數(shù)字時(shí)代

2013年10月10日存儲(chǔ)在線翻譯：接之前翻譯的文章 《追溯磁帶的歷史：一場OOXX的游戲（一）》 。面向數(shù)據(jù)記錄的磁質(zhì)磁帶的商業(yè)應(yīng)用始于1951年的Remington Rand UNIVAC。UNIVAC有自己的基于數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的磁帶，稱為Uniservo。這個(gè)系統(tǒng)是由J Presper Eckert和John Mauchly設(shè)計(jì)的。這個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄器使用1/2英寸Vicalloy(鎳鐵合金，磷青銅)金屬磁帶，磁帶的厚度為0.003英寸。當(dāng)時(shí)，這個(gè)媒介被認(rèn)為是最可靠的，盡管它的讀取頭經(jīng)常會(huì)損耗。

UNIVAC的資訊片：5分35秒的對(duì)磁帶的介紹

設(shè)計(jì)師推出了一個(gè)單獨(dú)的Mylar(滌綸)磁帶來介于讀取頭和金屬磁帶之間——防止讀取頭因摩擦而損耗。Mylar有自己的環(huán)圈和張力臂�？匆谎踀niservo，我們可以看到這個(gè)磁帶路徑非常復(fù)雜——確實(shí)，真空緩沖(可以加快磁帶啟動(dòng)/停止速度)的缺失帶來了彈簧松緊臂的使用——不過它的一部分也是Mylar環(huán)圈機(jī)制。我組裝的整個(gè)Uniservo的細(xì)節(jié)可以在這里看到。

重金屬記錄

原來的8英寸磁帶盤不僅包含一個(gè)很重的1200英尺的金屬磁帶，而且還包含很大的鋁質(zhì)的卷筒盤，整個(gè)重量達(dá)到25英鎊。Uniservo可以在100ips(每秒英寸)速度下傳輸磁帶，而且每個(gè)磁帶盤可以存儲(chǔ)150萬個(gè)字符(224kB)，也就是每英寸存儲(chǔ)128個(gè)字符(CPI：每英寸字符)。

Uniservo有一個(gè)8軌讀取頭陣列——6個(gè)用于數(shù)據(jù)，一個(gè)用于校驗(yàn)，一個(gè)用于計(jì)時(shí)通道。盡管這個(gè)設(shè)計(jì)從理論上來說可以每秒處理1.28萬個(gè)字符，但實(shí)際上，傳輸速率大約為7200cps(每秒字符)，剩下的余量用于記錄間間隔(IRG)——不同數(shù)據(jù)記錄之間的磁帶的物理間隔。

UNIVAC數(shù)據(jù)磁帶雖然開始的時(shí)候是金屬，但是性能遠(yuǎn)超打卡和紙質(zhì)磁帶

數(shù)據(jù)是記錄在固定大小的60個(gè)單詞的塊中，每個(gè)單詞12個(gè)字符。一個(gè)Univac I可以超過至多10個(gè)Uniservo，同時(shí)Unservo也可以單獨(dú)發(fā)揮作用。該系統(tǒng)使用相位編碼(PE)來將信號(hào)記錄到磁帶。磁帶在寫入操作的時(shí)候需要向前移動(dòng)，不過在讀取操作的時(shí)候兩個(gè)方向移動(dòng)都可以。Univac IIa開始使用氧化鐵磁帶，該系統(tǒng)也可以容納Vicalloy記錄。

為了后向兼容，Univac的一個(gè)賣點(diǎn)就是它的卡-到-磁帶轉(zhuǎn)換器可以每分鐘處理240個(gè)卡，而單個(gè)磁帶可以存儲(chǔ)2萬個(gè)卡。

