История развития магнитных лент

Обычно началом истории магнитной ленты как средства хранения компьютерных данных считается весна 1952 года, когда лентопротяжка Model 726 впервые была подключена к машине IBM Model 701, специально предназначенной для научных расчетов. Компьютер этот имел всего 1 Кбайт оперативной памяти на вакуумных лампах. Память на ферритовых сердечниках как готовый к использованию продукт появилась чуть позже. Однако, если быть точным, нужно признать, что IBM Model 701 не был первым компьютерным магнитофоном. Верно то, что в нем впервые использовали магнитную ленту для компьютерной цели. А магнитофон, пишущий на стальную струну, годом раньше был подключен к UNIVAC I.

В 1952 году удалось с большой точностью предсказать результаты президентских выборов, используя компьютер UNIVAC I. Вот уж пример «убийственного приложения», отличный незапланированный маркетинговый ход. Усилиями СМИ мгновенно родился общественный интерес к компьютерам, они в одночасье вышли из лабораторий. На самом деле UNIVAC I создавался на деньги одного из крупнейших американских букмекеров, других спонсоров не нашлось. А делец этот оказался первым из представителей бизнеса, кто распознал значение компьютера в своем бизнесе, в прогнозе результатов в скачках. В силу профессионального риска, присущего такого рода деятельности, этот слишком умный букмекер не дожил до реализации проекта. Создателям UNIVAC I Джону Эккерту и Джону Мочли пришлось срочно искать других покровителей.

В Model 726 использовали катушки от кинопленки, соответственно ширина ленты оказалось равной одному дюйму, а диаметр бобины - 12 дюймам. Model 726 была способна сохранять 1,4 Мбайт данных, что соответствует емкости одной современной дискеты. Плотность 9-дорожечной записи составляла 800 бит на дюйм, при движении ленты со скоростью 75 дюймов в секунду в компьютер передавалось 7500 байт в секунду. Сама магнитная лента для Model 726 была разработана компанией 3M (теперь Imation).

Компания сохранила положение одного из главных поставщиков лент. Плотность записи была столь мала, а надежность считывания столь низка, что в течение длительного времени существовал несколько странный способ аварийного чтения. Вплоть до 80-х годов в комплект поставки лент входил флакон специальных чернил.

Довольно скоро от дюймовых лент по понятным причинам отказались, и на длительный период установилось почти монопольное господство полудюймовых «открытых лент» (open reel), в которых перемотка осуществлялась с одной бобины на другую (reel-to-reel). Плотность записи повышалась с 800 до 1600 и даже 6250 бит на дюйм. Эти ленты со съемными кольцами для защиты от записи были популярны на компьютерах типа ЕС и СМ ЭВМ. Они широко использовались до середины 90-х годов и, судя по тому, что наличествуют в номенклатуре производителей лент, где-то используются и до сих пор. Объем записываемых на полудюймовые ленты данных измерялся сначала несколькими десятками мегабайт, а в последних версиях вырос до 250 Мбайт. Когда такие устройства снимали с эксплуатации, информацию приходилось скачивать на более современные носители. Было занятно наблюдать, как содержимое нескольких огромных бобин умещалось на одной ленте стримера QIC размером с обычную аудиокассету. Надо заметить, полудюймовые ленты широко использовались не только для резервирования и архивирования, но и для переноса данных с машины на машину. Они были стандартом, поэтому прочитать на EC ЭВМ ленту, записанную на СМ, не составляло труда. Они были распространенным средством транспортировки программ и данных. Кстати, на этих лентах в стенах советских институтов начиналось пиратское копирование системных и прикладных программ, правда, тогда никто не знал этого слова.

Говоря о магнитных летах, нельзя не вспомнить еще одно чрезвычайно изящное устройство, предшествовавшее современному оборудованию. DECtape, не имевшие аналогов среди накопителей, в 60-е и 70-е годы были очень популярны на DEC-овских «мини». Их распространенность объяснялась тем, что с появлением недорогих миниЭВМ оказалось востребованным устройство, похожее по своему назначению на флоппи-диски. Пользователям был необходим легкий сменный носитель «индивидуального пользования», но первые 8-дюймовые гибкие диски появились на свет лет на десять позже. Решение на основе имеющихся в ту пору технологий было найдено инженерами из DEC, и называлось оно DECtape.

