Стандарт Kansas City (KCS) – протокол хранения данных на кассетах 300 бод. Разработан в 1975 году для микрокомпьютеров, включает вариант CUTS 1200 бод.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Стандарт хранения данных
Data storage standard
Стандарт Канзас-Сити (KCS), или стандарт Байт, — это протокол хранения данных для стандартных кассетных лент со скоростью 300 бод. Он был разработан на симпозиуме, спонсируемом журналом Byte в ноябре 1975 года в Канзас-Сити, штат Миссури, с целью создания стандарта для хранения цифровых данных микрокомпьютеров на недорогих кассетах потребительского качества. Первые системы, основанные на этом стандарте, появились в 1976 году. Одним из вариантов базового стандарта является CUTS, который идентичен стандарту KCS при скорости 300 бод, но имеет дополнительный режим 1200 бод. CUTS является кодировкой по умолчанию для нескольких последующих семейств компьютеров, включая Acorn и MSX. MSX добавил более высокую скорость 2400 бод, оставаясь в остальном схожим. Режим 1200 бод CUTS использовался в качестве стандарта для распространения BASICODE на различных платформах. KCS возник в первые дни микрокомпьютерной революции, наряду с другими распространенными протоколами. Большинство домашних компьютеров того времени использовали уникальные форматы, несовместимые друг с другом.
The Kansas City standard (KCS), or Byte standard, is a data storage protocol for standard cassette tapes at 300. It originated in a symposium sponsored by Byte magazine in November 1975 in Kansas City, Missouri to develop a standard for the storage of digital microcomputer data on inexpensive consumer quality cassettes. The first systems based on the standard appeared in 1976. One variation on the basic standard is CUTS, which is identical at 300 bit/s, but with an optional 1200 bit/s mode. CUTS is the default encoding used by several later machine families, including those from Acorn and the MSX. MSX added a higher 2400 bit/s mode that is otherwise similar. The 1200 bit/s mode of CUTS was used as the standard for cross platform BASICODE distribution. KCS originated from the earliest days of the microcomputer revolution, among other prolific protocols. Most home computers of the era have unique formats that are incompatible with anything.
История
Ранние микрокомпьютеры обычно использовали перфоленту для хранения программ, что было дорогостоящим вариантом. Консультант по компьютерным технологиям Джерри Огдин предложил использовать звуковые тоны на кассете вместо бумажных лент. Он обратился с этой идеей к Лесу Соломону, редактору журнала Popular Electronics, который также был разочарован перфолентами. В сентябре 1975 года они совместно написали статью о HITS (Hobbyists' Interchange Tape System), используя два тона для представления 1 и 0. Вскоре после этого несколько производителей начали использовать аналогичные подходы, которые были несовместимы друг с другом. Уэйн Грин, только что основавший журнал Byte, хотел, чтобы все производители сотрудничали в разработке единого стандарта для кассет. Он организовал двухдневную встречу 7–8 ноября 1975 года в Канзас-Сити, штат Миссури. Участники пришли к соглашению о системе, основанной на проекте Дона Ланкастера. После встречи Ли Фелленштейн (из Processor Technology) и Гарольд Мауч (из Percom) разработали стандарт, который был опубликован в первом номере журнала Byte. Интерфейс KCS-кассеты аналогичен модему, подключенному к последовательному порту. 1 и 0 с последовательного порта преобразуются в звуковые тоны с использованием частотной манипуляции звуковой частотой (AFSK). Бит "0" представляется четырьмя циклами синусоидальной волны частотой 1200 Гц, а бит "1" – восемью циклами частотой 2400 Гц. Это обеспечивает скорость передачи данных 300 бод. Каждый кадр начинается с одного стартового бита "0", за которым следуют восемь битов данных (начиная с младшего бита), за которыми следуют два стоповых бита "1", таким образом, каждый кадр состоит из 11 бит, что соответствует скорости передачи данных 27 3/11 байт в секунду. В февральском выпуске Byte за 1976 год опубликован отчет о симпозиуме, а в мартовском выпуске представлены два примера аппаратного обеспечения от Дона Ланкастера и Гарольда Мауха. Скорость 300 бод надежна, но медленна; типичная BASIC-программа объемом 8 килобайт загружается за пять минут. Большинство схем для аудиокассет поддерживают более высокие скорости. По словам Соломона, эти усилия не увенчались успехом: "К сожалению, это не продлилось долго; до конца месяца все вернулись к своим собственным стандартам записи, и путаница с записями только усугубилась". Компания Acorn Computers Ltd реализовала вариант CUTS со скоростью 1200 бод в своих микрокомпьютерах BBC Micro и Acorn Electron, который сокращал бит "0" до одного цикла синусоидальной волны частотой 1200 Гц, а бит "1" – до двух циклов волны частотой 2400 Гц. Стандартное кодирование включает в себя один стартовый бит "0" и один стоповый бит "1" вокруг каждого 8-битного блока информации, что