9-ścieżkowa taśma - 9 track tape

Napędy taśmowe IBM 2401 System/360, które wprowadziły format 9-ścieżkowy
Pełnowymiarowa rolka 9-ścieżkowej taśmy.

IBM System / 360 , ogłosił w 1964 roku, wprowadzono co jest obecnie powszechnie znany jako 9 taśmy toru . 1 / 2  cala (12,7 mm) szerokości na taśmie magnetycznej mediów i bębny są tej samej wielkości jak wcześniej IBM 7 Tor formacie zastąpił, ale nowy format danych ma osiem utworów i jeden parzystości ślad za w sumie dziewięć równoległych torach. Dane są przechowywane jako znaki 8-bitowe , zajmujące całą szerokość taśmy (włącznie z bitem parzystości). Różne metody nagrywania zostały zastosowane w trakcie jego życia, ponieważ wzrosła prędkość taśmy i gęstość danych, w tym PE ( kodowanie fazowe ), GCR ( nagrywanie kodowane grupowo ) i NRZI ( bez powrotu do zera, odwrócony , czasami wymawiany „nur-zee” ). Taśmy są dostępne w różnych rozmiarach do 3600 stóp (1100 m) długości.

Standardowy rozmiar bajtu został faktycznie ustawiony na osiem bitów w przypadku taśmy S/360 i dziewięciościeżkowej.

Przez ponad 30 lat format ten dominował w przechowywaniu offline i przesyłaniu danych, ale pod koniec XX wieku był przestarzały, a ostatni producent taśm zaprzestał produkcji na początku 2002 roku, a produkcja napędów zakończyła się w następnym roku.

Typowa operacja

9-ścieżkowy napęd taśmowy używany z minikomputerami DEC
Wewnątrz 9-ścieżkowego napędu taśmowego. Kolumny próżniowe to dwa szare prostokąty po lewej stronie.

Typowa 9-ścieżkowa jednostka składa się z transportu taśmy – zasadniczo całej mechaniki, która przenosi taśmę z rolki na rolkę, przez głowice odczytu/zapisu i kasowania – oraz obsługującego sterowanie i elektronikę odczytu/zapisu danych. Transport składa się zazwyczaj z silnika zasilającego, silnika nawijającego, piast do blokowania rolek taśmy w miejscu, silnika kabestanowego (choć niekoniecznie rolki dociskowej , patrz poniżej), zespołu głowicy taśmy , różnych rolek, które utrzymują taśmę w precyzyjnym ścieżki podczas pracy oraz kolumny podciśnieniowe, które zapobiegają „wyrwaniu” taśmy. Dane mogą zostać uszkodzone przez rozciągniętą taśmę lub zmiany prędkości taśmy, więc transport musi prowadzić taśmę bez uszkadzania jej krawędzi, przesuwać ją z minimalnym kołysaniem i trzepotaniem oraz zapewniać naprężenie, które jest niskie, ale wystarczające do utrzymania taśmy stały kontakt z głowicą odczytująco-zapisującą.

Aby załadować taśmę, operator zdejmuje pierścień ochronny (często nazywany „pasem uszczelniającym taśmę”, ponieważ jego zadaniem jest zapobieganie wilgoci i kurzowi na nośniku) z zewnętrznej strony rolki taśmy i zakłada taśmę na piaście podającej, a następnie nawija prowadnicę taśmy przez różne zespoły rolek i na szpulę odbiorczą, instalując trzy lub cztery zwoje taśmy, aby zapewnić wystarczające tarcie, aby silnik nawijarki był w stanie naciągnąć taśmę. Następnie operator inicjuje automatyczną sekwencję, często jednym naciśnięciem przycisku, która zamyka okno ochronne, uruchamia system próżniowy, a następnie przesuwa taśmę do przodu, aż pasek folii początku taśmy (BOT) zostanie wykryty przez optyczny czujnik na ścieżce taśmy. Elektronika sterująca wskazuje następnie komputerowi sterującemu, że jednostka jest gotowa do pracy.

