DECtape: Цифрлық құрылғылардың магниттік таспасының тарихы

Кіріспе

DECtape, бастапқыда Microtape деп аталған, көптеген Digital Equipment Corporation компьютерлерімен қолданылған магниттік таспалы дерек сақтау құралы, оның ішінде PDP 6, PDP 8, LINC 8, PDP 9, PDP 10, PDP 11, PDP 12 және PDP 15. DEC-тің 32 биттік жүйелерінде VAX/VMS қолдауы іске асырылды, бірақ ол өнімдер тізіміне ресми түрде енбеді. DECtape-тар кең және әрқайсысы жеке оқылатын немесе жазылатын дерек блоктарына форматталған. Әрбір таспа 184К 12 биттік PDP 8 сөзін немесе 144К 18 биттік сөзді сақтай алады. Блоктың көлемі 128 12 биттік сөз (12 биттік машиналар үшін) немесе 256 18 биттік сөз (басқа машиналар үшін – 16, 18, 32 немесе 36 биттік жүйелер). Бағдарламалау тұрғысынан қарағанда, жүйе блокқа бағдарланған және кездейсоқ іздеуге мүмкіндік беретіндіктен, DECtape өте баяу дискілік жетек сияқты жұмыс істейді.

Шығу тегі

DECtape LINCtape таспа жүйесінен туындады. LINCtape дизайны, оның ішінде LINCtape, мемлекеттік қаржыландырылғандықтан, жалпыға қолжетімді етуге берілді. LINCtape дискілерін Digital компаниясының ішінде бірнеше компаниялар өндірді. LINCtape-тің бастауы Ричард Л. Бест және Т. С. Стоккбренд жасаған тарихи Линкольн зертханасының TX 2 компьютері үшін магниттік таспа жүйесінде жатыр. TX 2 Tape System – LINCtape-тің тікелей атасы, екі қосымша бес жолды және тікелей жетекті таспа тасымалын қамтиды, бірақ физикалық үйлесімсіз таспа форматын қолданады (1⁄2 дюймдік таспа 10 дюймдік катушкаларда, ал LINC таспасы және DECtape 4 дюймдік катушкаларда 3⁄4 дюймдік таспаны қолданады). Digital бастапқыда 550 типті Микротаспалық Басқару және 555 типті Екілік Микротаспалық Тасымалды PDP 1 және PDP 4 компьютерлері үшін сыртқы құрылғы ретінде ұсынды, екеуі де 18 биттік машиналар. DEC осы сыртқы құрылғылардың қолжетімділігін 1963 жылдың наурыз және мамыр айларында жариялады, ал қараша айына қарай 12 биттік PDP 5 және 36 биттік PDP 6 үшін өнімді ұсыну жоспарланған, тіпті бұл жазу форматын өзгертуді қажет етті. 550 типті контроллердің бастапқы сипаттамалары LINCtape-ден асып түсетін маңызды жетістік – екі бағытта оқу және жазу мүмкіндігін талқылайды. 1964 жылдың соңында 555 типті тасымалдау DECtape тасымалы ретінде сатыла бастады. LINC-те қолданылатын таспа тасымалы 555 типті тасымалдауға ұқсас, бірдей интерфейс сигналдарымен және бірдей физикалық таспа ортасымен. Алайда LINC және DEC контроллерлері үйлесімсіз, ал беру және қабылдау катушкаларының орналасуы LINC және DEC таспа форматтары арасында кері өзгертілді. LINCtape жоғары жылдамдықты екі бағытты блок іздеуін қолдайды, бірақ деректерді оқу және жазу операцияларын тек алға бағытта ғана жүзеге асырады. DECtape екі бағытта оқу және жазу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін едәуір өзгеше белгілеу жолы форматын қолданады, бірақ барлық DECtape контроллерлері кері оқуды қолдамайды. DEC 1964 жылдың соңында DECtape-ке енгізілген жетілдірілген мүмкіндіктерге патент алды. Осы патентте көрсетілген өнертапқыш Томас Стоккбренд LINC таспасы алынған TX 2 таспа жүйесі туралы мақаланың авторы. Бұл бір арнада "жоғалу" мүмкін еді; тіпті тесік соққысымен таспаға жасалған тесік те оқудың сәтсіздігіне әкелмейді. DECtape-тің ерекше жоғары сенімділігінің тағы бір себебі – ламинатталған таспаны қолдану: магниттік оксид екі қабат милардың арасында орналасқан, басқа магниттік таспа түрлеріндегідей бетте емес. Бұл таспаның магниттік оксид қабаты тозығына дейін мыңдаған рет таспа басынан өтуіне мүмкіндік береді, бұл уақытты бөлісу жүйелеріндегі интенсивті алмасу файлдарын пайдалануда болмаған жағдай. DECtape-тің негізгі беріктігі мен сенімділігі 1970-ші жылдардың басында таспа катушкасын орнату орталықтарының дизайны өзгертілген кезде айқын болды. Бастапқы металл өңделген орталық, ұстап тұратын серіппесімен, төмен құнмен бір бөліктен жасалған пластик орталықпен, "теңіз жұлдызы" немесе "гүл" пішіндес 6 иілгіш қолмен ауыстырылды. Бұл жаңа дизайнды орталықтардың ақаулы партиясы жаңа DECtape дискілерімен бірге жіберілген кезде, орталықтар уақыт өте келе босатыла бастады. Нәтижесінде DECtape катушкалары дисктерден құлайтын болды, әдетте толық жылдамдықпен айналып тұрғанда, мысалы, аяқтан аяққа іздеу кезінде. Таспаның орамы еденге құлап, түзу сызықпен немесе шеңбермен айналып, көбінесе ілмексіз қатып, таспаны түйістіретін. Осы қорқынышты көрініске қарамастан, үрейленген пайдаланушылар таспаны мұқият шешіп, оны еңбектеп қайтадан таспа катушкасына орап, содан кейін орталыққа қайта орнататын, катушканы тығыз ұстау үшін қағазтан жасалған төсемді пайдаланатын. Бұзылған DECtape-тегі деректер көбінесе толық қалпына келтіріліп, басқа таспаға көшірілуі мүмкін, егер бастапқы таспа бірнеше рет бүгілген болса, созылмаған немесе жыртылмаған болса. DEC ақаулы орталықтарды ауыстыру үшін дереу Инженерлік өзгерту бұйрығын (ECO) шығарды, мәселені шешу үшін. Соңында, көп пайдаланылған немесе дұрыс пайдаланбаған DECtape сенімділігін жоғалта бастайды. Операциялық жүйе әдетте сәтсіз оқылатын операцияны қайталап орындауға бағдарламаланған, бұл көбінесе бірнеше әрекеттен кейін сәтті аяқталады. Тәжірибелі DECtape пайдаланушылары таспа басынан бірнеше рет алға-артқа өткізілгенде DECtape-тің ерекше "аяқ жағып" қозғалысын байқауға үйренді және таспаны одан әрі пайдаланудан шығарып тастады.