Рис. 31. Накопитель IBM в 1953 году

 

В накопителе IBM, которое увидело свет в 1953 году, использовалась оксидированная неметаллическая пленка, шириной чуть больше сантиметра (рис.31). Информация записывалась в шести каналах, располагавшихся вдоль ленты. Седьмой канал применялся для контроля при записи и считывании методом контроля четности с введением избыточности. Плотность записи на ленте составляла 100 бит на дюйм длины ленты. Ленты можно было переставлять с устройства на устройство. Получили распространение два варианта лентопротяжных устройств - с двумя 1200-футовыми и двумя 200-футовыми катушками

В основу DECtape было положено устройство, которым комплектовалась, выпущенная малой серией машина LINC. Об этой машине тоже стоит вспомнить, ведь именно ее сообщество IEEE Computer Society признало в качестве первого персонального интерактивного компьютера. LINC в 1962 году спроектировали Весли Кларк и Северо Орнштейн, первопроходцы из Линкольновской лаборатории. Проект был доступен всем - он, как говорят, был помещен в public domain - поэтому клонировался несколькими компаниями, широко использовался военными, в том числе, устанавливался на атомных подводных лодках. LINC имел операционную систему, экран, напоминавшее мышь четырехкнопочное устройство и своеобразный накопитель на ленте. Этот компьютер оказал влияние на появление PDP-8, был даже некий гибрид LINC-8. Последний LINC был снят с эксплуатации только в 1995 году и помещен в музей МТИ. В усовершенствованном виде лента с LINC получила новое воплощение в виде серийного накопителя TU56 и нескольких его вариаций.

Использованный в DECtape носитель, диаметром четыре дюйма, а шириной три четверти дюйма, был предварительно форматирован, разделен на 1474 блока по 129 12-разрядных слов, таким образом, всего на нем можно было хранить до 184 килослов. Запись и чтение можно было выполнять в режиме, близком к прямому доступу к данным.

Необходимость в принципиально новых накопителях возникла в середине 80-х. Размеры жестких дисков, устанавливаемых на машинах, стали измеряться сотнями мегабайт или даже гигабайтами. Понадобились резервные накопители, соответствующие этим дискам по емкости. Неудобства открытых лент были понятны, даже в быту кассетные магнитофоны быстро вытеснили катушечные. Естественный переход к картриджам происходил двумя путями. По одному пути шли те компьютерные компании, которые создавали свои собственные специализированные устройства, специально ориентированные на компьютеры решения (в основном, по линейной технологии). По второму - компании, пришедшие к выводу, что технологии с вращающимися головками, изобретенные для видеозаписи и цифровой аудиозаписи, могут быть адаптированы для компьютеров.

В 80-е годы, во время первой ленточной революции, существовали две крупные компьютерные компании - IBM и DEC, и обе они решили строить новые накопители по линейной технологии. В IBM разрабатывались мощные устройства 3480/3490 и 3590 Magstar, от которых ведет свое генеалогическое древо и стандарт LTO Tape Cartridge. В DEC было создано устройство, которое по замыслу должно было конкурировать с ними, оно послужило началом для формата DLT. На первых порах это устройство называлось CompacTape и предназначалось для создания резервных копий на компьютерах собственного производства DEC. Не имея достаточного опыта работы с магнитными лентами, DEC обратилась за сотрудничеством к японской корпорации Fujifilm. Вместе они разработали устройство TF85 CompacTape cartridge, продемонстрированное DEC в 1991 году, которое было способно хранить 2,6 Гбайт. Спустя год появилось 6-гигабайтное устройство TF86 CompacTape cartridge. Но вскоре, в 1993 году, DEC продала эту продуктовую линейку известному производителю жестких дисков, компании Quantum. В 1994 году Quantum выпустила протяжку и картридж DLT-4000 емкостью 20 Гбайт. К 2002 году Quantum выпустила боле 1,6 млн. устройств DLT и свыше 70 млн. картриджей для них.

Другая группа компаний занялась адаптацией известных способов записи на ленту к компьютерам. Большого успеха на этом направлении добились в 3M. Еще в начале 70-х годов компания разрабатывала кассетные ленточные устройства стандарта QIC (Quarter-Inch-tape-Cartrige), предназначенные для телекоммуникационных приложений. В 3M вовремя сориентировались, изменив предназначение своего изделия, формат QIC оказался одним из наиболее дешевых и практичных для использования на ПК. Он прошел целый ряд трансформаций, всего насчитывается около 120 разновидностей. Есть его версия под названием Travan, поддерживаемая до сих пор.

