IBM 305 RAMAC

الموسوعة الحرة

كان جهاز IBM 305 RAMAC أول حاسوب تجاري يستخدم محرك أقراص صلبة برأس متحرك ( تخزين مغناطيسي ) للتخزين الثانوي . [ 1 ] أُعلن عن النظام رسميًا في 14 سبتمبر 1956، [ 2 ] [ 3 ] وكانت وحدات الاختبار مثبتة بالفعل في البحرية الأمريكية وفي شركات خاصة. [ 2 ] يرمز RAMAC إلى "طريقة الوصول العشوائي للمحاسبة والتحكم"، [ 4 ] حيث استُلهم تصميمه من الحاجة إلى المحاسبة الفورية في مجال الأعمال. [ 5 ]

تاريخ

طُوِّرَ نظام RAMAC وصُنِعَ في مركز أبحاث شركة IBM في سان خوسيه، كاليفورنيا . وفي عام 1959، عرض الرئيس التنفيذي لشركة IBM، توماس ج. واتسون الابن، نظام RAMAC في موسكو . وقد أدى ذلك إلى زيارة الزعيم السوفيتي نيكيتا خروتشوف لمقر شركة IBM في سان خوسيه. [ 6 ]

تم تركيب أول نظام RAMAC تم استخدامه في صناعة السيارات الأمريكية في قسم MOPAR التابع لشركة كرايسلر في عام 1957. وقد حل محل ملف ضخم كان جزءًا من نظام مراقبة مخزون قطع الغيار ومعالجة الطلبات الخاص بشركة MOPAR.

خلال دورة الألعاب الأولمبية الشتوية لعام 1960 في سكوا فالي (الولايات المتحدة الأمريكية)، قدمت شركة IBM أول أنظمة معالجة البيانات الإلكترونية للألعاب. تضمن النظام جهاز كمبيوتر IBM RAMAC 305، ونظام جمع البيانات باستخدام البطاقات المثقبة، ووحدة طباعة مركزية.

تم بناء أكثر من 1000 نظام. انتهى الإنتاج في عام 1961؛ فقد حاسوب RAMAC مكانته الرائدة في عام 1962 عندما تم طرح وحدة تخزين القرص IBM 1405 لجهاز IBM 1401 ، وتم سحب 305 في عام 1969.

ملخص

تم شحن أول وحدة قرص صلب في 13 سبتمبر 1956. [ 7 ] تضمنت المكونات الإضافية للحاسوب: مثقب بطاقات ، ووحدة معالجة مركزية، ووحدة تزويد طاقة، ووحدة تحكم/قارئ بطاقات للمشغل، وطابعة . كما احتوى على محطة استعلام يدوية تتيح الوصول المباشر إلى السجلات المخزنة. روّجت شركة IBM للنظام على أنه قادر على تخزين ما يعادل 64,000 بطاقة مثقبة . [ 5 ]

كان جهاز 305 أحد آخر أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بتقنية الصمامات المفرغة التي صنعتها شركة IBM. وكان وزنه يزيد عن طن. [ 8 ]

كان نظام الأقراص IBM 350 يخزن 5 ملايين حرف أبجدي رقمي ، مسجلة بستة بتات للبيانات، وبتة واحدة للتكافؤ ، وبتة واحدة للمسافة، أي ثمانية بتات لكل حرف. [ 9 ] وكان يحتوي على خمسين قرصًا بقطر 24 بوصة (610 مم) . يتحرك ذراعان مستقلان للوصول لأعلى ولأسفل لاختيار القرص، وللداخل والخارج لاختيار مسار التسجيل، وكل ذلك تحت تحكم آلي . بلغ متوسط ​​زمن تحديد موقع سجل واحد 600 مللي ثانية. أُضيفت عدة نماذج محسّنة في خمسينيات القرن الماضي. كان نظام IBM RAMAC 305 المزود بسعة تخزين 350 قرصًا يُؤجَّر مقابل 3200 دولار أمريكي ( ما يعادل 36700 دولار أمريكي في عام 2025 ) شهريًا. 