Podobnie jak jego odpowiednik audio, przenoszenie taśmy przez głowice odczytująco-zapisujące w dziewięciościeżkowym cyfrowym napędzie taśmowym wymaga precyzyjnego sterowania, realizowanego przez silnik kabestanowy. Silnik z kabestanem został zaprojektowany do bardzo płynnej pracy. Sprzężenie zwrotne do elektroniki sterującej jest realizowane za pomocą obrotomierza , zwykle optycznego „ koła tonowego ”, kontrolującego prędkość taśmy. Uruchamianie i zatrzymywanie kabestanu jest kontrolowane przez generatory ramp, aby zapewnić odpowiednią wielkość luki między rekordami, luki między blokami informacji.

System próżniowy zapewnia fizyczny bufor między precyzyjnymi ruchami kabestanu a dużymi ruchami rolek poprzez przechowywanie krótkiego odcinka taśmy w kolumnie próżniowej przy stosunkowo niskim napięciu. Kolumny próżniowe są komorami otwartymi na jednym końcu, z otworami ustawionymi w linii ze ścieżką taśmy przed i za zespołami kabestanu i wałka. Ilość taśmy w kolumnie jest kontrolowana przez cztery czujniki optyczne lub próżniowe po bokach kolumn. Elektronika sterująca utrzymuje krzywą pętli taśmy między dwoma wewnętrznymi czujnikami, sygnalizując szpulę podającą, aby podać więcej lub szpulę odbiorczą, aby pobrać więcej, jeśli to konieczne. Zewnętrzne dwa czujniki, znajdujące się na samej górze i na dole kolumn, służą do wykrywania wadliwego działania mechanizmu podającego podczas pracy, co powoduje, że elektronika sterująca wyłącza wszystkie operacje transportu taśmy i systemu próżniowego, aby zapobiec uszkodzeniu taśmy. Ze względu na naprężenie zapewniane przez kolumny próżniowe i konstrukcję ścieżki taśmy, taśma jest zwykle utrzymywana w wystarczającym kontakcie z powłoką o stosunkowo wysokim tarciu na kabestanie, tak że nie jest używany wałek dociskowy.

Ruch taśmy w wielu systemach jest dwukierunkowy, tzn. taśma może być odczytywana do przodu lub do tyłu na żądanie komputera sterującego. Ponieważ zasilająca kolumna próżniowa utrzymuje małe, stałe napięcie w kierunku przeciwnym, kabestan może przesuwać się do tyłu bez marszczenia się lub wyskakiwania ze swojej ścieżki. W przeciwieństwie do większości systemów taśm audio, zespoły kabestanu i głowicy są zawsze w kontakcie z taśmą, nawet podczas szybkich operacji przewijania do przodu i do tyłu, odsuwając zespół głowicy od ścieżki taśmy tylko podczas szybkiego przewijania do tyłu. W niektórych urządzeniach producenci zapewnili funkcję „szybkiego wyszukiwania”, która umożliwia szybkie przesunięcie taśmy o określoną liczbę bloków, a następnie zatrzymanie taśmy i powrót do odczytu żądanych danych z normalną prędkością.

Taśmy zawierają pasek folii na końcu taśmy (EOT). W przypadku napotkania EOT podczas pisania program komputerowy jest powiadamiany o stanie. Daje to programowi szansę na zapisanie informacji o końcu taśmy na taśmie, gdy wciąż jest na to wystarczająca ilość taśmy.

Wykrywanie BOT i EOT uzyskuje się poprzez świecenie małą lampką na powierzchni taśmy pod kątem. Gdy pasek folii (przyklejony do taśmy) przesuwa się obok lampy, fotoreceptor widzi odbity błysk światła i powoduje zatrzymanie ruchu taśmy przez system. Jest to główny powód, dla którego fotograficzne kamery flash nie są dozwolone w centrach danych z 9-ścieżkowymi napędami taśmowymi, ponieważ mogą one skłonić napędy taśmowe do fałszywego wykrywania BOT i EOT.

Powyższe opisuje typowy system transportowy; jednak producenci zaprojektowali wiele alternatywnych projektów. Na przykład niektóre projekty wykorzystują poziomy pokład transportowy, w którym operator po prostu umieszcza szpulę taśmy w wnęce na szpulę podającą, zamyka drzwi i naciska przycisk ładowania, a następnie system próżniowy ciągnie taśmę wzdłuż ścieżki i na nawijarkę w ramach mechanizmu. Niektóre konstrukcje eliminują kolumny próżniowe na rzecz konstrukcji z napędem bezpośrednim sterowanym mikroprocesorem.