обеспечивает эффективную скорость передачи данных 960 бит в секунду. Кроме того, эти машины записывают данные блоками по 256 байт, разделенными промежутками несущей частоты, каждый блок содержит порядковый номер и контрольную сумму CRC, что позволяет перемотать ленту и повторить попытку чтения с неудачного блока в случае ошибки чтения. MSX по умолчанию поддерживает как вариант стандарта со скоростью 1200 бод с тем же кодированием бит, что и у Acorn, так и вариант со скоростью 2400 бод, который удваивает звуковую частоту – бит "0" представляет собой один цикл волны частотой 2400 Гц, а бит "1" – два цикла волны частотой 4800 Гц. В отличие от машин Acorn, MSX использует два стоповых бита "1" в дополнение к одному стартовому биту "0", поэтому эффективная скорость при 1200 бод составляет примерно 873 бита в секунду, а при 2400 бод – примерно 1745 бит в секунду. BIOS машины может считывать данные со скоростью до 3600 бод с идеального аудиоисточника. Стандарт Quick CUTS, предложенный Бобом Коттисом и Майком Блендфордом и опубликованный в бюллетене Amateur Computer Club, также работал на частоте 2400 бод, кодируя "0" как полуцикл 1200 Гц, а "1" как полный цикл 2400 Гц. Приемник использовал самосинхронизацию с помощью фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Опубликованный в 1978 году, он предшествовал патенту 1982 года на аналогичное предложение по кодированной инверсии знака.
Early microcomputers generally use punched tape for program storage, an expensive option. Computer consultant Jerry Ogdin conceived the use of audio tones on a cassette to replace the paper tapes. He took the idea to Les Solomon, editor of Popular Electronics magazine, who was similarly frustrated by punched tapes. In September 1975, the two co authored an article on the HITS (Hobbyists' Interchange Tape System), using two tones to represent 1s and 0s. Soon after, several manufacturers started using similar approaches, all incompatible. Wayne Green, who had just started Byte magazine, wanted all the manufacturers to collaborate on a single cassette standard. He organized a two day meeting on 7–8 November 1975 in Kansas City, Missouri. The participants settled on a system based on Don Lancaster's design. After the meeting, Lee Felsenstein (of Processor Technology) and Harold Mauch (of Percom) wrote the standard, which was published in Byte magazine's first issue. A KCS cassette interface is similar to a modem connected to a serial port. The 1s and 0s from the serial port are converted to audio tones using audio frequency shift keying (AFSK). A "0" bit is represented as four cycles of a 1200 Hz sine wave, and a "1" bit as eight cycles of 2400 Hz. This gives a data rate of 300 baud. Each frame starts with one "0" start bit, followed by eight data bits (least significant bit first) followed by two "1" stop bits, so each frame is 11 bits, for a data rate of 27 3/11 bytes per second. The February 1976 issue of Byte has a report on the symposium, and the March issue features two hardware examples by Don Lancaster and Harold Mauch. The 300 baud rate is reliable, but slow; a typical 8 kilobyte BASIC program takes five minutes to load. Most audio cassette circuits support higher speeds. According to Solomon, the efforts were unsuccessful: "Unfortunately, it didn't last long; before the month ended, everyone went back to his own tape standard and the recording confusion got worse." Acorn Computers Ltd implemented a 1200 baud variation of CUTS in its BBC Micro and Acorn Electron microcomputers, which reduced a "0" bit to one cycle of a 1200 Hz sine wave and a "1" bit to two cycles of a 2400 Hz wave. Standard encoding includes a "0" start bit and "1" stop bit around every 8 bit piece of information, giving an effective data rate of 960 bits per second. Also, these machines record data in 256 byte blocks interspersed with gaps of carrier tone, each block carrying a sequence number and a CRC checksum, so that it is possible to rewind the tape and retry from the failed block when a read error occurs. The MSX by default supports both a 1200 baud variation of the standard with the same bit encoding as Acorn's, and a 2400 baud variant which doubles the audio rate — a "0" bit is one cycle of a 2400 Hz wave and a "1" bit is two cycles of a 4800 Hz wave. Unlike Acorn machines, the MSX uses two "1" stop bits in addition to one "0" start bit, so the effective rate at 1200 baud is approximately 873 bits per second, and the effective rate at 2400 baud is approximately 1,745 bits per second. The machine's BIOS can read data at up to 3600 baud from an ideal audio source. The Quick CUTS standard proposed by Bob Cottis and Mike Blandford and published in the Amateur Computer Club newsletter also operated at 2400 baud, encoding "0" as a half cycle of 1200 Hz and "1" as a whole cycle of 2400 Hz. The receiver was self clocking using a phase locked loop. Published in 1978, it predates the 1982 patent for the similar coded mark inversion proposal.
