Устройство памяти эвм с магнитной записью сообщение

Обновлено: 01.06.2024

Назначение и основные характеристики памяти В процессе работы компьютера программы, исходные данные, а также промежуточные и окончательные результаты необходимо где-то хранить и иметь возможность обращаться к ним. Для этого в составе компьютера имеются различные запоминающие устройства, которые называют памятью. Информация, хранящаяся в запоминающем устройстве, представляет собой закодированные с помощью цифр 0 и 1 различные символы (цифры, буквы, знаки), звуки, изображения .

Память компьютера — совокупность устройств для хранения информации. В процессе развития вычислительной техники люди вольно или невольно пытались по образу и подобию собственной памяти проектировать и создавать различные технические устройства хранения информации. Чтобы лучше понять назначение и возможности различных запоминающих устройств компьютера, можно провести аналогию с тем, как хранится информация в памяти человека.

Информация, которую человек постоянно хранит в своей внутренней памяти, характеризуется гораздо меньшим объемом по сравнению с информацией, сосредоточенной в книгах, кинолентах, на видеокассетах, дисках и других материальных носителях. Можно сказать, что материальные носители, используемые для хранения информации, составляют внешнюю память человека. Для того чтобы воспользоваться информацией, хранящейся в этой внешней памяти, человек должен затратить гораздо больше времени, чем если бы она хранилась в его собственной памяти. Этот недостаток компенсируется тем, что внешняя память позволяет сохранять информацию сколь угодно длительное время и использовать ее может множество людей.

Подобный принцип разделения памяти использован и в компьютере. Вся компьютерная память поделена на внутреннюю и внешнюю. Аналогично памяти человека, внутренняя память компьютера является быстродействующей, но имеет ограниченный объем. Работа же с внешней памятью требует гораздо большего времени, но она позволяет хранить практически неограниченное количество информации.

Классификация видов компьютерной памяти

Внутренняя память состоит из нескольких частей: оперативной, постоянной и кэш-памяти. Это связано с тем, что используемые процессором программы можно условно разделить на две группы: временного (текущего) и постоянного использования. Программы и данные временного пользования хранятся в оперативной памяти и кэш-памяти только до тех пор, пока включено электропитание компьютера. После его выключения выделенная для них часть внутренней памяти полностью очищается. Другая часть внутренней памяти, называемая постоянной, является энергонезависимой, то есть записанные в нее программы и данные хранятся всегда, независимо от включения или выключения компьютера.

Характерными особенностями внутренней памяти по сравнению с внешней являются высокое быстродействие и ограниченный объем. Физически внутренняя память компьютера представляет собой интегральные микросхемы (чипы), которые размещаются в специальных подставках (гнездах) на плате. Чем больше размер внутренней памяти, тем более сложную задачу и с большей скоростью может решить компьютер. Постоянная память хранит очень важную для нормальной работы компьютера информацию. Это свойство постоянной памяти объясняет часто используемое ее английское название Read Only Memory (ROM) — память только для чтения. Вся записанная в постоянную память информация сохраняется и после выключения компьютера, так как микросхемы являются энергонезависимыми. Запись информации в постоянную память происходит обычно только один раз — при производстве соответствующих чипов фирмой-изготовителем .

Оперативная память хранит информацию, необходимую для выполнения программ в текущем сеансе работы: исходные данные, команды, промежуточные и конечные результаты. Эта память работает только при включенном электропитании компьютера. После его выключения содержимое оперативной памяти стирается, так как микросхемы являются энергозависимыми устройствами. Кэш-память используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью. Алгоритм ее работы позволяет сократить частоту обращений микропроцессора к оперативной памяти и, следовательно, повысить производительность компьютера.

К характеристикам памяти для внешней памяти используют понятия плотности записи и скорости обмена информацией. Плотность записи определяется объемом информации, записанным на единице длины дорожки. Единицей измерения плотности записи служат биты на миллиметр (бит/мм). Плотность записи зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, то есть числа дорожек на поверхности диска. Скорость обмена информации зависит от скорости ее считывания или записи на носитель, что, в свою очередь, определяется скоростью вращения или перемещения этого носителя в устройстве. По способу записи и чтения устройства внешней памяти (накопители) подразделяются в зависимости от вида носителя на магнитные, оптические и электронные (флэш-память). Рассмотрим основные виды внешних носителей информации.