قرص تخزين واحد من نوع RAMAC يظهر عليه تلف ناتج عن اصطدام رأس القراءة/الكتابة
جهاز IBM 305 في ترسانة ريد ريفر التابعة للجيش الأمريكي . في المقدمة: محركا أقراص 350. في الخلفية: وحدة تحكم 380 ووحدة معالجة 305

كان بالإمكان وضع نظام حاسوب RAMAC 305 الأصلي في غرفة تبلغ مساحتها حوالي 9  أمتار (30  قدمًا) × 15  مترًا (50  قدمًا)؛ بينما بلغت مساحة وحدة تخزين الأقراص 350 حوالي 1.5 متر مربع (16 قدمًا مربعًا ) . صرّح كوري مونس، نائب رئيس قسم الأبحاث في شركة هيتاشي جلوبال ستوريدج تكنولوجيز (التي استحوذت على قسم محركات الأقراص الصلبة من شركة IBM)، في مقابلة مع صحيفة وول ستريت جورنال [ 10 ]، أن وحدة RAMAC كانت تزن أكثر من طن، وكان لا بد من نقلها باستخدام الرافعات الشوكية، وشحنها عبر طائرات شحن كبيرة. ووفقًا لمونس، كان من الممكن زيادة سعة تخزين القرص إلى أكثر من خمسة ميغابايت، لكن قسم التسويق في IBM آنذاك عارض فكرة زيادة سعة التخزين، لأنهم لم يكونوا يعرفون كيفية تسويق منتج بسعة تخزين أكبر.  

آلية RAMAC في متحف تاريخ الحاسوب

لم تقتصر برمجة جهاز 305 على كتابة تعليمات لغة الآلة لتخزينها في ذاكرة الأسطوانة فحسب ، بل شملت أيضًا برمجة كل وحدة تقريبًا في النظام (بما في ذلك الكمبيوتر نفسه) عن طريق إدخال وصلات سلكية في لوحة تحكم لوحة التوصيل .

بنيان

تم توثيق بنية النظام في دليل تشغيل جهاز RAMAC 305. [ 4 ] كان جهاز 305 حاسوبًا عشريًا ( BCD ) ذو طول كلمة متغيرة موجه نحو الأحرف، مزودًا بذاكرة أسطوانية تدور بسرعة 6000 دورة في الدقيقة ، تتسع لـ 3200 حرف أبجدي رقمي . استُخدم مخزن مؤقت للذاكرة الأساسية بسعة 100 حرف للتخزين المؤقت أثناء نقل البيانات. 

يتكون كل حرف من ستة بتات - بالإضافة إلى بت التكافؤ الفردي ("R") - ويتألف من بتتين للمنطقة ("X" و "O") والبتات الثنائية الأربعة المتبقية لقيمة الرقم بالتنسيق التالي:  

XO 8 4 2 1 R

كان من الممكن تخزين التعليمات على 20 مسارًا فقط من ذاكرة الطبل، وكانت ذات طول ثابت (10 أحرف)، وبالتنسيق التالي:

T 1 A 1 B 1 T 2 A 2 B 2 MNPQ
مواقع ميدانيةوظيفة
T 1 A 1 B 1عنوان المعامل المصدر - المسار، الحرف AB ذو الترتيب الأدنى
T 2 A 2 B 2عنوان المعامل الوجهة – المسار، حرف AB منخفض الترتيب
مينيسوتاطول المعاملات (يجب أن يكون كل معامل بالكامل على مساره المحدد)
Pرمز الخروج من البرنامج؛ يُستخدم لاختيار شروط الاختبار، وتنفيذ القفزات، وبدء الإدخال/الإخراج. تحدد برمجة لوحة التحكم الخاصة بجهاز 305 الإجراءات التي يتم تنفيذها.
سؤالرمز التحكم؛ يُعدّل العملية (على غرار رمز العملية )، والعملية الافتراضية هي النسخ من المصدر إلى الوجهة. العمليات الأخرى هي: "1" مقارنة، "2" مقارنة الحقول، "3" مقارنة الحقول، "5" إعادة ضبط المُراكم، "6" اختبار نقل البيانات الفارغة، "7" ضغط وتوسيع، "8" توسيع، "9" ضغط

يمكن أن تكون "كلمات" البيانات ذات النقطة الثابتة بأي حجم من رقم عشري واحد إلى 100 رقم عشري، مع تخزين بت X لأقل رقم أهمية للإشارة ( المقدار الموقع ).

يمكن أن تكون سجلات البيانات بأي حجم من حرف واحد إلى 100 حرف.

ذاكرة الطبول

تم تنظيم ذاكرة الطبول في 32 مسارًا، كل منها يحتوي على 100 حرف.