Другие устройства
Электронная клавиатура Casio PT 50 с модулем ленточного интерфейса TA 1. Барабанная машина Roland TR 707 и другое музыкальное оборудование.
Casio PT 50 electronic keyboard with TA 1 tape interface module. Roland TR 707 drum machine and other musical equipment.
Альтернативные форматы
В августе 1976 года на выставке персональных компьютеров в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, Боб Марш из компании Processor Technology обратился к Бобу Джонсу, издателю журнала Interface Age, с предложением записывать программное обеспечение на виниловые пластинки. Processor Technology предоставила программу Intel 8080 для записи. Этот тестовый образец оказался неработоспособным, и Processor Technology не смогла выделить больше времени на эту разработку. Дэниел Мейер и Гэри Кей из Southwest Technical Products (SWTPC) договорились с Робертом Уайтервиком о предоставлении его 4K BASIC интерпретатора для микропроцессора Motorola 6800. Идея заключалась в записи программы на аудиокассету в формате Канзас-Сити, а затем создании мастер-диска на основе этой записи. Eva Tone производила Soundsheets на тонком виниле, вмещающем одну композицию; они были недорогими и могли вклеиваться в журналы. Билл Тернер и Билл Бломгрен из MicroComputerSystems Inc. вместе с Бобом Джонсом[8] из Interface Age и Бадом Шамбургером из Holiday Inn сотрудничали с Евой Тоун и разработали успешную технологию. Промежуточный этап записи на ленту приводил к пропаданию сигнала, поэтому интерфейс SWTPC AC 30 для кассет был подключен непосредственно к оборудованию для нарезки пластинок. В майском выпуске журнала Interface Age за 1977 год был представлен первый "Floppy ROM" – пластинка 33 RPM, содержащая около шести минут аудио в формате Канзас-Сити. Floppy ROM № 5, выпущенный в сентябре 1978 года, имел две стороны: Apple BASIC, "автоматизированный выкройка одежды" и формат IAPS, "Программа для составления писем".
In August 1976 at the Personal Computing show in Atlantic City, New Jersey, Bob Marsh of Processor Technology approached Bob Jones, the publisher of Interface Age magazine, about pressing software onto vinyl records. Processor Technology provided an Intel 8080 program to be recorded. This test record did not work and Processor Technology was unable to devote more time to the effort. Daniel Meyer and Gary Kay of Southwest Technical Products (SWTPC) arranged for Robert Uiterwyk to provide his 4K BASIC interpreter program for the Motorola 6800 microprocessor. The idea was to record the program on audio tape in the Kansas City format and then make a master record from the tape. Eva Tone made Soundsheets on thin vinyl that would hold one song, these were inexpensive and could be bound in a magazine. Bill Turner and Bill Blomgren of MicroComputerSystems Inc. along with Bob Jones[8] of Interface Age and Bud Schamburger of Holiday Inn worked with Eva Tone and developed a successful process. The intermediate stage of recording to tape produced dropouts, so a SWTPC AC 30 cassette interface was connected directly to the record cutting equipment. The May 1977 issue of Interface Age contains the first "Floppy ROM", a 33 RPM record containing about six minutes of Kansas City standard audio. The September 1978 Floppy ROM Number 5 has two sides: Apple BASIC, "the automated dress pattern", and IAPS format, "A program for writing letters".