威廉姆斯管

威廉姆斯管，也被称为 Williams-Kilburn 管，是一种阴极射线管，在 1950 年代的第 一台电子管计算机中用作随机存取存储器。 它被认为是第 一个允许任何写入和读取访问的计算机内存。

当电子束将一个点投射到阴极射线管的阳极上时，该点将通过磷光保持可见一段时间，具体取决于管中使用的磷光体。如果电子束的能量高于特定极限值，该极限值尤其取决于所使用的磷光体，则作为二次发射的结果，电子从磷光体层发射。在管内，它们飞离阳极一小段距离，但被阳极的正电荷吸引，然后落在荧光层中的点附近。

这导致该点周围区域的电荷梯度：紧邻该点的区域耗尽了电子，因此略带正电，而在二次发射的电子撞击的点周围稍微远一点的环略微带正电带负电。

由于荧光粉层的导电性差，这种情况会持续一段时间，直到它趋于平稳，并可用于在这段时间内存储信息。如果要在更长的时间内存储信息，则必须循环重复写入信息，类似于 DRAM 中的刷新周期。

通过电荷分布，每点可以写入一位的信息。存储密度受阳极屏尺寸和各个区域之间的必要距离限制，以避免串扰。通常大约 200 位到 2000 位可以存储在威廉姆斯管的屏幕上。单个像素（位）的随机寻址是通过控制阴极射线管中的电子束偏转实现的，阴极射线管将电子束聚焦在发光层上的寻址点上。

一次只读取一个点的状态的读取过程由于写入时的另一种效应而成为可能：写入一个位以及该点周围产生的电荷分布导致短电流脉冲发生在紧邻的电导体中，当图像区域之前没有被写入，即图像点和外环区域之间没有电荷梯度。

另一方面，如果在上面已经描述的点中执行写入，则在相邻导体中没有值得一提的电流脉冲。为实现读取功能，将薄金属板直接放置在荧光屏前并连接到读取放大器。 这样，可以使用所谓的消耗读取来确定点的状态在读取过程之前是否被设置或重置。

技术难点在于消耗性读取使发光层上的所有点都处于设置状态，包括那些先前未设置的位。因此需要在读取后将未设置为放电状态的存储位置重新设置，即删除它们。这可以通过在消耗读取之后在实际内存点旁边设置一个额外的写入脉冲来实现。如果距离和强度选择得当，由此引发的二次发射和几何位移形成的电荷环会导致实际存储点处的电荷湮灭。

实际上，这种擦除操作是通过在该点上写一条直线来实现的，因为在技术上更容易实现，它在阴极射线管的荧光层上光学地形成点和划线的图案。点代表存储单元的充电状态，线代表放电或复位状态。