भंडारण नलिका

Tektronix 4014 अपने डिस्प्ले के लिए भंडारण नलिका का उपयोग करता है।

भंडारण नलिका (स्टोरेज नलिका) कैथोड रे नलिका (सीआरटीs) का वर्ग है जो लंबे समय तक इमेज को स्टोर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, सामान्यतः जब तक नलिका को बिजली की आपूर्ति की जाती है।

1940 के दशक के अंत से 1950 के दशक के प्रारंभ तक इसे विशेष प्रकार की भंडारण नलिका, विलियम्स नलिका का उपयोग कई प्रारंभिक कंप्यूटरों में मुख्य मेमोरी सिस्टम के रूप में किया गया था। इस प्रकार 1950 के दशक में प्रारंभ होने पर उन्हें अन्य तकनीकों, विशेष रूप से कोर मेमोरी से परिवर्तित कर दिया गया था।

भंडारण नलिकाों ने 1960 और 1970 के दशक में कंप्यूटर चित्रलेख में उपयोग के लिए वापसी की और विशेष रूप से टेक्ट्रोनिक्स 4010 श्रृंखला को विकसित किया था। वर्तमान समय में ये अभी भी अप्रचलित हैं, इसके कार्यों को कम लागत वाले मेमोरी डिवाइस और लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले द्वारा प्रदान किए जाते हैं।

ऑपरेशन

पृष्ठभूमि

एक पारंपरिक सीआरटी में नलिका के पीछे इलेक्ट्रॉन बंदूक होती है जो नलिका के सामने भास्वर की पतली परत के उद्देश्य से होती है। इसकी भूमिका के आधार पर, बंदूक द्वारा उत्सर्जित बोने वाले इलेक्ट्रॉन गन की बीम को चुंबकीय टेलीविजन या विद्युत स्थैतिक आस्टसीलस्कप साधनों का उपयोग करके डिस्प्ले के चारों ओर इसे चलाया जाता है। जब इलेक्ट्रॉन फॉस्फर से टकराते हैं, तो फॉस्फर उस स्थान पर समय के लिए प्रकाश उत्पन्न करता है, और फिर दूर हो जाता है। स्पॉट के बने रहने की अवधि फॉस्फोर रसायन का कार्य है।

बहुत कम ऊर्जा पर, बंदूक से इलेक्ट्रॉन फॉस्फोर से टकराएंगे और कुछ नहीं होगा। जैसे-जैसे ऊर्जा बढ़ेगी, यह महत्वपूर्ण बिंदु $V_{cr1}$ पर पहुंच जाएगी, जो फॉस्फोर को सक्रिय करेगा और प्रकाश देने का कारण बनेगा। जैसे-जैसे वोल्टेज आगे बढ़ता है V_cr1 स्थान पर प्रकाश बढ़ जाएगा। इस प्रकार यह सीआरटी को टेलीविजन इमेज के समान अलग-अलग तीव्रता वाली इमेजेस को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है।

इस प्रकार ऊपर की ओर V_cr1 पर इसका दूसरा प्रभाव द्वितीयक उत्सर्जन भी प्रारंभ होता है। जब किसी इंसुलेटिंग सामग्री पर निश्चित महत्वपूर्ण ऊर्जा पर इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रहार किया जाता है, तो सामग्री के भीतर के इलेक्ट्रॉनों को टक्करों के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है। इस प्रभाव का उपयोग इलेक्ट्रॉन गुणक में किया जाता है जैसा कि रात्रि दृष्टि सिस्टम और इसी प्रकार के उपकरणों में पाये जाते हैं। इस प्रकार सीआरटी के स्थिति में यह प्रभाव सामान्यतः अवांछनीय होता है; नए इलेक्ट्रॉन सामान्यतः प्रदर्शन पर वापस आते हैं और आसपास के फॉस्फर को प्रकाश में लाते हैं, जो इमेज के फोकस को कम करने के रूप में प्रकट होता है।

द्वितीयक उत्सर्जन की दर में भी इलेक्ट्रॉन बीम की ऊर्जा का कार्य उत्पन्न होता है, अपितु अलग दर होने के कारण इसके वक्र का यह अनुसरण करती है। इस प्रकार जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉन ऊर्जा बढ़ती है, दर तब तक बढ़ती है जब तक कि यह महत्वपूर्ण सीमा V_cr2 तक नहीं पहुँच जाती हैं, इस प्रकार जब माध्यमिक उत्सर्जन की संख्या बंदूक द्वारा आपूर्ति की संख्या से अधिक हो। इस स्थिति में स्थानीय इमेज तेजी से धूमिल हो जाती है क्योंकि माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से प्रदर्शन छोड़ने वाली ऊर्जा बंदूक द्वारा आपूर्ति की जाने वाली दर से अधिक होती है।

किसी भी सीआरटी में इन दो मानों के बीच इलेक्ट्रॉन ऊर्जा के साथ स्क्रीन पर प्रहार करके चित्र प्रदर्शित किए जाते हैं, इस प्रकार V_cr1 और V_cr2. नीचे V_cr1 पर कोई इमेज नहीं बनती है, और ऊपर V_cr2 पर कोई भी इमेज तेजी से धूमिल होती है।