В середине 80-х группа инженеров из Storage Technology, вдохновленная доступностью видеолент форматов 8mm и VHS, основали известную теперь компанию Exabyte. Им удалось использовать преимущества винтовой технологии. Работая вместе с Sony, они уже в 1987 году смогли поставить на развивающийся рынок Unix-серверов накопитель емкостью 2,4 Гбайт и скоростью обмена 240 Кбайт/с. В следующей версии на том же формате ленты скорость возросла до 1 Мбайт/с, а емкость составила 7 Гбайт.

Третья попытка адаптации известных продуктов состоялась в 1989 году, когда усилиями компаний Hewlett-Packard и Sony был адаптирован для хранения данных формат Digital Audio Tape (DAT) на его основе возник стандарт Digital Data Storage (DDS).

В конце 90-х наметились предпосылки к очередной революционной перемене. Появилось еще насколько многообещающих, новых форматов, в том числе AIT, VXA и ADT, затем S-AIT, наконец, в нынешнем году ожидается еще один - O-Mass.

Картриджи используются либо в автономных устройствах, либо в составе ленточных библиотек. Первой роботизированную библиотеку на 6 тыс. картриджей выпустила компания StorageTek в 1987 году.

Технологии записи

На технологии, используемые при создании ленточных накопителей, оказывают влияние несколько обстоятельств. Во-первых, лента - это, по всей видимости, самое механическое, если так можно сказать, устройство из всей компьютерной периферии. Создателям новых устройств приходится решать целый ряд специфических проблем механического свойства. Им нужно выбрать оптимальную ширину ленты и метод размещения записи на ленте, обеспечить максимальную динамику движения и минимальное число перегибов при перематывании, найти способ минимизации трения ленты с головками чтения/записи (от этого зависят ключевые параметры - долговечность головки и срок жизни кассеты) и т.д. Вторая проблема - собственно способ записи на ленту и метод считывания информации, в том числе и компрессии данных. Но самое главное заключается в том, чтобы найти оптимальное сочетание, обеспечивающее наиболее быстрый доступ к данным, высокую пропускную способность канала передачи и надежность хранения. В поисках оптимума каждый из производителей избирает собственное направление. Разнообразию решений способствует то, что ленты перестали быть средством для обмена данными, они используются сугубо локально, «по месту прописки». Следовательно, нет особой нужды в стандартизации. В результате после развала «Вавилонской башни» полудюймовых лент рынок рассыпался на множество несовместимых форматов, поддерживаемых теми или иными производителями. В сегменте индивидуальных рабочих станций и ПК в основном работают Tandberg и Sony, а лентопротяжки для корпоративных систем производят кроме двух этих компаний еще и Ecrix, Benchmark, Quantum, Exabyte, IBM и Quantum.

При описании технологий сознательно опущены такие вопросы, как физика процессов чтения и записи, устройство головок и т.д. На пользовательском уровне они практического значения не имеют, хотя, конечно же, именно они определяют технические возможности. Также отдельную область образует направление, получившее название RAIT (Redundant Array if Independent Tapes), по своей идеологии близкое к «классическим» дисковым массивам RAID.

С появлением совсем новых технологий деление на классы размывается. Так, на протяжении многих лет ленты классифицировали по тому, как используется площадь записи, выделяя два принципиально разных подхода. Первый - «линейный» (linear), и его подвид - «серпантинный» (linear serpentine). Второй - helical scan, что переводится как «винтовой», «наклонно-строчный», «спиральный» или «запись по диагональным дорожкам». Они успешно сосуществуют и конкурируют почти пятьдесят лет. Линейный метод записи появился немного раньше, в первой версии использовалась всего одна дорожка, протяженностью во всю длину ленты. Она делилась на блоки специальными маркерами «конец блока», «конец ленты» и межблочными промежутками. На дорожке в одну строку записывалось по 9 бит (8 информационных и один контрольный). В последующем число дорожек стало возрастать, их стали зацикливать змейкой от начала к концу ленты и обратно. Это оказалось удобнее, стало возможным выполнять операции чтения/записи при двустороннем движении увеличилась «логическая» длина ленты, которая составляла сумму длин всех дорожек. Наклонно-строчный способ записи был заимствован из технологий телевидения. Он был предложен существующей до сих пор компанией Ampex в 1956 году, отличие нового способа записи заключалось в замене неподвижных головок вращающимися.

