ذاكرة الطبول

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
ذاكرة الأسطوانة لجهاز كمبيوتر ZAM-41 البولندي
ذاكرة الأسطوانة من حاسوب BESK ، أول حاسوب ثنائي في السويد، والذي ظهر لأول مرة في عام 1953
ذاكرة الطبول التي صنعت حوالي عام 1972 في الاتحاد السوفيتي

كانت ذاكرة الأسطوانة جهاز تخزين بيانات مغناطيسي اخترعه غوستاف تاوشيك في عام 1932 في النمسا . [ 1 ] [ 2 ] وقد استخدمت الأسطوانات على نطاق واسع في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي كذاكرة حاسوب .

استخدمت العديد من الحواسيب المبكرة، التي تُسمى حواسيب الأسطوانة أو آلات الأسطوانة، ذاكرة الأسطوانة كذاكرة العمل الرئيسية للحاسوب. [ 3 ] كما استُخدمت بعض الأسطوانات كوحدات تخزين ثانوية ، مثل محركات تخزين الأسطوانات المختلفة من IBM ، وسلسلة أسطوانات UNIVAC Flying head و FASTRAND .

حلت ذاكرة النواة المغناطيسية محلّ الأقراص الأسطوانية كذاكرة أساسية للحاسوب ، إذ وفرت توازناً أفضل بين الحجم والسرعة والتكلفة والموثوقية وإمكانية التطوير المستمر. [ 4 ] ثم استُبدلت الأقراص الأسطوانية بمحركات الأقراص الصلبة للتخزين الثانوي ، والتي كانت أقل تكلفة وتوفر كثافة تخزين أعلى. وتوقف تصنيع الأقراص الأسطوانية في سبعينيات القرن العشرين.

التصميم التقني

كانت وحدة ذاكرة الأسطوانة أو وحدة تخزين الأسطوانة تتكون من أسطوانة معدنية كبيرة، مطلية من الخارج بمادة تسجيل مغناطيسية حديدية . ويمكن اعتبارها سلفًا لمحرك الأقراص الصلبة (HDD)، ولكن على شكل أسطوانة بدلًا من قرص مسطح. في معظم التصاميم، كان هناك صف واحد أو أكثر من رؤوس القراءة والكتابة الثابتة تمتد على طول المحور الطولي للأسطوانة، رأس لكل مسار. يقوم متحكم الأسطوانة ببساطة باختيار الرأس المناسب وينتظر ظهور البيانات تحته أثناء دوران الأسطوانة ( زمن الاستجابة الدوراني ). لم تُصمم جميع وحدات الأسطوانة بحيث يكون لكل مسار رأس خاص به. بعضها، مثل أسطوانة English Electric DEUCE وأسطوانة UNIVAC FASTRAND، كان يحتوي على رؤوس متعددة تتحرك لمسافة قصيرة على الأسطوانة. بالمقارنة، تحتوي محركات الأقراص الصلبة الحديثة على رأس واحد لكل سطح قرص، وتتحرك هذه الرؤوس معًا.

في نوفمبر 1953، نشر غلين إي. هاغن من شركة أبحاث اللوجستيات ورقة بحثية كشفت عن "تعويم هوائي" للرؤوس المغناطيسية في أسطوانة معدنية تجريبية. [ 5 ] وفي يناير 1954، كشف هيرد باوميستر من شركة آي بي إم عن براءة اختراع أمريكية مُقدمة، تُفيد بوجود "حذاء زنبركي مدعوم بالهواء لتثبيت رأس مغناطيسي فوق أسطوانة مغناطيسية تدور بسرعة عالية". [ 6 ] وأصبحت الرؤوس الطائرة معيارًا في الأسطوانات ومحركات الأقراص الصلبة .

كانت وحدات الأسطوانات المغناطيسية المستخدمة كذاكرة أساسية تُعنون بالكلمات. أما وحدات الأسطوانات المستخدمة كذاكرة ثانوية فكانت تُعنون بالكتل. وكانت هناك عدة طرق ممكنة لعنونة الكتل، وذلك بحسب الجهاز.