رمز اللون لهذا الجدول هو:

  • أصفر – للتخزين
  • الأزرق – الحسابي
  • الأخضر – مدخلات/مخرجات
  • الأحمر – وظيفة خاصة
مُحدد المساردالة المصدردالة الوجهة
WXYZالتخزين العام
٠ ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ & ABCDEFGHIتخزين التعليمات، التخزين العام
لقراءة المُجمِّعأضف إلى المُجمِّع
مقراءة ومسح المُراكماطرح من المُجمِّع
Vالمضروب (من 1 إلى 9 خانات) أو المقسوم عليه (من 1 إلى 9 خانات)
شمالغير متوفرالضرب (من 1 إلى 11 حرفًا) يخزن ناتج الضرب من 2 إلى 20 حرفًا في العدادات 0 و1
Pغير متوفرالقسمة (خيار)
ك380 إدخال البطاقة المثقبةغير متوفر
شارعغير متوفرمخرجات البطاقات المثقبة 323، مخرجات الطابعة 370، مخرجات الطابعة 407
سؤال380 مدخلات/مخرجات الاستعلام
جغير متوفر350 عنوان الملف
R350 إدخال/إخراج بيانات الملفات
-المخزن المؤقت الأساسيمحدد الأحرف
دولار382 مدخل/مخرج شريط ورقي (اختياري)

Lثم Mاختر المسار نفسه، الذي يحتوي على عشرة " مُجمِّعات " مكونة من 10 أحرف. يُشير الحرف L إلى الجمع، بينما يُشير الحرف M إلى الطرح. (تم تخزين الأرقام في هذه المُجمِّعات بصيغة المُتمِّم العشري ، حيث تُخزَّن الإشارة في بت X من الرقم الأكثر أهمية. كما تم الاحتفاظ بإشارة كل مُجمِّع في مُرحِّل . ومع ذلك، قام جهاز 305 بالتحويل تلقائيًا بين صيغة القيمة المطلقة المُوقَّعة القياسية وهذه الصيغة دون الحاجة إلى برمجة خاصة).

J، Rو -لا تحدد المسارات على الطبل، بل تحدد مصادر ووجهات أخرى.

القفزات

لا تتضمن مجموعة تعليمات جهاز 305 أي قفزات، بل تتم برمجتها على لوحة التحكم:

  • القفز غير المشروط - يحدد رمز الخروج من البرنامج (الحقل P) مركز خروج البرنامج على لوحة التحكم، والذي يحتوي على سلك موصول به، ومن خلال الموزعات، إلى مراكز دخول البرنامج التي تحدد رقم العنوان الأول والثاني والثالث للتعليمات المراد القفز إليها.
  • القفزة المشروطة - يحدد رمز الخروج من البرنامج (الحقل P) نقطة خروج البرنامج على لوحة التحكم، والتي يتم توصيل سلك بها، بالإضافة إلى نقطة اختيار الشرط المشتركة المناسبة المراد اختبارها. كما يتم توصيل سلكين بنقطة إخراج اختيار الشرط المقابلة، ونقطة دخول البرنامج التي تحدد التعليمات المراد الانتقال إليها، أو نقطة تقدم البرنامج للمتابعة بالتسلسل. يمكن توصيل الشروط المعقدة التي تتضمن العديد من نقاط اختيار الشرط لتنفيذها في تعليمة واحدة (مثل اختبار حالتي الإشارة والصفر لعدة عدادات تراكمية)، مع تفعيل إحدى نقاط دخول البرنامج المتعددة .
  • القفز متعدد الاتجاهات - يتم ضبط مسار الوجهة (حقل T 2 ) ويتم توصيل أسلاك بمنافذ تحديد الأحرف- المناسبة على لوحة التحكم، ويتم تحديد التعليمات المراد القفز إليها بواسطة منافذ إدخال البرنامج أو منفذ تقدم البرنامج للمتابعة بالتسلسل.

توقيت

استُمدت جميع إشارات التوقيت الخاصة بجهاز 305 من مسار ساعة مسجل في المصنع على الأسطوانة. احتوى مسار الساعة على 816 نبضة  تفصل بينها مدة 12 ميكروثانية، مع  فاصل زمني قدره 208 ميكروثانية للمزامنة.

استغرقت قراءة أو كتابة حرف واحد 96  ميكروثانية.

كانت التعليمات النموذجية في معالج 305 تستغرق ثلاث دورات للأسطوانة (30  مللي ثانية): دورة واحدة ( مرحلة I ) لجلب التعليمات، ودورة واحدة ( مرحلة R ) لقراءة معامل المصدر ونسخه إلى المخزن المؤقت، ودورة واحدة ( مرحلة W ) لكتابة معامل الوجهة من المخزن المؤقت. إذا لم يكن حقل P (رمز خروج البرنامج) فارغًا، تُضاف دورتان إضافيتان للأسطوانة ( مرحلتا D و P  ) (20 مللي ثانية) إلى زمن التنفيذ للسماح بالتقاط المرحلات. يمكن تثبيت خيار " سرعة المعالجة المحسّنة" الذي يسمح لمراحل التعليمات الثلاث ( IRW ) بالتتابع مباشرةً دون انتظار بدء الدورة التالية؛ مع هذا الخيار، ومع تحسين موضع الكود والمعاملات، يمكن تنفيذ التعليمات النموذجية في دورة واحدة فقط للأسطوانة (10  مللي ثانية).