Szczegóły techniczne

9-ścieżkowe taśmy 800 NRZI i 1600 PE (kodowanie fazowe) wykorzystują odstęp między rekordami (IRG) 0,6 cala (15 mm) między rekordami danych, aby umożliwić zatrzymanie i rozpoczęcie taśmy między rekordami. Taśmy 6250 GCR używają węższego 0,3 cala (7,6 mm) IRG.

Taśmy 9-ścieżkowe mają naklejki odblaskowe umieszczone po stronie bez danych 10 stóp (3,0 m) od początku taśmy i 14 stóp (4,3 m) od końca taśmy, aby ułatwić sygnalizację sprzętu zapobiegającą odwijaniu się taśmy z piast. Te odblaskowe naklejki tworzą znaki początku taśmy (BOT) i końca taśmy (EOT). 10 stóp (3,0 m) taśmy prowadzącej i przyczepy jest wystarczająco długi, aby taśma schodziła w dół i w górę kolumn powietrza i owinęła się kilka razy wokół piasty. Dodatkowe 4 stopy (1,2 m) w zwiastunie mają umożliwić przestrzeni systemu operacyjnego zapisanie kilku bloków danych po znaku EOT w celu sfinalizowania segmentu danych taśmowych w wieloczęściowym zestawie danych. Operatorzy zwykle odcinają kilka centymetrów taśmy prowadzącej, gdy się postrzępi. Jeśli wiodący pasek odblaskowy zostanie odłączony od taśmy, odczytanie danych staje się trudne, ponieważ punkt BOT zestawu danych nie jest już łatwo zlokalizowany, a orientacja BOT jest prawie niemożliwa. W takim przypadku do taśmy dodawany jest nowy pasek BOT, a poprzednie dane są uważane za utracone.

Taśmy dziewięciościeżkowe mają gęstość 800, 1600 i 6250 8-bitowych bajtów na cal, co daje odpowiednio około 22,5 MB, 45 MB i 175 MB na taśmie o zwykłej długości 2400 stóp (730 m).

Pokolenia IBM

Model IBM Seria 2400 Seria 3400
Numery modeli 2401, 2415, 2420 3410, 3420, 3422, 3440
Gęstość (bity/w/ścieżkę) 800, 1600 800, 1600, 6250
Prędkość taśmy (cale/s) 18,75–200 120–200
Szybkość transferu (B/s) 15 000–320 000 1 250 000
Odstęp między blokami (w) 0,6 0,3
Prędkość przewijania (pełna rolka) 1-4 minuty 51-180 sekund
Czas rozpoczęcia (ms)
Czas zatrzymania (ms)
Długość rolki (w stopach) maks. 2400 maks. 2400
Skład podstawowy Plastikowy Plastikowy

Seria 2400

Jednostki taśmy magnetycznej serii 2400 zostały wprowadzone wraz z System/360 i jako pierwsze wykorzystywały 9-ścieżkową taśmę. Wymiary taśmy i szpul są identyczne jak w przypadku jednostek 7-ścieżkowych , takich jak IBM 729 . Jednak starsze 7-ścieżkowe taśmy można odczytywać i zapisywać tylko na specjalnych napędach 2400 wyposażonych w 7-ścieżkowe głowice odczytu i zapisu oraz opcję kompatybilności 7-ścieżkowej.

Seria 3400

Jednostki taśmy magnetycznej serii 3400 zostały wprowadzone wraz z IBM System/370 . Podstawowymi zaletami systemu 3400 są większa gęstość danych (6250 BPI) oraz obsługa kasety „autoloader”, po raz pierwszy zaobserwowana w modelu IBM 2420 7. Przed kasetą z autoloaderem taśmy były uszczelniane w plastikowym „tape seal belt”. ", który otaczał kołowrotek i zapewniał ochronę przed zanieczyszczeniami i możliwość zawieszenia na stojaku. Kaseta z automatycznym ładowaniem w modelu 3420 umożliwia operatorowi taśmy montaż szpuli bezpośrednio na piaście bez konieczności zdejmowania paska uszczelniającego. Zapewnia to znaczną oszczędność czasu i ogranicza błędy operatora, ponieważ operator nie musi zdejmować/wymieniać pasa ani nawlekać taśmy na szpulę odbiorczą.