Гибкие магнитные диски Одним из наиболее распространенных носителей информации являются гибкие магнитные диски (дискеты) или флоппи-диски (от англ. floppy disk ). В настоящее время широко используются гибкие диски с внешним диаметром 3,5" (дюйма), или 89 мм, называемые обычно 3-дюймовыми. Диски называются гибкими потому что их рабочая поверхность изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Для доступа к магнитной поверхности диска в защитном конверте имеется закрытое шторкой окно.

Поверхность диска покрывается специальным магнитным слоем. Именно этот слой обеспечивает хранение данных, представленных двоичным кодом. Наличие намагниченного участка поверхности кодируется как 1, отсутствие — как 0. Информация записывается с двух сторон диска на дорожках, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на секторы. Дорожки и секторы представляют собой намагниченные участки поверхности диска. Для обращения к диску, установленному в дисководе, используются специальные имена в виде латинской буквы с двоеточием. Наличие после буквы двоеточия позволяет компьютеру отличить имя дисковода от буквы, поскольку это общее правило. Дисководу для считывания информации с 3-дюймового диска присваивается имя А: или иногда В:.

Жесткие магнитные диски Одним из обязательных компонентов персонального компьютера являются жесткие магнитные диски. Они представляют собой набор металлических либо керамических дисков (пакет дисков), покрытых магнитным слоем. Диски вместе с блоком магнитных головок установлены внутри герметичного корпуса накопителя, обычно называемого винчестером. Накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер) относится к накопителям с прямым доступом.

Жесткий магнитный диск представляет собой очень сложное устройство с высокоточной механикой чтения/записи и электронной платой, управляющей работой диска. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов, резких толчков. Для обращения к жесткому диску используется имя, задаваемое любой латинской буквой, начиная с С:. В случае если установлен второй жесткий диск, ему присваивается следующая буква латинского алфавита D: и т. д. Для удобства работы в операционной системе предусмотрена возможность с помощью специальной системной программы условно разбивать один физический диск на несколько независимых частей, называемых логическими дисками. В этом случае каждой части одного физического диска присваивается свое логическое имя, что позволяет независимо обращаться к ним: С:, D: и т. д.

Оптические диски Оптические, или лазерные носители — это диски, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча. Эти диски изготовлены из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Такие диски часто называют компакт-дисками у или CD (англ. Compact Disk — компакт -диск). Лазерные диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. При габаритах (диаметр — 120 мм), сопоставимых с флоппи-дисками (диаметр — 89 мм), емкость современного компакт-диска примерно в 500 раз больше, чем у дискеты. Емкость лазерного диска составляет примерно 650 Мбайт, что эквивалентно хранению текстовой информации объемом около 450 книг или звукового файла длительностью 74 минуты.

Магнитные ленты Магнитные ленты представляют собой носитель, аналогичный используемому в аудиокассетах бытовых магнитофонов. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации с магнитных лент, называется стримером (от англ. stream — поток, течение; струиться). Стример относится к устройствам с последовательным доступом к информации и характеризуется гораздо меньшей скоростью записи и считывания информации по сравнению с дисководами .

Флэш-память Флэш-память относится к электронному энергонезависимому типу памяти. Принцип работы флэш-памяти аналогичен принципу работы модулей оперативной памяти компьютера. Главное отличие состоит в том, что она энергонезависима, то есть хранит данные до тех пор, пока вы их сами не удалите. При работе с флэш-памятью используются такие же операции, что и с другими носителями: запись, чтение, стирание (удаление). Флэш-память имеет ограниченный срок службы, который зависит от объема перезаписываемой информации и от частоты ее обновления.

вывод Современные компьютеры, как правило, имеют внешнюю память в составе: винчестер, дисковод для 3,5-дюймовых дискет, CD-ROM, флэш-память. Следует помнить, что магнитные диски и ленты чувствительны к воздействию магнитных полей. В частности, размещение поблизости с ними сильного магнита может разрушить информацию, хранимую на перечисленных носителях. Поэтому, используя магнитные носители, необходимо обеспечить их удаленность от источников магнитных полей .

Идея написать статью появилась довольно неожиданно, по мотивам небольшой дискуссии в комментариях к статье "Ферритовая память. Как это работало? Просто о сложном".