Решение O-Mass от Tandberg грозит изменить и еще целый ряд сложившихся представлений, в том числе о ширине используемых лент. До сих пор применяли ленты шириной от 4 миллиметров до полудюйма. В перспективе же ширину ленты в накопителях O-Mass можно довести до 3 дюймов. Картридж O-Mass будет напоминать рулонный графопостроитель. Широкая лента будет перематываться с катушки на катушку, а головка будет смещаться по ширине ленты. Радикальность подхода Tandberg, разрабатывавшегося более семи лет, заключена в конструкции. Во всех типах устройств лента, так или иначе, вытягивается навстречу головкам, а в O-Mass лента просто мотается между катушками, а сами головки въезжают внутрь кассеты.

Новые решения, предложенные другими компаниями, тоже по-своему оригинальны. Например, формат VXA компании Ecrix позволяет записывать данные в пакетном режиме, а со стандарта AIT (корпорация Sony Electronics) началось использование встроенной в кассету памяти (memory-in-cassette, MIC). Технологическое разнообразие ленточных устройств настолько велико.

В качестве критерия для классификации можно выбрать ширину ленты. Малый класс - ленты широтой 4 миллиметра, средний - 8-миллиметровые ленты, старший - полудюймовые ленты. Отдельное место занимают элитные продукты класса high-end - IBM 3480/3490, Storage Tec 9840, DTF и Ampex.

Младший класс

К младшему классу можно отнести технологии, построенные на форматах QIC и 4mm DAT. От более мощных устройств они отличаются не столько объемами хранения, сколько цифрами, характеризующими скорость обмена, работоспособность и надежность хранения. По показателям времени наработки на отказ они не уступают своим старшим «собратьям», но при этом не предполагается непрерывная работа, устройство может быть занято не более 20% времени, количество циклов использования носителей может отличаться на порядки, заметно ниже гарантированный срок работоспособности носителя. С 1989 года с форматом QIC наиболее успешно работает норвежская компания Tandberg Data, предложившая технологию Scalable Linear Recording (SLR). В 1999 году она представила третье поколение устройств, включающее устройства SLR7, SLR60 и SLR100. В настоящее время выпускаются протяжки емкостью до 40 Гбайт (в перспективе предполагается довести их емкость до 200 Гбайт), но при этом в производстве сохраняются и дешевые модели в диапазоне от 0,5 до 4 Гбайт. С вариацией QIC, которая получила собственное название Travan, продолжают работать компании Seagate и Imation. В 2002 году они анонсировали модель шестого поколения Travan 40, которая способна хранить 20 Гбайт (40 в сжатом виде) и обладает скоростью обмена 2 Мбайт/с (4 Мбайт/с).

DDS, второй из младших форматов, испытал четыре смены поколений, пройдя путь от DDS-1 до DDS-4, на очереди DSS-5. В процессе эволюции DDS обрел емкость с 1,3 Гбайт до 20-40 Гбайт. Скорость передачи данных увеличилась с 0,18 Мбайт/с до 5-6 Мбайт/с.

Средний класс

Второй класс накопителей использует ленту шириной 8 миллиметров. У форматов Mammoth и AIT общий предок - стандарт записи для видеокамеры, использующий 8-миллиметровую пленку. Поэтому они используют один и тот же, винтовой способ записи. Поначалу стандарт 8mm был един для всех производителей компьютерных магнитофонов, которые подключались по интерфейсу SCSI и имели емкость в диапазоне от 3,5 до 14 Гбайт. В дальнейшем пути производителей разошлись.

