Борис Крук - ...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь

Нажимая любую из кнопок "Запись 0" или "Запись 1", можно записать в ячейку памяти цифры 0 или 1, стирая автоматически старую запись. Пара электромеханических реле используется в ячейке для "поддержания" друг друга в том состоянии, которое было определено нажатием соответствующей кнопки.

Устройства, которые могут находиться в одном из двух устойчивых состояний и способны скачком переключаться из одного состояния в другое при внешнем воздействии, получили название триггеров (от английского trigger — спусковой крючок огнестрельного оружия).

Триггерные ячейки памяти выполняются, конечно же, не на электромеханических реле. К помощи последних мы прибегли лишь для более простой и наглядной иллюстрации принципа работы такой памяти. Чтобы познакомиться с современными ячейками памяти, вернемся вновь к истории зарождения электроники.

…В 1912 г. американская полиция арестовала группу мошенников, пытавшихся распродать акции своей фирмы, не выпускавшей никакой продукции. Основатель фирмы утверждал на суде, что он владеет устройством (по мнению специалистов, странным и совершенно ни к чему не пригодным), которое в будущем позволит обмениваться человеческими голосами через Атлантический океан (что, по общему мнению, было сущей нелепицей!). Этим человеком был доктор физики Ли де Форест, а странным устройством являлось его гениальное изобретение — вторая "волшебная" лампа. Спустя почти полвека, а точнее в 1956 г., за это изобретение Ли де Форест будет удостоен высшей награды Франции — ордена Почетного легиона.

Ли де Форест предложил ввести в хорошо известную всем лампу Флеминга еще один дополнительный электрод в виде сетки и расположить его между анодом и катодом. Именно этот третий электрод и вызвал революцию в радиотехнике: оказалось, что небольшие изменения напряжения на сетке вызывали значительно большие изменения тока в цепи анода. Электронные лампы с тремя электродами (триоды) стали применяться для усиления очень слабых радиосигналов.

Кроме того, появилась возможность полностью останавливать поток электронов, подавая на сетку отрицательное напряжение: электроны, обладая отрицательным зарядом, отталкивались от отрицательно заряженной сетки. Тока в цепи анода в этом случае не было и лампа оказывалась запертой. И наоборот, подавая на сетку положительное напряжение, удавалось максимально увеличить скорость потока электронов и получить максимальный ток в цепи анода. Лампа в этом случае оказывалась полностью открытой.

Свойство триода быть полностью открытым или закрытым позволило построить триггерные ячейки памяти, в которых каждый из двух триодов управлял сеткой другого — тем самым поддерживалось устойчивое состояние триггера.

Впервые идея создания электронного триода была высказана еще в 1906 г. Фостером. С тех пор этот год и считается датой рождения трехэлектродной лампы. Потребовалось более 40 лет, чтобы на смену громоздким, поглощающим много энергии и выделяющим большое количество тепла, дорогим и ненадежным электронным лампам пришли более экономичные и более миниатюрные приборы.

В 1947 г. сотрудники лаборатории компании "Белл" Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Бретони изобрели транзистор, выполнявший те же функции, что и электронный триод, но использовавший свойства полупроводников. Триггерные ячейки памяти на лампах спали повсеместно заменяться триггерными ячейками, выполненными на транзисторах.

Первую интегральную микросхему с ячейками памяти на транзисторах разработали уже в конце 50-х годов два американских инженера: Дж. Килби из компании "Texas instruments" и Роберт Нойс, основавший впоследствии корпорацию "Intel".

Первоначально интегральные микросхемы состояли только из нескольких транзисторных ячеек памяти, однако техника развивалась столь стремительно, что сначала десятки, а затем сотни транзисторов стали размещать на пластинке кремния размером всего лишь с ноготь. Современные микросхемы содержат миллиарды запоминающих ячеек.

Триггерные ячейки памяти объединяются в матричную структуру, т. е. размещаются по строкам и столбцам. Подобная память получила название оперативной(ОЗУ — оперативное запоминающее устройство), поскольку в нее можно по ходу записывать новую информацию взамен старой.

Итак, мы постарались в доступной форме рассказать читателям о чудесных "электронных шкафчиках", способных хранить текст, "переведенный" на язык цифр 0 и 1. Это замечательное изобретение XX в., позволяющее решить, казалось бы, неразрешимые проблемы.