इसका एक और साइड इफेक्ट प्रारंभ में जिज्ञासा उत्पन्न करता था। जो यह है कि इलेक्ट्रॉनों को प्रकाश वाले क्षेत्रों में फॉस्फर से चिपकना होगा। जैसे ही प्रकाश उत्सर्जन कम होता है, वैसे ही इन इलेक्ट्रॉनों को नलिका में वापस छोड़ दिया जाता है। दृश्य प्रभाव के लिए इस मान को सामान्यतः बहुत छोटा होता है, और सामान्यतः डिस्प्ले के स्थिति में इसे अनदेखा कर दिया जाता है।

भंडारण

भंडारण नलिका के निर्माण में इन दो प्रभावों का उपयोग किया गया था। भंडारण ठीक ऊपर ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ उपयुक्त रूप से लंबे समय तक रहने वाले फॉस्फोर V_cr1 को मारकर पूरा किया गया था , और उन्हें ऊपर V_cr2 इलेक्ट्रॉनों से मार कर मिटा दिया गया था, इस प्रकार फोकस में सुधार करने के लिए या नलिका में आंतरिक रूप से या ऑफ बोर्ड भंडारण के माध्यम से इमेज को रीफ्रेश करने के लिए उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक लेआउट की कई किस्में थीं।

समझने का सबसे आसान उदाहरण प्रारंभिक कंप्यूटर मेमोरी सिस्टम हैं जैसा कि विलियम्स नलिका द्वारा टाइप किया गया है। इनमें कंप्यूटर से जुड़े द्वितीय विश्व युद्ध के अधिशेष रडार डिस्प्ले सीआरटी उपस्थित थे। एक्स और वाई विक्षेपण प्लेटें एम्पलीफायरों से जुड़ी थीं जो स्क्रीन पर मेमोरी स्थानों को एक्स और वाई स्थिति में परिवर्तित करती थीं।

स्मृति के लिए मान लिखने के लिए, पता बढ़ाया गया था और वाई विक्षेपण प्लेटों को भेजा गया था, जैसे कि स्क्रीन पर क्षैतिज रेखा के लिए बीम तय किया जाएगा। समय आधार जनरेटर फिर एक्स डिफ्लेक्शन प्लेट को वोल्टेज बढ़ाने के लिए सेट करता है, जिससे बीम को चयनित लाइन में स्कैन किया जा सकता है। इस संबंध में यह पारंपरिक टेलीविजन के समान है जो लाइन को स्कैन करता है। इस प्रकार बंदूक को डिफ़ॉल्ट शक्ति V_cr1 के समीप सेट किया गया था, और कंप्यूटर से बिट्स को वोल्टेज को ऊपर और नीचे करने के लिए बंदूक से प्ले किया जाता है जैसे कि 0 नीचे होगा V_cr1 और 1 इसके ऊपर है। जब तक बीम रेखा के दूसरी ओर पहुंचा, प्रत्येक 1 के लिए छोटे डैश का प्रारूप तैयार किया गया था, जबकि 0 रिक्त स्थान प्रदर्शित करता था।

मानों को वापस पढ़ने के लिए, विक्षेपण प्लेटों को समान मानों पर सेट किया गया था, अपितु बंदूक की ऊर्जा को V_cr2 के ऊपर के मान पर सेट कर दिया गया था, जैसे ही बीम ने लाइन को स्कैन किया, फॉस्फर को माध्यमिक उत्सर्जन सीमा से अत्यधिक आगे कर दिया गया था। यदि बीम रिक्त क्षेत्र पर स्थित होता है, तो निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉनों को छोड़ा जाएगा, अपितु अगर यह जले हुए क्षेत्र पर होता है, तो उस क्षेत्र में पहले से अटके हुए इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होगी। इस प्रकार विलियम्स नलिका में, नलिका के डिस्प्ले साइड के ठीक सामने धातु की प्लेट के संधारित्र को मापकर इन मानों को पढ़ा गया था। इस प्रकार सीआरटी के सामने से निकलने वाले इलेक्ट्रॉनों ने प्लेट पर प्रहार किया और उसके आवेश को परिवर्तित कर दिया गया था। चूंकि इसे रीड करने की प्रक्रिया ने किसी भी संग्रहीत मान को भी मिटा दिया था, इसके सिग्नल को संबंधित सर्किट्री के माध्यम से पुन: उत्पन्न करना पड़ा था। इस प्रकार दो इलेक्ट्रॉन बंदूकों के साथ सीआरटी को रीड करने के लिए और लिखने के लिए, इस प्रक्रिया को खराब कर दिया था।

इमेजिंग सिस्टम

प्रारंभिक कंप्यूटर ग्राफिक्स सिस्टम, जैसे कि TX-2 और DEC PDP-1, को बनाए रखने के लिए कंप्यूटर का पूरा ध्यान आवश्यक था। मुख्य मेमोरी में संग्रहीत वेक्टर ग्राफिक्स की सूची को समय-समय पर इमेज के फीका पड़ने से पहले इसे ताज़ा करने के लिए डिस्प्ले पर रीड किया जाता था। इस प्रकार यह सामान्यतः अधिकांशतः पर्याप्त होता था कि कुछ और करने के लिए बहुत कम समय होता था, और इंटरएक्टिव सिस्टम जैसे स्पेसवार! टूर-डे-फोर्स प्रोग्रामिंग प्रयास थे।