Стандарт Mammoth, разрабатываемый Exabyte, - уже не адаптация формата 8mm, взятого из видеокамеры, а специальная разработка на тех же принципах. Последовательно в трех поколениях Mammoth улучшается механика, повышаются эксплуатационные и тактико-технические данные, но при этом ни в одной из редакций не появилось никакого принципиально нового качества. Возможно, поэтому Exabyte приобрела компанию Ecrix, предложившую принципиально новый стандарт VXA, в котором есть принципиально иные подходы, позволяющие согласовать асинхронность процесса подготовки данных к записи с особенностями движения ленты. Это, прежде всего, запись данных в пакетном режиме в формате DPF (Discrete Packet Format), за которым явно просматриваются идеи пакетной коммутации. Второе - работа с переменной скоростью (Variable Speed Operation, VSO), которая позволяет изменять скорость ленты в соответствии с изменением скорости передачи данных. Многократное сканирование (OverScan Operation, OSO) повышает эффективность процесса чтения и надежность.

Mammoth-2 обеспечивает скорость передачи данных 12 Мбайт/с, емкость без компрессии 60 Гбайт. Алгоритм компрессии ALDC (Adaptive Lossless Data Compression) обеспечивает соотношение 2,5:1, позволяя довести общую емкость ленты до 150 Гбайт. В Mammoth-3 скорость увеличена до 30 Мбайт/с, а емкость - вдвое. Для сравнения, формат VXA-1 имеет емкость 33/66 Гбайт. Следующая редакция, VXA-2, предлагает компрессированную емкость 150 Гбайт и скорость передачи 12 Мбайт/с. Обещаны VXA-3 и VXA-4, компрессированные емкости которых должны достичь 320 Гбайт и 640 Гбайт соответственно, а скорости передачи данных - 16 Мбайт/с и 32 Мбайт/с.

Формат AIT, разработанный Sony, получил известность в основном тем, что в нем впервые была использована встроенная флэш-память на кассете MIC (Memory-In-Cassette), в 64 килобайта которой помещается служебная информация о содержимом ленты, в том числе, карта распределения данных, позволяющая оптимизировать доступ к ним. Картридж AIT-1 позволял хранить 25Гбайт при скорости обмена 3 Мбайт/с (7,8). В следующем поколении AIT-2 числовые характеристики возросли вдвое, в поколении AIT-3 - еще в два раза. В готовящемся к выпуску четвертом поколении AIT-4 обещанная емкость составляет 200 (400 компрессированных) Гбайт при скорости обмена 24 Мбайт/с.

Технологию Advanced Digital Recording (ADR) пока можно отнести к 8-миллиметровым. Особенность технологии ADR заключается в наличии специальных средств мониторинга за движением ленты, которые обеспечивают более высокую плотность записи. Уже сейчас на ленте шириной 8 миллиметров размещается 192 дорожки, одновременно читаются восемь, что позволяет обеспечить высокую скорость обмена. Повышению плотности способствуют и уникальные механизмы коррекции ошибок. В нынешнем виде показатели не поражают: емкость кассеты - 25 Гбайт (50 Гбайт с компрессией) при скорости обмена 2 Мбайт/с (4 Мбайт/с с компрессией). Однако, как утверждается, длина ленты может быть увеличена вдвое, ширина - в три раза, число треков - в четыре раза, а плотность на треке - еще в три раза. В итоге емкость ленты составит 3600 Гбайт (7200 с компрессией) при скорости обмена 130 Мбайт/с (260 Мбайт/с с компрессией). 7 Тбайт на одной кассете.

Старший класс

Класс полудюймовых лент представлен сегодня тремя стандартами - DLT (SDLT), LTO (LTO 2) и S-AIT. Все три могут быть использованы в ленточных библиотеках, поставляемых их основными производителями, компаниями Storage Technology и ADIC.

S-AIT (Super Advanced Intelligent Tape), являющийся логическим продолжением восьмимиллиметрового формата AIT, первым на практике преодолел терабайтный барьер. Его емкость - 500 Гбайт (1,3 Тбайт с компрессией). На очереди вторая версия SAIT-2 в ней емкость будет увеличена в два раза, до 1 Тбайт (2,6 Тбайт с компрессией) при скорости обмена 60 Мбайт/с (156 Мбайт/с с компрессией). В каждом из двух следующих поколений SAIT-3 и SAIT-4 характеристики будут последовательно удваиваться. Другими словами, для SAIT-3 емкость составит 2 Тбайт (5,2 Тбайт с компрессией) при скорости обмена 120 Мбайт/с (312 Мбайт/с с компрессией), для SAIT-4 - 4 Тбайт (10,4 Тбайт с компрессией).