Сегодня пойдет разговор об использовании магнитных лент в качестве внешней памяти вычислительных машин.Накопители на магнитной ленте, или сокращенно НМЛ, использовались практически во всех машинах. До недавнего времени. Но и сегодня они не ушли окончательно в прошлое. В современных машинных залах, дата-центрах, они все еще используются для ведения архивных копий.

Но теперь это не отдельные накопители, а роботизированные ленточные библиотеки самых разных размеров. Например, довольно малогабаритная библиотека Qualstar RLS-8500, монтируемая в стойку.

Давайте посмотрим, как устроены и как работают НМЛ. И чем они отличаются от других устройств магнитной записи на лентах. Это довольно интересно, хоть и несколько потеряло сегодня актуальность.

Я отношу эту статью не к серии "история ЭВМ", а к серии "Как устроены и работают ЭВМ". И речь пойдет на конкретных ЭВМ или моделях накопителей, а о принципах их работы. Хотя многие моменты, пожалуй, имеют уже больше исторический интерес.

В статье будут рассматриваться общие принципы работы накопителей на магнитной ленте, более подробно 9-дорожечная лента (основной тип ленты в ЕС и СМ ЭВМ), и немного однодорожечные ленты.

И да, статья написана по памяти, на основе личного опыта работы с НМЛ. Таблицу группового кодирования уточнил в стандарте, поскольку "по памяти" вспомнить уже не получилось. Склероз.

Не смотря на то, что бытовые магнитофоны видели практически все, за исключением, возможно, самых молодых читателей, в машинных залах и дата-центрах бывали немногие. А накопители на магнитной ленте, которые используются в ЭВМ, и выглядят, и работают, совсем не так. Да и сам процесс обмена информацией между процессором и лентой отнюдь не прост.

Я постараюсь, максимально простым языком, рассказать как устроены и работают накопители на магнитной ленте (НМЛ), какие этапы обработки проходит информация между процессором и лентой, какие хитрости и тонкости, не видные невооруженным глазом, здесь есть.

Ссылка на статью, комментарии к которой и стали причиной данного рассказа

Аналоговый магнитофон, цифровой магнитофон, НМЛ

Давайте сначала посмотрим, какие основные требования предъявляются к разным типами устройств магнитной записи на ленте. Это поможет нам понять, почему они настолько разные даже внешне.

Аналоговый магнитофон

Аналоговые магнитофоны больше всего известны как устройства звукозаписи. Они были и катушечными, и кассетными, и бытовыми, и профессиональными. Да и в качестве носителя не всегда использовалась лента, применялась и стальная проволока.

Общие требования к таким магнитофонам, вне зависимости от деталей реализации, таковы:

Линейность передачи аналогового сигнала в процессе "запись-воспроизведение", отсутствие искажений. Это самое очевидное требование. Мы хотим, что воспроизводимый сигнал был максимально близок к записанному.
Записываемый сигнал представляет из себя переменное напряжение/ток, причем его спектр находится в ограниченном частотном диапазоне . Это менее очевидно требование, зачастую воспринимаемое как ограничение. на магнитную ленту нельзя записать сигнал постоянного тока, и даже слишком низкой частоты.
Записываемая на ленту информация не имеет структуры . Действительно, можно записать всю ленту один спектакль, а можно несколько альбомов любимого исполнителя. В последнем случае, с точки зрения человека, некоторая структурированность есть, но с точки зрения магнитофона структура отсутствует.
В режимах записи и воспроизведения лента движется с постоянной скоростью длительное время . Другими словами, режим движения ленты "непрерывный длительный". Другими словами, включили и слушаем, или записываем.
Режимов работы всего 4 . Запись, воспроизведение, ускоренная перемотка вперед, ускоренная перемотка назад.

Скорость движения ленты относительно магнитных головок могла быть разной. И сами головки могли быть подвижными, например, в видеомагнитофонах.

Цифровой магнитофон

Цифровые магнитофоны от аналоговых отличаются, в первую очередь, типом записываемого сигнала. Теперь важны только пороговые значения сигнала, а не промежуточные уровни. И записываемый сигнал является импульсами.

В остальном все примерно так же, как в аналоговом магнитофоне. То, что теперь записываемая информация может иметь некоторую структуру, не оказывает существенного влияния. Да, запись идет, например, побайтно, или блоками из определенного количества байт. Но лента все равно движется непрерывно с постоянной скоростью.