IBM的數(shù)據(jù)記錄技術(shù)可能不是第一家，不過它在1952年的面世帶來了幾項(xiàng)創(chuàng)新，包括在磁帶存儲(chǔ)上使用氧化鐵磁質(zhì)磁帶。IBM 726用于701 Data Processing System(數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))。它是一個(gè)7軌格式的系統(tǒng)，其中6軌用于數(shù)據(jù)，1軌用于校驗(yàn)。IBM 726承載兩個(gè)磁帶傳輸，每個(gè)磁帶傳輸?shù)乃俣葹?5ips，也就是100cpi和7500cps的速度。

IBM 726在一個(gè)8英寸磁帶盤上使用1/2英寸磁帶，IBM提供兩個(gè)1200英尺的磁帶盤和2個(gè)原來是醋酯纖維磁帶的200英尺的磁帶盤。編碼系統(tǒng)是NRZI(不歸零反轉(zhuǎn)，經(jīng)常被稱為“Nur-zee”)。該單元提供的最高紀(jì)錄容量為2.3MB，使用真空緩沖來實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)/停止紀(jì)錄操作和回放操作。這些雙真空柱一直是IBM磁帶驅(qū)動(dòng)器的特色，直到1984年為止。

數(shù)據(jù)磁帶傳輸：機(jī)械張力臂(左邊)和真空泵(右邊)，真空泵使用空氣壓力來保持磁帶的穩(wěn)定性

作為Lincoln Labs TX(Transistor Experimental項(xiàng)目)的成果，TX-2于1958年面世。根據(jù)它的設(shè)計(jì)者Wesley A Clark的說法，它的在線磁帶存儲(chǔ)使用3/4英寸磁帶和14英寸磁帶盤，該磁帶盤可以容納2500英尺長的磁帶。鑒于這個(gè)磁帶盤尤其笨重，當(dāng)數(shù)據(jù)記錄器改變方向的時(shí)候，噪音據(jù)說會(huì)震耳欲聾，而塊搜尋模式下磁盤在以60mph(英里/小時(shí))速度前進(jìn)的時(shí)候，整個(gè)房間都會(huì)震動(dòng)。

這個(gè)早期格式的細(xì)節(jié)很粗略，Clark還有一些其他想法來制造TX-2磁帶系統(tǒng)。他建議了一個(gè)快照方式來像多年后的軟盤那樣在一個(gè)小型的可攜帶磁盤盤上提供個(gè)人文件存儲(chǔ)。他的同事Dick Best和Tom Stockebrand的成果促成了后來的LINCtape(以及后面的DECtape)。一篇名為《固定地址的計(jì)算機(jī)集成快速訪問磁質(zhì)磁帶系統(tǒng)》的論文描述了這個(gè)10軌設(shè)計(jì)原型的工作原理，該原型使用1/2英寸磁帶和10英寸磁帶盤。

LINC/DECtape使用3.5英寸磁帶盤，其中包含260英尺磁帶，可存儲(chǔ)大約400kB數(shù)據(jù)。這個(gè)磁帶格式與其他設(shè)計(jì)不同的地方是它沒有真空泵或主動(dòng)輪，而是依賴于磁帶盤電機(jī)。

LINC磁帶驅(qū)動(dòng)器復(fù)原——有關(guān)該項(xiàng)目的更多細(xì)節(jié)在這里。

感謝Herb Johnson提供照片

在真空柱內(nèi)的4個(gè)電機(jī)可以為系統(tǒng)省下很大一筆成本。磁帶盤有很大的中心，不過上面沒有多少磁帶，因此直徑幾乎是固定的。速度雖然不是固定的，不過波動(dòng)不大——最多10%左右。前進(jìn)電機(jī)決定磁帶的速度，而其他電機(jī)則提供張力。

這個(gè)磁帶比IBM的要寬50%，是3.4英寸，而記錄密度則為了穩(wěn)定性而降到很低。為了證明這一點(diǎn)，有一個(gè)有名的演示是表現(xiàn)將一個(gè)煙灰缸里面的煙灰倒入正在使用中的傳輸?shù)拇艓�。Linc磁帶采用Ken Olsen的DEC邏輯模塊，因此后來自然發(fā)展到DECTape。（未完待續(xù)）