  • كانت الكتل تشغل مسارًا كاملاً ويتم الوصول إليها من خلال المسار.
  • تم تقسيم المسارات إلى قطاعات ذات طول ثابت، وتمت معالجة البيانات حسب المسار والقطاعات.
  • كانت الكتل ذات أطوال متغيرة، وتمت معالجة الكتل بواسطة رقم المسار ورقم السجل.
  • كانت الكتل ذات أطوال متغيرة مع مفتاح، ويمكن البحث فيها عن طريق محتوى المفتاح.

تم تقسيم بعض الأجهزة إلى أسطوانات منطقية، وكان العنونة عن طريق المسار عبارة عن أسطوانة منطقية ومسار.

يُقارن أداء أسطوانة ذات رأس واحد لكل مسار بأداء قرص ذي رأس واحد لكل مسار، ويتحدد بشكل شبه كامل بزمن استجابة الدوران. أما في محركات الأقراص الصلبة ذات الرؤوس المتحركة، فيشمل الأداء زمن استجابة الدوران بالإضافة إلى زمن تحريك الرأس فوق المسار المطلوب (زمن البحث ). في الحقبة التي كانت تُستخدم فيها الأسطوانات كذاكرة عمل رئيسية، كان المبرمجون غالبًا ما يتبعون البرمجة المثلى - حيث يقوم المبرمج - أو المُجمِّع، على سبيل المثال برنامج التجميع الأمثل الرمزي (SOAP) من IBM - بوضع التعليمات على الأسطوانة بطريقة تُقلل من الوقت اللازم لدوران التعليمات التالية إلى مكانها أسفل الرأس. [ 7 ] وكانوا يفعلون ذلك عن طريق حساب الوقت الذي يستغرقه الحاسوب بعد تحميل التعليمات ليكون جاهزًا لقراءة التعليمات التالية، ثم وضع تلك التعليمات على الأسطوانة بحيث تصل إلى أسفل الرأس في الوقت المناسب تمامًا. وقد استُخدمت طريقة تعويض التوقيت هذه، والتي تُسمى "عامل التخطي" أو " التشابك "، لسنوات عديدة في وحدات تحكم ذاكرة التخزين.

تاريخ

كانت سعة ذاكرة الأسطوانة الأصلية لتاوشيك (1932) حوالي 500000 بت (62.5 كيلوبايت ). [ 2 ]

كان حاسوب أتاناسوف-بيري (1942) من أوائل الحواسيب العاملة التي استخدمت ذاكرة الأسطوانة . وقد خزّن 3000 بت، ولكنه اعتمد على السعة الكهربائية بدلاً من المغناطيسية لتخزين المعلومات. وكان السطح الخارجي للأسطوانة مبطناً بوصلات كهربائية تؤدي إلى مكثفات موجودة بداخلها.

طُوِّرت الأسطوانات المغناطيسية لصالح البحرية الأمريكية من قِبَل شركة أبحاث الهندسة (ERA) في عامي 1946 و1947. [ 8 ] أُنجزت دراسة تجريبية أجرتها ERA وقُدِّم تقريرها إلى البحرية في 19 يونيو 1947. [ 8 ] وجرى تطوير أجهزة تخزين أسطوانية أخرى في وقت مبكر في كلية بيركبيك ( جامعة لندن )، [ 9 ] وجامعة هارفارد ، وشركة IBM ، وجامعة مانشستر . كانت أسطوانة ERA بمثابة الذاكرة الداخلية لحاسوب ATLAS-I الذي سُلِّم إلى البحرية الأمريكية في أكتوبر 1950، وبِيعَت لاحقًا تجاريًا باسم ERA 1101 و UNIVAC 1101. ومن خلال عمليات الدمج ، أصبحت ERA قسمًا من شركة UNIVAC، التي شحنت أسطوانة السلسلة 1100 كجزء من حاسوب ملفات UNIVAC في عام 1956؛ وكانت كل أسطوانة تخزن 180,000 حرفًا من 6 بت (135 كيلوبايت). [ 10 ]

كان أول جهاز كمبيوتر يتم إنتاجه بكميات كبيرة، وهو IBM 650 (1954)، يحتوي في البداية على ذاكرة أسطوانية تصل إلى 2000 كلمة مكونة من 10 أرقام، أي حوالي 17.5 كيلوبايت (تمت مضاعفتها لاحقًا إلى 4000 كلمة، أي حوالي 35 كيلوبايت، في الطراز 4).

