe ser lo suficientemente grande como para producir puntos con una vida útil aceptable. Esto impone un límite superior a la densidad de memoria , y cada tubo Williams normalmente podía almacenar entre 256 y 2560 bits de datos.

Debido a que el haz de electrones carece prácticamente de inercia y puede moverse a cualquier punto de la pantalla, el ordenador puede acceder a cualquier ubicación, lo que lo convierte en una memoria de acceso aleatorio. Normalmente, el ordenador carga la dirección de memoria como un par X e Y en el circuito controlador y, a continuación, activa un generador de base de tiempo para recorrer las ubicaciones seleccionadas, leyendo o escribiendo en los registros internos, que normalmente se implementan con biestables .

La lectura de la memoria se realizó mediante un efecto secundario causado por la operación de escritura. Durante el breve período en que se produce la escritura, la redistribución de cargas en el fósforo crea una corriente eléctrica que induce voltaje en cualquier conductor cercano . Esto se lee colocando una lámina metálica delgada justo delante de la pantalla del tubo de rayos catódicos (CRT). Durante una operación de lectura, el haz escribe primero en las ubicaciones de bits seleccionadas en la pantalla. Aquellas ubicaciones que ya se habían escrito están agotadas de electrones, por lo que no fluye corriente y no aparece voltaje en la placa. Esto permite que la computadora determine que había un "1" en esa ubicación. Si la ubicación no se había escrito previamente, el proceso de escritura creará un pozo y se leerá un pulso en la lámina, lo que indica un "0". ^{[ 1 ]}

La lectura de una ubicación de memoria crea un pozo de carga, independientemente de si existía previamente, destruyendo así el contenido original de dicha ubicación. Por lo tanto, cualquier lectura debe ir seguida de una reescritura para restaurar los datos originales. En algunos sistemas, esto se lograba mediante un segundo cañón de electrones dentro del tubo de rayos catódicos (CRT) que podía escribir en una ubicación mientras el otro leía la siguiente.

Dado que la pantalla se desvanece con el tiempo, es necesario actualizarla periódicamente mediante el mismo método básico. Como los datos se leen y se reescriben inmediatamente, esta operación puede realizarse mediante circuitos externos mientras la unidad central de procesamiento (CPU) realiza otras tareas. Esta actualización es similar a los ciclos de actualización de la memoria DRAM en los sistemas modernos.

Dado que el proceso de actualización provocaba que el mismo patrón reapareciera continuamente en la pantalla, era necesario poder borrar los valores escritos previamente. Esto se lograba normalmente escribiendo en la pantalla justo al lado de la ubicación original. Los electrones liberados por esta nueva escritura caían en el pozo previamente escrito, llenándolo. Los sistemas originales producían este efecto escribiendo una pequeña raya, lo cual era fácil de lograr sin cambiar los temporizadores maestros y simplemente generando la corriente de escritura durante un período ligeramente más largo. El patrón resultante era una serie de puntos y rayas. Se realizó una cantidad considerable de investigación sobre sistemas de borrado más efectivos, algunos de los cuales utilizaban haces desenfocados o patrones complejos.

Algunos tubos Williams se fabricaron a partir de tubos de rayos catódicos tipo radar con un recubrimiento de fósforo que hacía visibles los datos, mientras que otros tubos se construyeron específicamente sin dicho recubrimiento. La presencia o ausencia de este recubrimiento no afectaba al funcionamiento del tubo y no tenía importancia para los operadores, ya que la superficie del tubo estaba cubierta por la placa captadora. Si se necesitaba una salida visible, se utilizaba un segundo tubo conectado en paralelo con el tubo de almacenamiento, con recubrimiento de fósforo pero sin placa captadora, como dispositivo de visualización.