Здесь возможно следует сделать небольшое уточнение. Я говорю о цифровых магнитофонах, которые должны были вытеснить аналоговые из звукозаписи и видеозаписи. В таких магнитофонах информация рассматривалась как поток бит/байт

Это цифровой магнитофон, но требования к его функциональности существенно иные.

Записываемый сигнал является цифровым . Это совершенно естественное в данном случае требование
Запись информации выполняется блоками, которые могут иметь фиксированную или переменную длину . Переменная длина означает, что разные блоки могут иметь разную длину. По сути, запись отдельными блоками означает наличие структуры информации.
Лента движется в режиме старт/стоп . Это очень важный момент. ЭВМ может выполнить запись/считывание одного блока. И после окончания операции лента должна остановиться. Время старта и стопа должно быть малым, а во время выполнения записи/чтения блока лента должна двигаться с постоянной скоростью.
Основные режимы работы : запись блока, чтение блока, пропуск блока вперед, пропуск блока назад, перезапись блока, перемотка вперед до конца ленты, перемотка назад до конца ленты. Дополнительно могут быть реализованы другие операции, например, поиск блока вперед, поиск блока назад.

То есть, для НМЛ уже важна структура записи - отдельные блоки . А режимы работы, выполняемые операции или команды, стали нетривиальными. Операций записи теперь две, как минимум. Перезапись отличается от записи тем, что перезаписываемый блок должен расположиться в точно отведенном ему месте не затронув ни предшествующий, ни последующий блоки.

Использование аналогового магнитофона в качестве цифрового или НМЛ

Да, было и такое. Большей частью в бытовых условиях. Но функциональность такой замены была очень ограниченной. По сути, информация рассматривалась как непрерывный поток бит. Можно было записать на ленту содержимое области памяти. Можно было загрузить запись с ленты в память. И собственно говоря, это все.

Для сохранения/загрузки программ в первых бытовых ЭВМ этой функциональности хватало. Можно было сохранять/загружать и данные, но только в ручном режиме. Полноценной, да даже упрощенной, заменой НМЛ это назвать было нельзя. Зато это было дешево и доступно обычным людям. И использование видеомагнитофона, которое позволяло увеличить скорость передачи информации и ее объем, ситуацию не меняло.

Лентопротяжный механизм

Фотографию обычного бытового магнитофона я не буду приводить. Уверен, все представляют, как такие магнитофоны выглядят. А вот как устроен лентопротяжный механизм, в общем виде, аналоговых и цифровых магнитофонов, нам вспомнить будет полезно.

Вместо катушек можно нарисовать кассету, это ничего принципиально не изменит. Магнитных головок могло быть и больше, например, вместо универсальной использовались отдельные головки воспроизведения и записи. Это тоже не является принципиальным.

В режимах записи и воспроизведения лента двигалась с постоянной скоростью мимо магнитных головок. Направляющие ролики обеспечивали стабильность положения ленты по вертикали относительно рабочих зазоров магнитных головок. Движение ленты обеспечивал ведущий вал, на котором был закреплен маховик для стабилизации мгновенной скорости вращения. Лента к ведущему валу прижималась прижимным роликом.

В режимах перемотки магнитные головки и прижимной ролик отводились от ленты, а движение ленты обеспечивалось приводом катушек.

Направляющие ролики могли быть подпружиненными, для обеспечения необходимого натяжения ленты и его стабилизации. В более дорогих моделях имелся датчик обрыва ленты, зачастую механический, который останавливал работу лентопротяжного механизма.

Наличие головки стирания является принципиальным, хотя в дешевых и самодельных магнитофонах на заре магнитной записи вместо головки стирания иногда использовался постоянный магнит. Стирание обеспечивает размагничивание ленты. Это позволяет задавать точную остаточную намагниченность ленты от внешнего магнитного поля создаваемого головкой записи.

Почему же этот, всем привычный, механизм не подходит для НМЛ? Прежде всего, из-за старт-стопного режима движения ленты. Теперь мы не можем использовать ведущий вал с маховиком, так как это не позволит быстро приводить ленту в движение и останавливать ее. А значит, вместо простого и дешевого асинхронного двигателя, или коллекторного двигателя постоянного тока, нам нужен специальный двигатель.