Inne jednostki IBM

Podczas gdy wcześniejsze napędy taśmowe mają kolumny podciśnieniowe, niektóre napędy taśmowe IBM, takie jak napęd 8809 (lata 80-te) mają możliwość montażu płaskiego i nie istnieją kolumny podciśnieniowe. Taśmy są ręcznie montowane i gwintowane. Dysk obsługuje zarówno 800, jak i 1600 bpi. Ten dysk jest używany w IBM System/36. W IBM as/400/series jest 9348-012 i jest to napęd stołowy, płaski, ale automatycznie ładuje szpulę taśmy i automatycznie ją nawleka. 9348 obsługuje taśmy o gęstości 1600 i 6250 bpi.

Inne informacje

Maksymalna pojemność szpuli o długości 2400 stóp, z blokami 32 767 bajtów i zapisanych przy 6250 BPI, wynosi 170 megabajtów. Zazwyczaj używane są znacznie mniejsze rozmiary bloków, takie jak 4K (4096 bajtów), w którym to przypadku pojemność taśmy zmniejsza się do 113 megabajtów.

W zależności od systemu operacyjnego taśmy są sformatowane jako EBCDIC (jeśli używany jest sprzęt IBM) lub ASCII i są „oznaczone” (jeśli dane są poprzedzone nagłówkiem taśmy, zwykle zawierającym nazwę taśmy i datę), „bez etykiety” " (jeśli taśma nie zawiera nagłówka) lub ma "niestandardową etykietę" (taśma ma nagłówek, ale nie jest zgodna z formatem oczekiwanym przez sprzęt używany do odczytu taśmy).

Dane są często zapisywane na taśmie w blokach, a nie pojedynczo. Pomiędzy blokami występuje odstęp międzyblokowy, który zmienia się w zależności od gęstości, ale zwykle ma długość od 5/8 do 3/4 cala. Aby zmaksymalizować ilość danych przechowywanych na taśmie, należy zminimalizować liczbę przerw. Dodatkowo dane przechowywane w blokach mogą być odczytywane i zapisywane szybciej niż dane przechowywane w jednym rekordzie na raz. Wadą jest to, że uszkodzenie danych w bloku może spowodować utratę wielu rekordów.

Przykłady

  • Pełnowymiarowa rolka taśmy 1/2" w etui ochronnym

  • Dwie małe taśmy 1/2", przód i tył

  • Paski folii aluminiowej oznaczają początek i koniec taśmy

  • Zabezpieczenie przed zapisem pierścień zabezpiecza taśmę przed napisany po usunięciu

  • Typowa biblioteka półcalowej taśmy magnetycznej

  • 3M 777 High Grade 6250 CPI — taśma komputerowa do ochrony

Normy

  • ANSI INCITS 40-1993 (R2003) Niezarejestrowana taśma magnetyczna do wymiany informacji (9-ścieżkowa, 800 cpi [znaków na cal], NRZI ; 1600 cpi, PE ; i 6250 cpi, GCR )
  • ISO / IEC 1863: 1990 9-ścieżkowa taśma magnetyczna o szerokości 12,7 mm ( 1 ⁄ 2 cale ) do wymiany informacji przy użyciu NRZ1 przy 32 ftpmm (zmiany strumienia na milimetr, 800 zmian strumienia na cal lub ftpi) lub 32 cpmm (znaki na milimetr, 800 znaków na cal lub cpi)
  • ISO / IEC 3788: 1990 9-ścieżkowa, 12,7 mm ( 1 ⁄ 2 cale ) szeroka taśma magnetyczna do wymiany informacji przy użyciu kodowania fazowego przy 126 ftpmm (3200 ftpi), 63 cpmm (1600 cpi)
  • ANSI INCITS 54-1986 (R2002) Nagrana taśma magnetyczna do wymiany informacji (6250 cpi, nagrywanie kodowane grupowo )
  • ANSI INCITS 27-1987 (R2003) Etykiety na taśmie magnetycznej i struktura plików do wymiany informacji

Inni producenci napędów

Producenci mediów

  • 3M now Imation — pierwszy producent 9-ścieżkowej taśmy.
  • Graham Magnetics — Ostatni producent, który wyprodukował nową 9-ścieżkową taśmę (2001).

Bibliografia

Zewnętrzne linki