дисплей, устройство вывода данных из ЦВМ, обеспечивающее представление информации (обычно результатов обработки вводимых данных) в форме, удобной для зрительного (визуального) восприятия человеком и принятия им решений (например, в виде цифро-буквенного текста, плана, таблицы, графика, схемы, чертежа и т.д.). О. и. у. как оконечные устройства ЦВМ широко используются в системах передачи информации, в системах диагностики и машинного обучения, в научных исследованиях и при конструировании многих технических устройств, в автоматизированных системах управления и проектирования, сигнализации и контроля и т.п. системах "человек и машина" (См. Система человек и машина). О. и. у. подразделяют на индивидуальные и коллективные.

В качестве индивидуальных применяют О. и. у., основным элементом которых служит электроннолучевая трубка (ЭЛТ) (рис. 1). Координаты часто воспроизводимых знаков (букв, цифр, обозначений, специальных символов и т.п.) хранятся во вспомогательном запоминающем устройстве; центральный Процессор вычислительной системы выдаёт лишь адреса этих знаков, после чего знаки на экране воспроизводятся автоматически. Такое О. и. у. способно воспроизвести на экране текст книжной страницы за 0,02-0,05 сек. Чтобы изображение на экране не мерцало, его повторно воспроизводят (регенерируют) с частотой 20-50 раз в сек. Обмен информацией с центральным процессором происходит лишь тогда, когда требуется внести изменения в изображение или передать в процессор команды оператора. В таких О. и. у. оператор может, например, при помощи светового карандаша стирать отдельные знаки, строчки и участки текста, заменять элементы схемы, рисунка, может поворачивать (в плоскости экрана) изображение, изменять его масштаб.

Кроме обычных ЭЛТ, в О. и. у. используют знакопечатающие электроннолучевые трубки (См. Знакопечатающая электроннолучевая трубка), многолучевые трубки для синхронного отображения нескольких быстроменяющихся величин, трубки с оптическим окном для совмещения сложного фона (например, карты местности или чертежа), поступающего с диапроектора, с изображением, воспроизводимым электронным лучом, а также цветные телевизионные трубки. Главный недостаток О. и. у. на ЭЛТ - трудность их согласования с ЦВМ, требующего дополнительного оборудования.

Более удобны с точки зрения совместимости с ЦВМ т. н. плазменные панели. Такая панель состоит из трёх стеклянных пластин; средняя имеет отверстия (ячейки), заполненные смесью неона и азота, а на наружные нанесены шины выборки (параллельные полупрозрачные полоски золота) т. о., чтобы каждое отверстие оказалось расположенным между двумя взаимно перпендикулярными полосками. При подаче на шины управляющего напряжения (сигнала) газ в ячейках начинает светиться и это свечение сохраняется после снятия управляющего сигнала (разряд поддерживается постоянным напряжением). Для гашения элемента на выбранную пару шин подаётся сигнал противоположной полярности. Аналогично устроены матричные люминесцентные экраны (средняя пластина покрыта люминофором (См. Люминофоры) - точками размером около 0,25 мм²). Разрабатывают экраны на светодиодах и жидких кристаллах. Первые основаны на явлении свечения некоторых полупроводников (например, фосфида и арсенида галия) под действием приложенного к ним напряжения, вторые - на изменении положения молекул в некоторых искусств, органических веществах под влиянием электрического поля. Это ведёт к изменению прозрачности или цвета соответствующих участков экрана.

В О. и. у. коллективного пользования первичное изображение, полученное на промежуточном носителе - люминофоре электроннолучевой трубки, увеличивают и проецируют на экран. Достаточная разрешающая способность и яркость обеспечиваются в таких О. и. у. лишь при сравнительно небольших размерах экрана (площадь порядка 2,5 м ²); при больших размерах экрана эти параметры ухудшаются. Заменив люминофор тонкой масляной плёнкой, находящейся под постоянным потенциалом, получают плёночный модулятор света (рис. 2). Под действием электронного луча на плёнке возникает заряд, деформирующий её поверхность, - первичное изображение оказывается рельефным. Свет мощной лампы отбрасывается зеркальными полосками отражателя на первичное изображение; отражаясь от неровностей поверхности масляной плёнки, свет несёт изображение рельефа, которое фокусируется объективом и проецируется на экран. Плёночный модулятор света обеспечивает высококачественные многоцветные изображения на больших экранах (площадью до 200 м ²). Перспективно применение термопластических модуляторов света (аналогичных по устройству плёночным, но с первичным носителем в виде предварительно разогретого и приведённого в пластическое состояние материала) и лазерных О. и. у. (аналогичных О. и. у. на ЭЛТ, но с передачей цветного изображения тремя разноцветными лазерными лучами на большой экран) (см. Проекционное телевидение).

Рассмотренные О. и. у. дают двухмерные изображения. Однако в ряде случаев (например, в системах посадки самолётов, при проектировании корпусов автомобилей и т.п.) предпочтительнее трёхмерная индикация. О. и. у. на электроннолучевой трубке, дополненное рядом устройств, может воспроизводить трёхмерные изображения в аксонометрической (или иной) проекции; невидимые наблюдателю линии стираются, изображение можно поворачивать, чтобы оператор мог осмотреть его с разных сторон. Не менее перспективно использование трёхмерных О. и. у., основанных на голографии (См. Голография). Новые возможности открывает объёмная индикация, при которой изображения формируются не на плоскости, а в объёме, заполненном газом (рис. 3). От внешних источников света в газовую среду направляют два луча; каждый из них изменяет энергетическое состояние молекул газа, в точке пересечения лучей возникает флюоресценция (свечение) газа. При быстром перемещении лучей появляется светящийся след, который при многократном повторении воспринимается наблюдателем как законченное изображение.

Лит.: Пул Г., Основные методы и системы индикации, пер. с англ., Л., 1969; Венда В. Ф., Средства отображения информации, М., 1969; Темников Ф. Е., Афонин В. А., Дмитриев В. И., Теоретические основы информационной техники, М., 1971; Чачко А. Г., Человек за пультом, М., 1974; Davis S., Computer data displays, Englewood Cliffs (N. Y.), 1969.

А. Г. Чачко.

Рис. 1. Схема устройства отображения на ЭЛТ: ЦП - центральный процессор вычислительной системы; ЗУ - вспомогательное запоминающее устройство; БУ - блок местного управления; ЭП - электронный прожектор; ОС - отклоняющая система.

Рис. 2. Схема устройства отображения с масляным модулятором света: ИС - источник света; К - конденсор; ОТ - отражатель; ОБ - объектив; З - зеркало; Э - экран; МП - масляная плёнка; ЭП - электронный прожектор; БУ - блок местного управления; ЦП - центральный процессор вычислительной системы.

Рис. 3. Схема устройства отображения с объёмной индикацией: ИС - источник света; К - конденсор; ОС - отклоняющая система; ЦП - центральный процессор вычислительной системы; ГО - газовый объём; ФТ - флюоресцирующая точка; БУ - блок местного управления.

блок вычислительной машины или самостоятельное устройство, предназначенное для записи, хранения и воспроизведения информации, напр. статистических данных, программ автоматического управления, результатов научного эксперимента и т. д.

блок вычислительной машины или самостоятельное устройство, предназначенное для записи, хранения и воспроизведения информации. Наибольшее распространение ЗУ получили в цифровых вычислительных машинах (См. Цифровая вычислительная машина) (ЦВМ), а также в устройствах автоматики, телемеханики, ядерной физики и т.д. для хранения главным образом дискретной информации, для временного согласования работы нескольких объектов или накопления данных, подлежащих передаче по каналам телемеханики. Фиксация информации в ЗУ основана на различных физических принципах: механическое перемещение или удаление части материала носителя информации (См. Носитель информации) (перфорационные ленты, перфокарты), изменение магнитного состояния материала (магнитные ленты, диски, барабаны, ферритовые сердечники), накопление электростатического заряда в диэлектриках (конденсаторные ЗУ, запоминающие электроннолучевые трубки), использование звуковых и ультразвуковых колебаний (линии задержки (См. Линия задержки)), применение явления сверхпроводимости (Криогенные элементы) и др. Основными показателями ЗУ, определяющими их эффективность, являются: ёмкость М (максимальное количество слов или знаков, которые можно одновременно разместить в ЗУ), выражаемая в двоичных единицах (битах) или в байтах (8 бит); быстродействие, характеризуемое временем полного цикла обращения к ЗУ Тц (иногда временем выборки) или частотой обращения

Иногда для характеристики ЗУ пользуются обобщающим параметром - информационной мощностью W = М•F (в лучших современных ЗУ она достигает 10¹³ байт/сек).

В зависимости от назначения, способов размещения информации и особенностей функционирования ЗУ, как правило, классифицируют в соответствии со схемой, представленной на рис. 1. По способу поиска нужной информации различают адресные ЗУ, в которых каждой ячейке памяти присваивается определённый номер (адрес) и требуемая информация ищется по конкретному адресу, и ассоциативные запоминающие устройства (См. Ассоциативное запоминающее устройство), в которых информация отыскивается по совокупности признаков. В ЗУ возможно как последовательное, так и циклическое обращение (доступ) к ячейкам либо произвольный доступ, когда обращение к любой ячейке осуществляется независимо от её расположения среди других ячеек.

В зависимости от кратности записи ЗУ делятся на нестирающиеся, допускающие однократную запись с последующим многократным считыванием без регенерации (например, диодные матрицы (См. Диодная матрица), перфорационные карты, перфорационные ленты), и стирающиеся (ЗУ на магнитных носителях, ферритовых сердечниках, электронных триггерах и др.).

Статическими называются такие ЗУ, в которых состояния носителя, соответствующие записанному коду, неподвижны относительно носителя информации. К статическим относятся и все ЗУ с неразрушающим считыванием. В динамических ЗУ последовательность сигналов, соответствующая фиксируемому коду, циркулирует по замкнутому контуру, включающему линию задержки. Статические ЗУ могут быть устойчивыми, в которых информация сохраняется неограниченно долго (например, ЗУ на триггерах, ферритовых сердечниках), и неустойчивыми, обладающими свойством самопроизвольного стирания информации (конденсаторные ЗУ, запоминающие электроннолучевые трубки).

Для хранения больших массивов информации чаще всего применяют т. н. внешние ЗУ с записью на магнитных носителях: магнитные ленты, барабаны, диски. Путём параллельного подключения нескольких блоков ЗУ можно хранить теоретически неограниченные объёмы информации. Ёмкость современных внешних ЗУ на магнитных лентах достигает 10⁸ байт (с подключением до 256 блоков), на магнитных дисках - до 6-10⁸ байт; скорость ввода (вывода) 3,2-10⁵ байт/сек для ЗУ на магнитных лентах и 2-10⁶ байт/сек для ЗУ на магнитных дисках.

В ЦВМ для хранения данных, необходимых на ближайших этапах решения задачи, служат оперативные ЗУ, которые, как правило, строятся на тороидальных ферритовых сердечниках (до 95\% всех оперативных ЗУ), реже - на др. ферромагнитных элементах (например, многоотверстных ферритовых пластинах, магнитных тонких плёнках (См. Магнитная тонкая плёнка) и др.). Весьма перспективными считаются интегральные полупроводниковые ЗУ. Ёмкость оперативных ЗУ в современных крупных ЦВМ достигает 16-10⁶ байт; время записи и считывания (выборки) составляет от сотых долей мксек до нескольких мксек.

В больших ЦВМ в отдельный блок часто выделяют буферное ЗУ, выполняющее функции промежуточного звена при обмене информацией между устройствами с различным быстродействием (например, между оперативным и внешним ЗУ), а иногда и сверхоперативное ЗУ небольшой ёмкости (порядка нескольких сотен байт). Сверхоперативные ЗУ выполняются на запоминающих элементах повышенного быстродействия (например, тонких магнитных плёнках, туннельных диодах, триггерах). Для хранения данных, состав которых в процессе обработки определённого типа информации или решения одного класса задач не меняется (например, табличные данные, стандартные подпрограммы, неизменные программы управляющих вычислительных машин), применяют постоянные запоминающие устройства.

ЗУ адресного типа включают собственно накопитель 1, числовую часть 2, адресную часть 3 и блок местного управления или синхронизации 4 (рис. 2). Накопитель состоит из запоминающих ячеек и выполняет функции хранения информации. Числовая часть или схема записи - считывания представляет собой промежуточное звено, в котором происходит обмен информацией между накопителем и внешними по отношению к ЗУ устройствами. Она состоит из регистра числа для временного хранения записываемых или считываемых слов (чисел); формирователей записи, преобразующих код числа в серию сигналов, фиксируемых ячейками накопителя; усилителей считывания для усиления, отделения от помехи и формирования считанных сигналов. В адресной части ЗУ заданный код адреса преобразуется в совокупность сигналов, однозначно определяющих требуемую ячейку накопителя. Блок синхронизации формирует внутренние команды, обеспечивающие управление последовательностью работы всех узлов ЗУ в соответствии с поступающими извне командами. Совокупность всех блоков ЗУ, за исключением накопителя, называется электронной схемой управления, периферийным оборудованием или электронным обрамлением ЗУ.

Замечательным ЗУ является человеческий мозг, содержащий около (10-15)-10⁹ нейронов - ячеек, совмещающих функции памяти и логической обработки информации; объём мозга в среднем 1,5 дм³, масса 1,2 кг, потребляемая мощность около 2,5 вт. Лучшие современные электронные ЗУ при такой же ёмкости занимают объём в несколько м³ при массе в десятки и сотни кг, а потребляемая мощность достигает несколько квт. Научно обоснованные прогнозы утверждают, что совершенствование электронной техники и применение новых высокоэффективных накопительных сред в сочетании с широким использованием методов бионики при решении проблем, связанных с синтезом ЗУ, позволят создавать ЗУ, близкие по параметрам памяти человека.

Лит.: Крайзмер Л. П., Быстродействующие ферромагнитные запоминающие устройства, М. - Л., 1964; его же, Устройства хранения дискретной информации, 2 изд., Л., 1969; Китович В. В., Оперативные запоминающие устройства на ферритовых сердечниках и тонких магнитных пленках, М. - Л., 1965; Каган Б. М., Адасько В. И., Пурэ Р. Р., Запоминающие устройства большой емкости, под ред. Б. М. Кагана, М., 1968.

Л. П. Крайзмер.

Рис. 1. Классификация запоминающих устройств.

Рис. 2. Упрощённая блок-схема адресного запоминающего устройства.

физическое тело (пленка, бумага или другой материал), на котором тем или иным способом производится запись и накопление информации для последующего использования; машинный Н. и. обеспечивает возможность непосредственного ввода информации в электронную вычислительную машину.

машинный, носитель записи, тело, вещество, используемое для записи и накопления информации с целью непосредственного ввода её в ЭВМ. Н. и. является промежуточным звеном между машиной и первичными документами, содержащими числовые данные, текстовые материалы, схемы, графики и т.п.; с Н. и. можно относительно просто считывать информацию и преобразовывать её в электрические сигналы, необходимые для работы ЭВМ. Н. и. различают по физической структуре (магнитные, полупроводниковые, диэлектрические), типу материала (бумажные, пластмассовые, металлические, комбинированные), форме представления данных (печатные, рукописные, магнитные, перфорационные), принципу считывания данных (механические, оптические, магнитные, электрические), конструктивному исполнению (ленточные, дисковые, карточные). Информация записывается на Н. и. посредством изменения физических, химических или механических свойств запоминающей среды (см. Запись и воспроизведение информации, Запоминающее устройство). Примерами широко распространённых Н. и. могут служить перфорационные карты (См. Перфорационная карта), перфорационные ленты (См. Перфорационная лента), магнитные ленты (См. Магнитная лента). Основные недостатки перфокарт и перфолент - ограниченная информационная плотность записи (до 10² бит на 1 см²) и малая механическая прочность. Магнитные ленты имеют значительно большую информационную плотность записи (до 10⁵ бит на 1 см²) и допускают многократное использование (многократную перезапись на одних и тех же участках ленты).

Лит.: Савета Н. Н., Устройства ввода и вывода информации универсальных электронных цифровых вычислительных машин, М., 1971; Анисимов Б. В., Хомяков К. С., Устройства подготовки данных для электронных вычислительных машин. М., 1972.

А. В. Гусев.