Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії

12 0 Новини високих технологій

Стрічкові накопичувачі даних мають свою унікальну історію вдосконалення на технічному терені. Вперше цей вид зберігання даних з'явився в середині XX століття і зарекомендував себе в якості незмінного пристрої для запису, читання і зберігання даних.

Опис і принцип дії

Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії
Стрічковий накопичувач або стример є запам'ятовуючим пристроєм, що працює за принципом магнітного фіксування даних на носії стрічкового формату. Після запису даних можна використовувати в різних цілях, а принцип дії нічим не відрізняється від побутового магнітофона. На сьогоднішній день в деяких областях досі стрічкові накопичувачі знаходять широке застосування. Основне призначення - це запис і читання даних, а також їх копіювання та архівування. Запис відбувається за допомогою запам'ятовування інформації, фіксуючи її на накопичувачі паралельно по всім доріжкам. При роботі магнітно-стрічкового накопичувача сама стрічка може здійснювати рухи в обох напрямках. По суті, робочий процес нагадує використання магнітофона, так як в кінці запису, коли закінчується стрічка, апарат рухає її у зворотному напрямі.


Кількість запам'ятовує інформації залежить тільки від метражу самої магнітної стрічки. Саме довжина стрічки визначає розмір запису даних.

Історія появи

Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії
У середині XX століття компанія Eckert-Mauchly Computer Corporation в перший раз зробила запис на стрічковий накопичувач комп'ютерних даних, а брав участь у цьому апарат ЕОМ UNIVAC I. Носієм інформації став Vicalloy, який був виконаний з тонкої смужки металу шириною 1265 мм, що складається з нікельованої бронзи. До того як з'явилися жорсткі диски, стрічкові накопичувачі міцно засіли в ЕОМ, виконуючи функцію основного і довготривалого носія інформації. Пізніше такого роду сховища стали використовуватися тільки у тих випадках, коли даними рідко користувалися. Потім стрічкові накопичувачі стали портативним сховищем для величезного обсягу даних.


Сама перша машина з'явилася в 1951 році, називалася UNISERVO і могла зберігати в собі обсяг даних, рівний 224 кілобайт. Цей накопичувач використовував в якості матеріалів для стрічки нікель-фосфорну бронзу. В наступному році IBM випустила модель з сімома доріжками на стрічці, склад якої став пластиковим. Така стрічка зберігала шість бітних байтів і один біт парності. У 1958 році з'являється більш вдосконалена модель з окремими головками для запису і читання. Поліпшення полягало в тому, що ЕОМ могла зчитувати дані після їх запису. Є інформація, що музей в Каліфорнії якраз зберігає інформацію на такому диску. Стрічка з дев'ятьма доріжками з'явилася в 1964 році. Принцип роботи такий же, як і в моделі 1952 року - 8 бітних байтів і біт парності. За десять років, в період з 1970 по 1980 рік, з'явилося безліч моделей з наступними нововведеннями:
  • Автоматичне завантаження барабанів.
  • Можливість відновлювати дані і виправляти їх.
  • Використання накопичувачів в якості бібліотеки.
  • В експлуатацію введено аудіокасети.
  • Використання буфера оперативної пам'яті для того, щоб мінімізувати затримку між операцією старт/стоп.
  • Обсяг збереженої інформації виростає до 20 мегабайт.
  • На 2014 рік існує модель, яка підтримує роботу з технологією LTFS, що функціонує по файловій схемою. Тобто апарат безпосередньо відкриває доступ до потрібної інформації, уникаючи повної прокручування стрічки. Обсяг даних збільшився до 10 терабайт. На сьогоднішній день існують накопичувачі і з великим об'ємом пам'яті, які використовуються в промислових масштабах.

    Стрічка на дев'ять доріжок

    Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії
    Так як в минулому столітті промислові комп'ютери могли займати цілу кімнату середніх розмірів, і застосування НМЛ (накопичувача на магнітній стрічці) було широко поширене. Найбільшою популярністю такий стрічковий накопичувач користувався в СРСР у 70-80-ті роки минулого століття.

    Використання аудіокасети

    Касета для магнітофона має той же принцип роботи. Її теж можна назвати стрічковим накопичувачем даних. Маючи в будинку примітивний магнітофон, будь-хто міг записувати пісні і слухати музику. До середини 90-х деякі види ЕОМ могли працювати з такими накопичувачами, як аудіокасета.

    Сучасні представники

    Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії
    Нинішні стримери мають можливість підключатися за допомогою високопродуктивного інтерфейсу SAS, який здатний забезпечити швидкість передачі даних від трьох до шести гігабіт в секунду. Більш старі представники моделей IBM підключалися через роз'єм FICON.

    Опис технології LTO

    Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії
    Сучасні представники магнітних накопичувачів дотримуються стандартів, іменованих LTO. Компанія IBM представила стрічковий накопичувач (стример) LTO-5 TS2350 який має два роз'єми підключення SAS і один порт для виходу в інтернет.

    Застосовувані операційні системи

    Робота з багатозадачними і розрахованими на багато операційними системами видається найпростішим способом, тобто використовуються такі команди, як tar і mt. Однак з операційною системою Мас перша команда не здатна працювати зі стримерами, а друга команда просто відсутня. Основною операційною системою, призначеною для роботи з магнітними стрічками, є Linux і Mac OS X. Для широкого кола операційних систем існують спеціальні програми для обслуговування сучасних стримерів. З 2010 року компанія IBM працює над реалізацією стрічкових накопичувачів в Windows.

    Опис стрічкової бібліотеки

    Принцип роботи такої бібліотеки полягає в тому, що вона функціонує одночасно з декількома стрічковими накопичувачами. Бібліотеки такого масштабу є абсолютно роботизованими. Такі сховища працюють з маркованими штрих-кодом касетами, які дістає робот згідно заданої програмі. Порівняно з дисковими носіями, такий вид зберігання даних значно вигідніше, оскільки для утримання стрічкової бібліотеки потрібна менша кількість витрачається енергоспоживання, а також загальна вартість обладнання набагато менше дискових аналогів.

    Позитивні сторони і недоліки

    Стрічковий накопичувач: огляд, види, характеристики та принцип дії
    Серед достоїнств, як було зазначено вище, відзначається низька собівартість і зміст такого виду сховища. Позитивним моментом є можливість нескінченної запису даних, тобто обсяг пам'яті практично безмежний. За рахунок монотонних операцій і механічного будови стрічкові накопичувачі здатні прослужити досить тривалий час, а саме - десятиліття. На жаль, є і недоліки експлуатації стрічкової бібліотеки - це мала швидкість доступу до даних. Справа в тому, що для читання певної інформації стрічці потрібно час, щоб прокрутитися до заданого місця. Те ж саме відбувається, якщо активувати декілька запитів одночасно. Незважаючи на низьке споживання ресурсів, сама вартість стримера дуже висока, тому ціна пристрою запису - це один з недоліків.