Кроме того, инерция катушек не позволит ленте быстро разгоняться и останавливаться. А значит, нам нужен какой то механизм обхода этого ограничения. К счастью, такой механизм уже был известен, еще с механической эпохи.

В результате, лентопротяжный механизм НМЛ получается примерно таким

Прежде всего, теперь у нас нет ведущего вала с маховиком. Вместо него ведущий ролик, который закреплен на валу двигателя с быстрым стартом и стопом. Причем скорость его вращения между стартом и стопом постоянная. Конструкция такого двигателя нам не важна.

Во вторых, в конструкции появились два демпфера. На иллюстрации демпферы показаны в виде подвижных (вверх/вниз) подпружиненных роликов. При резких изменениях мгновенной скорости движения ленты, во время старта и стопа, они обеспечат необходимый запас свободной ленты и сгладят колебания скорости ленты у катушек. Этот же способ используется в различных станках.

Демпферы не являются пассивными подпружиненными подвижными роликами. Их положение контролируется датчиками и используется для управления двигателями привода катушек. Лентопротяжный механизм НМЛ имеет раздельные двигатели привода каждой катушки и ведущего ролика. В некоторых накопителях, например, для машин серии ЕС, болгарского предприятия ИЗОТ (еще той Болгарии, когда существовал СССР) имели демпферы в виде вакуумных колонок. А более компактные модели для машин СМ имели демпферы в виде качающихся рычагов.

В некоторых НМЛ с низким быстродействием и низкой скоростью движения ленты, например, использующих кассеты бытового формата (да, были и такие), лентопротяжный механизм мог не иметь демпферов. Зато имел два ведущих вала и два прижимных ролика. Но и момент инерции бобышки с лентой в кассете гораздо меньше момента инерции большой и тяжелой катушки с 9-дорожечной лентой. Я не буду приводить схему такого лентопротяжного механизма.

Принцип записи цифровой информации на магнитную ленту

Нет, я не полезу сегодня глубоко в физику электромагнитных явлений. Речь пойдет о более высокоуровневых, и более прикладных, понятиях. Хотя совсем без физики не обойдется.

Как, нисколько не сомневаюсь, всем известно, магнитная запись основана на остаточной намагниченности нанесенного на ленту ферромагнитного слоя. Протекающий через обмотку записывающей головки ток создает в магнитопроводе головки магнитное поле. Головка имеет два зазора, рабочий (передний) и задний. Причем рабочий зазор выполняется строго заданной ширины, а задний стараются свести к минимуму.

В области рабочего зазора магнитное поле неравномерно. И оно частично проходит через ферромагнитный слой ленты. Вот это поле и обеспечивает намагничивание частиц ферромагнитного слоя. Чем выше ток через обмотку, тем больше напряженность магнитного поля, соответственно, выше и остаточная намагниченность ленты, при прочих равных условиях. А направление тока в обмотке определяет и знак намагниченности.

Во время считывания, переменное магнитное поле, создаваемое движущейся лентой, наводит в обмотке головки чтения ЭДС, которая после усиления и будет считанным сигналом.

Этот принцип един и для аналоговой, и для цифровой записи на магнитную ленту.

Однако, при записи цифровой информации возникает одна сложность. Если записываемая информация не изменяется, например,записывается цепочки нулей или единиц, остаточная намагниченность ленты тоже будет неизменной. А значит, на обмотке головки чтения не будет наводиться ЭДС, ведь магнитное поле не изменяется.

На этом с физикой мы заканчиваем и начинаем решать, как можно записывать любую информацию и обходить все проблемы. Уже на более высоком прикладном уровне. И начнем мы с записи одного байта информации на единственную дорожку магнитной ленты.

Итак, поскольку у нас сигнал цифровой, нас не интересует его точный уровень, нас интересуют только два пороговых уровня - "0" и "1". Как мы можем записывать их на ленту? Есть несколько вариантов, например, такие

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

МАГНИТНАЯ ПАМЯТЬ Дискета 3.5’’ Дисковод 3.5’’ Основной функцией внешней памяти компьютера является долговременное хранение большого объема информации. Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях.