في نظام BSD Unix وسلالاته، كان /dev/drum هو اسم جهاز الذاكرة الظاهرية الافتراضي (التبديل)، [ 11 ] مشتقًا من الاستخدام التاريخي لأجهزة التخزين الثانوية drum كنسخة احتياطية من صفحات الذاكرة الظاهرية .

تم استخدام وحدات ذاكرة الأسطوانة المغناطيسية في مراكز التحكم في إطلاق صواريخ مينيوتمان العابرة للقارات منذ البداية في أوائل الستينيات وحتى ترقيات REACT في منتصف التسعينيات.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 2,080,100 غوستاف تاوشيك، تاريخ الأولوية 2 أغسطس 1932، تم تقديمها لاحقًا كبراءة اختراع ألمانية DE643803 ، "Elektromagnetischer Speicher für Zahlen und andere Angaben, besonders für Buchführungseinrichtungen" (الذاكرة الكهرومغناطيسية للأرقام والمعلومات الأخرى، خاصة لمؤسسات المحاسبة)
  2. 1 2 جامعة كلاغنفورت (محرر). "الأسطوانة المغناطيسية" . المعارض الافتراضية في المعلوماتية . مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2022. تم الاسترجاع في 21 أغسطس 2011 .
  3. ↑ داتاماشن، سبتمبر 1967، ص 25، "بالنسبة لشركتي بينديكس ورامو-وولدريدج، كانت آلات G-20 وRW-400 عبارة عن آلات ذات نواة متوازية بدلاً من آلات الأسطوانة التسلسلية من النوع الموجود بالفعل في خطوط إنتاجهم."
  4. ↑ ماتيك، ريتشارد (1977). أنظمة وتكنولوجيا تخزين الحاسوب . وايلي. ص 15. 
  5. ↑ هاجن، جلين إي. (1 نوفمبر 1953). الحواسيب والأتمتة 1953-11: المجلد 2، العدد 8. أرشيف الإنترنت. مؤسسة بيركلي. الصفحات 23، 25. 
  6. ↑ باوميستر، هـ (2 ديسمبر 1958). "براءة الاختراع الأمريكية رقم 2,862,781 أجهزة دعم التسجيل" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2023 .
  7. ↑ SOAP II - برنامج التجميع الأمثل الرمزي لنظام معالجة البيانات IBM 650 (ملف PDF) ، IBM، 24-4000-0
  8. 1 2 إريك د. دانيال؛ سي. دينيس مي؛ مارك هـ. كلارك (1998). التسجيل المغناطيسي: المئة عام الأولى . وايلي-IEEE. الصفحات 238، 241. ISBN  0-7803-4709-9.
  9. ↑ كامبل-كيلي، مارتن (أبريل 1982). "تطور برمجة الحاسوب في بريطانيا (1945 إلى 1955)". حوليات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لتاريخ الحوسبة . 4 (2): 121-139 . doi : 10.1109/MAHC.1982.10016 . S2CID 14861159 . 
  10. ↑ غراي، جورج ت.؛ سميث، رونالد كيو. (أكتوبر 2004). "حواسيب سبيري راند من الجيل الأول، 1955-1960: المكونات المادية والبرمجية". حوليات IEEE لتاريخ الحوسبة : 23. كانت هناك ذاكرة أسطوانية بسعة 1070 كلمة لتخزين البيانات، مُخزّنة على شكل اثني عشر رقمًا أو حرفًا من 6 بت لكل كلمة.
  11. ↑ "صفحة دليل برنامج Drum(4) في نظام FreeBSD" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 27-01-2013 .
  • قصة ميل : القصة الكلاسيكية عن تصرفات مبرمج واحد في برمجة آلة الطبول يدويًا: ميل كاي .
  • Librascope LGP-30 : جهاز كمبيوتر بذاكرة أسطوانية مذكور في القصة أعلاه، ومذكور أيضًا في Librascope LGP-30 .
  • Librascope RPC-4000 : حاسوب آخر بذاكرة أسطوانية مذكور في القصة أعلاه
  • مقابلة تاريخية شفهية مع دين بابكوك