مع ذلك، استغرقت بعض التعليمات وقتًا أطول بكثير من المدة المعتادة التي تتراوح بين 30  و50  مللي ثانية. على سبيل المثال، استغرقت عملية الضرب من ست إلى تسع عشرة دورة للأسطوانة (من 60  إلى 190  مللي ثانية)، بينما استغرقت عملية القسمة (كخيار إضافي) من عشر إلى سبع وثلاثين دورة للأسطوانة (من 100  إلى 370  مللي ثانية). ويمكن لتعليمات الإدخال/الإخراج أن تُشغّل المعالج لعدد دورات الأسطوانة الذي يحتاجه الجهاز.

التنفيذ على الأجهزة

تم بناء الدوائر المنطقية لجهاز 305 من وحدات قابلة للتوصيل أحادية وثنائية الأنبوب ومرحلات.

جهاز IBM 305 مع طابعة 370 ووحدة تحكم 380
وحدة تحكم IBM 380

كان النظام الأساسي يتألف من الوحدات التالية:

  • وحدة المعالجة IBM 305، وأسطوانة المعالجة المغناطيسية، ومسجل النواة المغناطيسية، والدوائر الإلكترونية المنطقية والحسابية.
  • وحدة تخزين الأقراص IBM 350
  • طابعة IBM 370
  • IBM 323 – مثقب البطاقات
  • جهاز IBM 380 – وحدة التحكم، وقارئ البطاقات، وآلة الكتابة الكهربائية IBM طراز B1
  • IBM 340 – وحدة تزويد الطاقة

سُميت حديقة راماك في حي سانتا تيريزا بمدينة سان خوسيه، كاليفورنيا، نسبةً إلى جهاز IBM 305 RAMAC. [ 11 ] صُمم جهاز RAMAC في مختبر أبحاث سان خوسيه الكائن في 99 شارع نوتردام بوسط مدينة سان خوسيه . ثم نقلت شركة IBM مقرها الرئيسي في سان خوسيه من 99 شارع نوتردام إلى مقرها الجديد في طريق كوتل، الذي كان قائمًا على أرض حديقة راماك الحالية. ولا تزال صالة الموظفين والكافيتريا السابقتان قائمتين حتى اليوم بجوار الحديقة، على الرغم من إهمالهما. [ 12 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بريمسبرغر، كريس (8 سبتمبر 2006). "شركة آي بي إم تبني على 50 عامًا من تخزين الأقراص الدوارة" . eWeek.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أكتوبر 2012 .
  2. 1 2 650 إعلان RAMAC تم الإعلان داخليًا عن 305 RAMAC و 650 RAMAC في 4 سبتمبر 1956.
  3. ↑ شركة آي بي إم ستطرح وحدات "التفكير" الجديدة ، صحيفة نيويورك تايمز ، 14 سبتمبر 1956
  4. 1 2 305 دليل تشغيل RAMAC ، شركة IBM، أبريل 1957.
  5. 1 2 فيلم ترويجي لشركة IBM RAMAC
  6. ↑ ماكلفيني، رالف؛ وورتمان، مارك. أعظم رأسمالي عاش على الإطلاق . ص 276. ISBN  978-1-5417-6852-9.
  7. ↑ ستيفن ليفي، "القرص الصلب الذي غيّر العالم" ، نيوزويك ، 7 أغسطس 2006
  8. ↑ ويك، مارتن هـ. (مارس 1961). "IBM 305 RAMAC" . ed-thelen.org . دراسة ثالثة لأنظمة الحوسبة الرقمية الإلكترونية المحلية. انظر SUNOCO فيلادلفيا .
  9. ↑ "دليل تعليمات هندسة العملاء لجهاز RAMAC 305" (ملف PDF) . شركة IBM، 1959. الصفحات 7-8 و85. 
  10. ↑ لي غوميز، "الحديث عن التكنولوجيا"، صحيفة وول ستريت جورنال ، 22 أغسطس 2006
  11. ↑ "حديقة راماك وأصل محرك الأقراص - لقيمات الإفطار - مدونات كادنس - مجتمع كادنس" . community.cadence.com . 29-04-2020 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31-03-2025 .
  12. ↑ "مبنى آي بي إم رقم 11" . PAC*SJ . تم الاسترجاع بتاريخ 2025-04-05 .