МАГНИТНЫЙ ПРИНЦИП ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожёсткого носителя (большая остаточная намагниченность). На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов, которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя. При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции)

ГИБКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ Дискета 3,5’’ Устройство дискеты 3,5’’: 1 - заглушка "защита от записи"; 2 - основа диска с отверстиями для приводящего механизма; 3 - защитная шторка открытой области корпуса; 4 - пластиковый корпус дискеты; 5 - противопылевая салфетка; 6 - магнитный диск; 7 - область записи. Дискета 5,25’’ 1971 - фирмой IBM представлена первая дискета диаметром 8″ (200 мм). 1976 - разработана дискета диаметром 5,25 ″ Дискета 8’’ 1981 – фирма Sony разработала дискету диаметром 3,5″ (90 мм). В первой версии объём составляет 720 килобайт. Поздняя версия имеет объём 1440 килобайт. Из-за медленного вращения диска (360 об/мин) скорость записи и считывания составляет всего 50 Кбайт/с.

ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ Первый HDD емкостью 5 Мбайт Первый накопитель на жестких дисках IBM 350 Disk File разработан в 1955 году. Накопитель емкостью 5 Мбайт состоял из 50 дисков диаметром 24 дюйма, вращавшихся со скоростью 1200 об/мин. Размер накопителя был сравним с двумя современными двухкамерными холодильниками.

ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ За счет использования нескольких дисковых пластин и гораздо большего количества дорожек на каждой стороне магнитных пластин информационная емкость жестких дисков может достигать 750 Гбайт. Скорость записи и считывания информации на жестких дисках может достигать 300 Мбайт/с (по шине SATA) за счет быстрого позиционирования магнитной головки и высокой скорости вращения дисков (до 7200 об/мин). В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (магнитные пластины носителей, магнитные головки и т.д.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

В прошлый речь шла про то, как появились перфокарты. Сегодня попробуем разобраться в истории технологии магнитных лент.

В конце XIX века датский инженер Вальдемар Поульсен разработал метод магнитной записи звука на стальную проволоку.

Первые приборы на базе этого метода, которые назывались телеграфонами, не пользовались коммерческим успехом. Их недостатки были очевидны: качество звука страдало, а гаджеты сами по себе были далеки от совершенства и часто ломались.

Первая магнитная лента была создана в 1928 году немцем Фрицем Пфлюмером. Изобретатель нанёс на бумажную ленту слой из оксида железа, который позволил ей сохранять заряд.

Первые высококачественные магнитофоны были стратегическими инструментами немецкой машины пропаганды. Технологию держали в секрете, и уже после поражения Германии американские солдаты обнаружили немецкие магнитофоны и привезли их на родину, где магнитная плёнка зажила новой жизнью.

Первые американские магнитофоны, основанные на немецких разработках, выпускались под брендом Ampex. Технология совершила переворот в радиовещании, сделав возможными идентичные трансляции передач в разных часовых поясах.

И не прошло много времени, как магнитные ленты начали использоваться для хранения данных.

Лента позволяла считывать данные на скорости 7 кбит/с . Сейчас это звучит смешно, но по сравнению с перфокартами эта цифра казалась гигантской. Но у UNISERVO был недостаток — сама пленка. Она делалась из металла с никелевым покрытием и, как следствие, была тяжелой и неудобной в обращении.

Плёнка, совместимая с мейнфреймами IBM больше напоминала своих аудиособратьев: она состояла из ацетата целлюлозы, покрытого тонким слоем оксида железа. IBM представили её в 1952 году вместе с компьютерным магнитофоном IBM 726.

С 50-х годов до конца эпохи мейнфреймов было создано большое количество плёночных форматов. Внешних различий между ними было мало. Стандартная полудюймовая плёнка распространялась на больших бобинах диаметром до 10,5 дюймов.

На одну бобину помещалось до 730 метров плёнки толщиной в 1,5 миллиметра, и до 1100 метров тонкой майларовой плёнки — после её распространения в 80-е. Однако форматы отличало следующее:

Покрытие. На протяжении всей истории магнитной ленты производители искали надёжный базовый материал и покрытие для него. Ленты создавались из различных видов пластика, включая поливинил и полиэтилен. Вариантов покрытия тоже было много: от различных оксидов железа и хрома до тонкого слоя чистого железа.