DECtape has its origin in the LINCtape tape system, The design of the LINC, including LINCtape, was placed in the public domain because its development had been funded by the government. LINCtape drives were manufactured by several companies, including Digital. In turn, LINCtape's origin can be found in the magnetic tape system for the historic Lincoln Laboratory TX 2 computer, designed by Richard L. Best and T. C. Stockebrand. The TX 2 Tape System is the direct ancestor of LINCtape, including the use of two redundant sets of five tracks and a direct drive tape transport, but it uses a physically incompatible tape format (½ inch tape on 10 inch reels, where LINC tape and DECtape used ¾ inch tape on 4 inch reels). Digital initially introduced the Type 550 Microtape Control and Type 555 Dual Microtape Transport as peripherals for the PDP 1 and PDP 4 computers, both 18 bit machines. DEC advertised the availability of these peripherals in March and May, 1963, and by November, planning was already underway to offer the product for the 12 bit PDP 5 and 36 bit PDP 6, even though this involved a change in recording format. The initial specifications for the Type 550 controller discuss a significant advance beyond the LINCtape, the ability to read and write in either direction. By late 1964, the Type 555 transport was being marketed as a DECtape transport. The tape transport used on the LINC is essentially the same as the Type 555 transport, with the same interface signals and the same physical tape medium. The LINC and DEC controllers, however, are incompatible, and the positions of the supply and take up reels were reversed between the LINC and DEC tape formats. While LINCtape supports high speed bidirectional block search, it only supports actual data read and write operations in the forward direction. DECtape uses a significantly different mark track format to provide for the possibility of read and write operations in either direction, although not all DECtape controllers support reverse read. DEC applied for a patent on the enhanced features incorporated into DECtape in late 1964. The inventor listed on this patent, Thomas Stockebrand, is also an author of the paper on the TX 2 tape system from which the LINC tape was derived. This meant a "drop out" on one channel could be tolerated; even a hole punched through the tape with a hole punch will not cause the read to fail. Another reason for DECtape's unusually high reliability is the use of laminated tape: the magnetic oxide is sandwiched between two layers of mylar, rather than being on the surface as was common in other magnetic tape types. This allows the tape to survive many thousands of passes over the tape heads without wearing away the oxide layer, which would otherwise have occurred in heavy swap file use on timesharing systems. The fundamental durability and reliability of DECtape was underscored when the design of the tape reel mounting hubs was changed in the early 1970s. The original machined metal hub with a retaining spring was replaced by a lower cost single piece plastic hub with 6 flexible arms in a "starfish" or "flower" shape. When a defective batch of these new design hubs was shipped on new DECtape drives, these hubs would loosen over time. As a result, DECtape reels would fall off the drives, usually when being spun at full speed, as in an end to end seek. The reel of tape would fall onto the floor and roll in a straight line or circle, often unspooling and tangling the tape as it went. In spite of this horrifying spectacle, desperate users would carefully untangle that tape and wind it laboriously back onto the tape reel, then re install it onto the hub, with a paper shim to hold the reel more tightly. The data on the mangled DECtape could often be recovered completely and copied to another tape, provided that the original tape had only been creased multiple times, and not stretched or broken. DEC quickly issued an Engineering Change Order (ECO) to replace the defective hubs, to resolve the problem. Eventually, a heavily used or abused DECtape begins to become unreliable. The operating system is usually programmed to keep retrying a failed read operation, which often succeeds after multiple attempts. Experienced DECtape users learned to notice the characteristic "shoe shining" motion of a failing DECtape as it is passed repeatedly back and forth over the tape heads, and would retire the tape from further use.