Accelis был предназначен для приложений, где требуется высокая скорость доступа. Поэтому был избран вариант картриджа с двумя катушками. В исходном положении лента поровну распределена между ними. В первой опубликованной редакции были объявлены следующие показатели: емкость 25 Гбайт (50 Гбайт с компрессией) при скорости обмена 20 до 40 Мбайт/с. В последующем предполагалось увеличить емкость до 400 Гбайт, а скорость - до 320 Мбайт/с. Однако до сих пор сведений о практических реализациях Accelis нет.

Super Digital Linear Tape (SDLT), новейшая разновидность формата DLT, дебютировала в 2002 году. Она позволяет хранить 320 Гбайт компрессированных данных и передавать их со скоростью 16 Мбайт/с.

Магнитный барабан

Магнитный барабан - запоминающее устройство Центрально Вычислительной Машины, в котором носителем информации является покрытый слоем магнитного материала цилиндр, вращающийся с постоянной угловой скоростью. Цилиндр магнитного барабана (рис.32) изготавливают из немагнитных сплавов, в том числе из нержавеющей стали. Диаметр цилиндра от 100 до 500 мм, длина от 300 до 700 мм, магнитное покрытие - сплавы Ni-Со, Со-W и др., наносимые гальваническим способом.

Рис. 32. Магнитный барабан: 1 - электродвигатель; 2 - цилиндр (барабан); 3 - магнитные головки; 4 - «дорожки»; 5 - ось магнитного барабана; 6 - станина (корпус)

Магнитная запись и считывание информации производятся с помощью магнитных головок, которые устанавливают вдоль образующих цилиндра Магнитный барабан на расстоянии 15-30 мкм от его поверхности. Магнитный барабан относятся к запоминающим устройствам с произвольным обращением, информация размещается на «дорожках» - участках поверхности. Магнитный барабан, расположенный с шагом 0,2-0,8 мм, плотность записи (от 25 до 40 импульсов на 1 мм), в мере зависит от зазора между головками и поверхностью Магнитного барабана. При зазорах в несколько мкм большое значение имеют тщательная балансировка Магнитного барабана и центровка его при установке в подшипниках, а также изоляция рабочей поверхности от пыли и влаги и блоков магнитных головок от воздействия окружающей среды. Применением «плавающих» головок, которые не крепятся жестко, а «плавают» на воздушной подушке у поверхности Магнитного барабана, можно уменьшить зазор и увеличить плотность записи, а также снизить требования к точности изготовления и установки магнитного барабана.

Количество дорожек на магнитном барабане от десятков до нескольких тысяч. Информационная ёмкость от 6·10⁵ до 8·10⁹ бит, среднее время доступа (выборки информации) 2,5-50мсек, частота вращения Магнитного барабана от 500 до 20 000 об/мин. В магнитном барабане небольшой ёмкости головки неподвижны, число их обычно равно числу разрядов машинного слова. Для увеличения плотности записи головки устанавливают с некоторым сдвигом. В магнитный барабан большой ёмкости применяют подвижные головки с автоматическим перемещением, запись ведётся не полным словом, а частями (обычно байтами).

Логические схемы создавались на дискретных радиодеталях и электронных вакуумных лампах с нитью накала. В оперативных запоминающих устройствах использовались магнитные барабаны, акустические ультразвуковые ртутные и электромагнитные линии задержки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). В качестве внешних запоминающих устройств применялись накопители на магнитных лентах, перфокартах, перфолентах и штекерные коммутаторы.

Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жестко ориентированы на конкретную модель машины и «умирали» вместе с этими моделями.

В середине 1950-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), позволявшие вместо двоичной записи команд и адресов использовать их сокращенную словесную запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач - язык Фортран, а в 1958 году - универсальный язык программирования Алгол.

ЭВМ, начиная от UNIVAC и заканчивая БЭСМ-2 и первыми моделями ЭВМ "Минск" и "Урал", относятся к первому поколению вычислительных машин.

Рис. 33. Машинный зал IBM 701

29 апреля 1952 г. появилась первая ЭВМ фирмы IBM (рис.33). В качестве памяти использовался магнитный барабан. Емкость ОЗУ - 20480 байт Производительность 8000 операций в секунду.

Рис. 34. Магнитный барабан польского компьютера ZAM-41

Магнитный барабан широко использовался в 1950-1960-х годах. Первый польский компьютер для обработки данных был представлен в Институте математических машин в Варшаве (рис.34). Он был компьютеров массового производства для обработки данных, разработанной IMM по приказу правительства.