व्यावहारिक उपयोग के लिए, ग्राफिकल डिस्प्ले विकसित किए गए थे जिसमें उनकी अपनी मेमोरी और संबद्ध बहुत ही सरल कंप्यूटर था, जो मेनफ़्रेम कंप्यूटर से ताज़ा कार्य को लोड करता था। यह सस्ता नहीं था; 1970 में IBM 2250 ग्राफिक्स टर्मिनल IBM S/360 लागत $280,000 के साथ प्रयोग किया गया। इस प्रकार के भंडारण नलिका संबंधित स्थानीय कंप्यूटर के बजाय, सीधे डिस्प्ले के भीतर सदिश को स्टोर करके अधिकतर या सभी स्थानीयकृत हार्डवेयर को बदल सकता है। इस प्रकार इस कमांड को जो पहले टर्मिनल को अपनी मेमोरी मिटाने का कारण बनते थे और इस प्रकार डिस्प्ले को साफ़ करते थे, V_cr2 के ऊपर की ऊर्जा पर पूरी स्क्रीन को स्कैन करके अनुकरण किया जा सकता था . अधिकांश प्रणालियों में, यह रिक्त स्थिति में समाशोधन से पहले पूरी स्क्रीन को तेज़ी से फ्लैश करने का कारण बनता है। दो मुख्य लाभ थे:

• बहुत कम बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) की आवश्यकता है वेक्टर ग्राफ़िक्स डिस्प्ले की तुलना में, इस प्रकार कंप्यूटर और टर्मिनल के बीच अधिक लंबी केबल दूरी की अनुमति देता है
• डिस्प्ले-लोकल रैंडम एक्सेस मेमोरी जैसा कि आधुनिक टर्मिनलों में है इसकी कोई आवश्यकता नहीं है, जो उस समय निषेधात्मक रूप से महंगा था।

सामान्यतया, भंडारण नलिकाों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। इससे अधिक सामान्य श्रेणी में, वे केवल बाइनरी अंक प्रणाली इमेजेस को संग्रहित करने में सक्षम थे; स्क्रीन पर कोई भी बिंदु या तो प्रकाशित था। टेक्ट्रानिक्स डीवीबीएसटी या डायरेक्ट-व्यू बिस्टेबल भंडारण नलिका संभवतः इस श्रेणी में सबसे अच्छा उदाहरण था। इसके अन्य भंडारण नलिका ग्रेस्केल/हाफटोन इमेज को स्टोर करने में सक्षम थे; ट्रेडऑफ़ सामान्यतः बहुत कम भंडारण समय था।

कुछ अग्रणी भंडारण नलिका डिस्प्ले थे, इस प्रकार MIT प्रोजेक्ट मैक का ARDS उन्नत रिमोट डिस्प्ले स्टेशन, कम्प्यूटेक 400 सीरीज डिस्प्ले टर्मिनल (एक वाणिज्यिक व्युत्पन्न), जो दोनों टेक्ट्रोनिक्स टाइप 611 भंडारण डिस्प्ले यूनिट और टेक्ट्रोनिक्स के टेक्ट्रोनिक्स 4014 टर्मिनल का उपयोग करते थे, इसके पश्चात इसके परिचय के कुछ समय बाद वास्तविक कंप्यूटर टर्मिनल मानक बन गया हैं। इसके पश्चात इसमें इस स्थिति के कारण अन्य प्रणालियों द्वारा अनुकरण किया जा रहा है।

पहला सामान्यीकृत कंप्यूटर असिस्टेड इंस्ट्रक्शन सिस्टम, प्लैटो (कंप्यूटर सिस्टम), c. 1960 में आईएलएलआईएसी I पर, अपने कंप्यूटर ग्राफिक्स डिस्प्ले के रूप में भंडारण नलिका का उपयोग किया जाता हैं। प्लैटो (कंप्यूटर सिस्टम) और प्लैटो कंप्यूटर सिस्टम भी डिस्प्ले के रूप में भंडारण नलिका का उपयोग करते हैं।

यह भी देखें

• डायरेक्ट-व्यू बिस्टेबल भंडारण नलिका (टेकट्रोनिक्स)टेक्ट्रोनिक्स) | डायरेक्ट-व्यू बिस्टेबल भंडारण नलिका (डीवीबीएसटी)
• कैथोड रे नलिका # इमेज भंडारण नलिका (एनालॉग भंडारण नलिका कैसे काम करती है, इसकी व्याख्या के लिए)
• विलियम्स नलिका और सेलेक्ट्रोन नलिका दोनों ने प्रारंभिक कंप्यूटर मेमोरी उपकरणों के लिए भंडारण नलिका शब्द का उपयोग किया
• इलेक्ट्रॉनिक पेपर