DECtape II

DECtape II 1978 жыл шамасында ұсынылды және ұқсас блок құрылымына ие, бірақ әлдеқайда кішкентай таспаны пайдаланады (аудио компакт-кассетаның енімен бірдей). Таспа арнайы, алдын ала форматталған DC150 шағын картриджінде сақталады, ол текстуралы алюминий тақтасына бекітілген мөлдір пластикалық қаптамадан тұрады. Картридж өлшемдері – . TU58 DECtape II дискісінде RS 232 сериялық интерфейсі бар, бұл Digital процессорларында кең таралған стандартты сериялық порттармен оны пайдалануға мүмкіндік береді. Төмен құнының арқасында TU58 бірнеше жүйеге (VT103, PDP 11/24 және /44, сондай-ақ VAX 11/730 және /750) бағдарламалық өнімдерді тарату және диагностикалық бағдарламалар мен микрокодты жүктеу үшін DEC стандартты құрылғысы ретінде орнатылды. TU58-дің алғашқы нұсқасы Digital қолданған буферленбеген UART-тар үшін өте қатаң уақыт шектеулерін қойды, бірақ кейінірек жасалған микробағдарламалық жаңарту ағынды басқару мәселелерін жеңілдетті. RT11 операциялық жүйесін TU58-ден жүктеуге болады, бірақ таспалық дискіге қол жеткізу уақытының салыстырмалы түрде баяу болуы, жүйеге шыдамсыз пайдаланушы үшін қиындық тудыруы мүмкін. DECtape-тің бұрынғы нұсқасы сияқты, және VAX 11/780-де қолданылатын RX01 дискеталары сияқты, DECtape II картриджінің сыйымдылығы шамамен 256 килобайтқа тең. Түпнұсқа DECtape таспаларынан айырмашылығы, DECtape II картридждерін соңғы пайдаланушыларға сатылатын таспалық дискінің тасымалдауыштарында форматтауға болмайды және оларды зауытта алдын ала форматталған күйде сатып алу керек. TU58 Automatix Autovision машиналық көру жүйесі және AI32 робот контроллері сияқты басқа компьютерлермен де қолданылады. DOS-та жұмыс істейтін қазіргі заманғы компьютерлер үшін TU58 драйвері қол жетімді. Алғашқы өндірістегі TU58-де сенімділік және деректер алмасу мәселелері болды, бірақ олар ақырында шешілді. Дегенмен, төмен құны бар дискета технологиясының жылдам дамуы, оның жоғары жылдамдық артықшылығын пайдаланып, DECtape II-ді озып кетті және оны қолданудан шығарды.