Для многих вычислительных машин барабан являлся основной памятью, в которой располагались программы и данные, записываемые или считываемые с барабана при помощи таких носителей информации, как перфолента или перфокарты. Барабаны применялись настолько широко, что содержащие их вычислительные машины часто называли «барабанными компьютерами». Магнитный барабан также производился и в советское время (рис.35). В дальнейшем магнитный барабан был вытеснен памятью на магнитных сердечниках, которая работала быстрее, не имела движущихся частей и использовалась до самого появления полупроводниковой памяти.

Ключевое отличие между барабаном и диском заключается в том, что на барабане головки не могут перемещаться произвольно для поиска необходимой дорожки. Это означает, что время чтения и записи любого одиночного фрагмента информации меньше, чем оно было бы на диске. Контроллер просто ждет, когда данные появятся под нужной головкой при повороте барабана. Производительность магнитных барабанов полностью определяется скоростью их вращения, в то время как у диска важны как скорость вращения, так и скорость перемещения головок.

Рис. 35. Магнитный барабан советского производства

Тем не менее, проблемы с производительностью были заметны, и программисты часто брались за ручное написание кода на поверхности барабана особым способом для уменьшения количества времени, необходимого для поиска следующей инструкции. Они делали это, тщательно измеряя время поиска определённой инструкции для выполнения и готовности компьютера к выполнению следующей инструкции, затем располагали эту инструкцию на барабане таким образом, чтобы она в нужный момент «подъезжала» точно под считывающую головку. Такой метод компенсации временных задержек называется коэффициентом пропуска или чередованием и всё ещё используется в современных контроллерах жёстких дисков.

ГЛАВА 5 ОЦЕНКА СТОИМОСТИ ВАРИАНТОВ РЕЗЕРВНОГО КОПИРОВАНИЯ ФОТОАРХИВА ИМТ

Необходимость резервного копирования фотографий очевидна. Ежегодно во всем мире происходит большая потеря данных, которую уже нельзя восстановить. Это проблема коснулась и наш техникум. Внедрение резервного копирования данных в информационной системе позволяет:

· восстановить функционирование информационной системы в кратчайшие сроки в случае частичного или полного разрушения данных

· создавать и поддерживать архивы данных

· осуществлять перенос больших объемов информации

Крупные организации для резервного копирования используют ленточные накопители. Они отлично комбинируют в себе надежность хранения, низкую удельную стоимость хранения информации. Благодаря такой комбинации показателей, ленточные накопители отлично подходят для долговременного (многолетнего) хранения данных.

Все же магнитная лента в качестве дублирования фотографий ИМТ нам не подходит. Этот способ более подходит для крупных предприятий, у которых достаточно много информации, которую нужно дублировать и хранить в архивах.

Использование гибкого магнитного диска (дискета) и оптического диска не рациональный способ хранения, в связи небольшим объемом памяти. Поэтому целесообразно применять накопители, обеспечивающие сравнительно небольшое время доступа и обладающие большой емкостью.

Если смотреть на другие варианты резервного копирования, то они не соответствуют критериям. Некоторые варианты уже устарели, например магнитный барабан. Флеш-накопитель не подходит тем, что на нем не достаточно объема памяти для резервного копирования. Остается выбор только между жестким магнитным диском и внешним магнитным диском.

Жесткий диск - является самой хрупкой деталью в рабочем состоянии, так как он состоит из диска и плавающей по его поверхности электромагнитной головки. При падении или ударе, головка во время чтения или записи может, зацепится за поверхность, и вызвать сбой, или даже поломку жесткого диска.

Внешний жесткий диск можно подключить к USB порту и выполнить резервное копирование файлов на этот диск. Обычно на них имеются программы резервного копирования информации. Программа позволяет производить резервное копирование всех, или определенных вами файлов и папок в автоматическом режиме и, в случае необходимости, восстановить их на компьютере. Для максимальной защиты храните внешний жесткий диск в защищенном от огня месте отдельно от компьютера.

Проведя анализ вариантов резервного копирования можно сделать вывод, что внешний жесткий диск самый подходящий вариант. Он подходит своей надежностью, мобильностью в использовании, объемом памяти, удобным интерфейсом и современностью.