Дорожки. В эпоху мейнфреймов большая часть магнитных носителей предназначалась для линейной записи с дорожками, параллельно пролегающими по всей длине ленты. Ранние ленты имели семь дорожек, а в 1964 году IBM представило формат с девятью дорожками. Несмотря на больший объём таких лент, они не захватили рынок целиком — плёнка с семью дорожками продолжала совершенствоваться и выпускаться ещё долго.

Первая коммерчески доступная плёнка IBM вмещала в себя чуть больше мегабайта, и имела плотность записи в 100 символов на дюйм. Она и другие ранние ленты производства IBM использовали модуляцию NRZI (Non Return to Zero Invertive).

Заряд менялся только тогда, когда на плёнку записывалась единица. При записи нуля ничего не происходило.

Плёнки UNIVAC, а впоследствии и 9-трековые ленты производства IBM, использовали кодировку, известную как PE (phase encoding) или манчестерский код. В отличие от NRZI, и нули и единицы в такой кодировке представлялись изменением заряда.

Логическая единица обозначалась сменой заряда с положительного на отрицательный, а логический ноль наоборот.

Пишущие головки и плотность записи. Способность головок быстрее и точнее прикладывать к ленте заряд напрямую влияла на объём носителя. За первые десять лет существования формата плотность записи магнитных лент возросла в сотни раз.

Учитывая количество факторов, выбор магнитофона и магнитных лент для работы с ним в основном зависел от компьютера, с которым его собирались использовать. Мало кто мог себе позволить просто переключиться с одного формата на другой.

Большая часть периферийных устройств имели очень ограниченную совместимость, переход на другой мейнфрейм стоил больших денег, а перевод данных в новый формат также занимал много времени.

По мере развития магнитных технологий появлялись всевозможные компактные плёночные форматы. Но ни один из них не был таким распространенным, как кассета Phillips. Поначалу кассеты обошли компьютерный рынок стороной, но с уменьшением размеров вычислительных машин, они также нашли свою нишу.

Одним из первых устройств, которое поставлялось с компактным магнитофоном, был офисный компьютер HP 9830A 1972 года.

С распространением домашних микрокомпьютеров в конце 70-х и начале 80-х хранение данных на компактных кассетах достигло пика своей популярности. В 1975 году был разработан Kansas City Standard, стандарт хранения, впоследствии использовавшийся в одном из ранних домашних компьютеров BBC Micro.

Советские микрокомпьютеры, многим знакомые с детства, тоже были совместимы с кассетными приводами. Для хранения и записи данных на кассеты к ним подключали обычные бытовые магнитофоны.

Если вы следите за новостями в мире IT, то знаете, что магнитная плёнка никуда не делась, а просто поменяла свою роль.

Сегодня еще используются картриджи форматов LTO — их применяют для архивации данных в дата-центрах. Магнитные картриджи последнего поколения имеют емкость в 12 терабайт , позволяя компактно и сравнительно дёшево архивировать данные или делать бэкапы — производители обещают срок жизни до 30 лет.

Как массовый продукт плёнка умерла — её заменили жесткие диски и оптические носители. О них речь пойдет в следующий раз.

Что еще можно почитать в выходные:

Да помню спектрум с кассеты грузил софт)))

Комментарий удален по просьбе пользователя

не понимаю почему Вас минусовали)
или люди не знают такие слова?)

Да вот нахрена нужны эти посты воспоминания?
Единственное объяснение - автор хочет показать насколько он "стар", раз застал магнитные ленты.
Для меня лично эти посты - напоминания о боли.
Мой первый комп был с телевизором в виде дисплея и магнитофоном в виде СЧИТЫВАТЕЛЯ (не записывателя) информации. Я набирал код, переписывал его в тетрадку и после выключения девайса из сети я каждый раз набирал этот код заново. Блять, я вот надо же такому случиться - я пять лет назад потерял эти тетрадки из детства, а остальные дождь намочил и размыл чернила. Кстати, вы знаете, что чернила проедают листы бумаги и проявляются на обратной стороне?
Так вот. Дисковод для дискет 5.25 дюймов ёмкостью 720 килобайт в то время было роскошеством.
И вот теперь я меня есть несколько уцелевших кассет со старыми программами . И что? Так он стали ломкими и читать их не на чем.

Лол, обвинил автора и сам начал рассказывать, какой он старый))

У меня из-за этого не осталось программ, написанных до 1996 года. Очень жаль

Читайте также: