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追溯磁带的历史:一场OOXX的游戏(二)

 

数字时代

2013年10月10日存储在线翻译:接之前翻译的文章 《追溯磁带的历史:一场OOXX的游戏(一)》 。面向数据记录的磁质磁带的商业应用始于1951年的Remington Rand UNIVAC。UNIVAC有自己的基于数据记录系统的磁带,称为Uniservo。这个系统是由J Presper Eckert和John Mauchly设计的。这个数字数据记录器使用1/2英寸Vicalloy(镍铁合金,磷青铜)金属磁带,磁带的厚度为0.003英寸。当时,这个媒介被认为是最可靠的,尽管它的读取头经常会损耗。

UNIVAC的资讯片:5分35秒的对磁带的介绍

设计师推出了一个单独的Mylar(涤纶)磁带来介于读取头和金属磁带之间——防止读取头因摩擦而损耗。Mylar有自己的环圈和张力臂。看一眼Uniservo,我们可以看到这个磁带路径非常复杂——确实,真空缓冲(可以加快磁带启动/停止速度)的缺失带来了弹簧松紧臂的使用——不过它的一部分也是Mylar环圈机制。我组装的整个Uniservo的细节可以在这里看到。

重金属记录

原来的8英寸磁带盘不仅包含一个很重的1200英尺的金属磁带,而且还包含很大的铝质的卷筒盘,整个重量达到25英镑。Uniservo可以在100ips(每秒英寸)速度下传输磁带,而且每个磁带盘可以存储150万个字符(224kB),也就是每英寸存储128个字符(CPI:每英寸字符)。

Uniservo有一个8轨读取头阵列——6个用于数据,一个用于校验,一个用于计时通道。尽管这个设计从理论上来说可以每秒处理1.28万个字符,但实际上,传输速率大约为7200cps(每秒字符),剩下的余量用于记录间间隔(IRG)——不同数据记录之间的磁带的物理间隔。

UNIVAC数据磁带虽然开始的时候是金属,但是性能远超打卡和纸质磁带

数据是记录在固定大小的60个单词的块中,每个单词12个字符。一个Univac I可以超过至多10个Uniservo,同时Unservo也可以单独发挥作用。该系统使用相位编码(PE)来将信号记录到磁带。磁带在写入操作的时候需要向前移动,不过在读取操作的时候两个方向移动都可以。Univac IIa开始使用氧化铁磁带,该系统也可以容纳Vicalloy记录。

为了后向兼容,Univac的一个卖点就是它的卡-到-磁带转换器可以每分钟处理240个卡,而单个磁带可以存储2万个卡。

IBM的数据记录技术可能不是第一家,不过它在1952年的面世带来了几项创新,包括在磁带存储上使用氧化铁磁质磁带。IBM 726用于701 Data Processing System(数据处理系统)。它是一个7轨格式的系统,其中6轨用于数据,1轨用于校验。IBM 726承载两个磁带传输,每个磁带传输的速度为75ips,也就是100cpi和7500cps的速度。

IBM 726在一个8英寸磁带盘上使用1/2英寸磁带,IBM提供两个1200英尺的磁带盘和2个原来是醋酯纤维磁带的200英尺的磁带盘。编码系统是NRZI(不归零反转,经常被称为“Nur-zee”)。该单元提供的最高纪录容量为2.3MB,使用真空缓冲来实现快速启动/停止纪录操作和回放操作。这些双真空柱一直是IBM磁带驱动器的特色,直到1984年为止。

数据磁带传输:机械张力臂(左边)和真空泵(右边),真空泵使用空气压力来保持磁带的稳定性

作为Lincoln Labs TX(Transistor Experimental项目)的成果,TX-2于1958年面世。根据它的设计者Wesley A Clark的说法,它的在线磁带存储使用3/4英寸磁带和14英寸磁带盘,该磁带盘可以容纳2500英尺长的磁带。鉴于这个磁带盘尤其笨重,当数据记录器改变方向的时候,噪音据说会震耳欲聋,而块搜寻模式下磁盘在以60mph(英里/小时)速度前进的时候,整个房间都会震动。

这个早期格式的细节很粗略,Clark还有一些其他想法来制造TX-2磁带系统。他建议了一个快照方式来像多年后的软盘那样在一个小型的可携带磁盘盘上提供个人文件存储。他的同事Dick Best和Tom Stockebrand的成果促成了后来的LINCtape(以及后面的DECtape)。一篇名为《固定地址的计算机集成快速访问磁质磁带系统》的论文描述了这个10轨设计原型的工作原理,该原型使用1/2英寸磁带和10英寸磁带盘。

LINC/DECtape使用3.5英寸磁带盘,其中包含260英尺磁带,可存储大约400kB数据。这个磁带格式与其他设计不同的地方是它没有真空泵或主动轮,而是依赖于磁带盘电机。

LINC磁带驱动器复原——有关该项目的更多细节在这里。

感谢Herb Johnson提供照片

在真空柱内的4个电机可以为系统省下很大一笔成本。磁带盘有很大的中心,不过上面没有多少磁带,因此直径几乎是固定的。速度虽然不是固定的,不过波动不大——最多10%左右。前进电机决定磁带的速度,而其他电机则提供张力。

这个磁带比IBM的要宽50%,是3.4英寸,而记录密度则为了稳定性而降到很低。为了证明这一点,有一个有名的演示是表现将一个烟灰缸里面的烟灰倒入正在使用中的传输的磁带。Linc磁带采用Ken Olsen的DEC逻辑模块,因此后来自然发展到DECTape。(未完待续)

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