شريط ديكتيب

شريط DECtape ، الذي كان يُسمى في الأصل Microtape ، هو وسيط تخزين بيانات مغناطيسي يُستخدم مع العديد من أجهزة الكمبيوتر من شركة Digital Equipment Corporation ، بما في ذلك PDP-1 و PDP-4 و PDP-6 و PDP-8 و LINC-8 و PDP-9 و PDP -10 و PDP-11 و PDP-12 و PDP-15 . في أنظمة DEC ذات 32 بت، تم تطبيق دعم VAX/VMS له، لكنه لم يُصبح جزءًا رسميًا من تشكيلة المنتجات.

أشرطة DEC ^{[ 1 ]} بعرض 19 مم (3/4 بوصة ) ، مُهيأة في كتل بيانات يمكن قراءة كل منها أو كتابتها بشكل منفصل. يخزن كل شريط 184 كيلوبايت من كلمات PDP-8 ذات 12 بت، أو 144 كيلوبايت من كلمات PDP-8 ذات 18 بت (ما يعادل 276 كيلوبايت ). حجم الكتلة 128 كلمة ذات 12 بت (للأجهزة ذات 12 بت)، أو 256 كلمة ذات 18 بت للأجهزة الأخرى (أنظمة 16، 18، 32، أو 36 بت). ^{[ 2 ]} 

من وجهة نظر البرمجة، ^{[ 1 ] : ص 505 [ 3 ]} نظرًا لأن النظام موجه نحو الكتل ويسمح بالبحث العشوائي، فإن DECtape يتصرف مثل محرك أقراص بطيء للغاية. ^{[ 4 ]}

يعود أصل نظام DECtape إلى نظام LINCtape الشريطي، ^{[ 1 ] : 215،} الذي صممه ويسلي كلارك في مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كجزء لا يتجزأ من حاسوب LINC . توجد تعليمات LINC بسيطة لقراءة وكتابة كتل الشريط باستخدام تعليمة واحدة للآلة. ^{[ 5 ]} تم وضع تصميم LINC، بما في ذلك LINCtape، في الملكية العامة لأن تطويره كان ممولًا من الحكومة. وقد قامت عدة شركات، من بينها شركة Digital، بتصنيع محركات أقراص LINCtape.

بدورها، يمكن تتبع أصل تقنية LINCtape إلى نظام الشريط المغناطيسي الخاص بجهاز الكمبيوتر التاريخي TX-2 التابع لمختبر لينكولن ، والذي صممه ريتشارد إل. بيست وتي سي ستوكبراند. يُعد نظام شريط TX-2 السلف المباشر لتقنية LINCtape، بما في ذلك استخدام مجموعتين احتياطيتين من خمسة مسارات ونظام نقل الشريط المباشر، ولكنه يستخدم تنسيق شريط غير متوافق فعليًا (شريط ½ بوصة على بكرات 10 بوصات، بينما استخدمت تقنيتا LINCtape وDECtape شريط ¾ بوصة على بكرات 4 بوصات). ^{[ 6 ] [ 7 ]}

طرحت شركة ديجيتال في البداية جهاز التحكم في الأشرطة الدقيقة من النوع 550 وجهاز النقل المزدوج للأشرطة الدقيقة من النوع 555 كأجهزة طرفية لأجهزة الكمبيوتر PDP-1 و PDP-4 ، وكلاهما من أجهزة 18 بت. وأعلنت شركة ديجيتال إكويبمنت (DEC) عن توفر هذه الأجهزة الطرفية في مارس ومايو 1963، وبحلول نوفمبر، كانت الخطط جارية بالفعل لتقديم المنتج لأجهزة الكمبيوتر PDP-5 ذات 12 بت و PDP-6 ذات 36 بت ، على الرغم من أن ذلك تضمن تغييرًا في تنسيق التسجيل. ^{[ 8 ] [ 9 ]} وتناقش المواصفات الأولية لجهاز التحكم من النوع 550 تقدمًا كبيرًا يتجاوز LINCtape، وهو القدرة على القراءة والكتابة في كلا الاتجاهين. ^{[ 10 ]} وبحلول أواخر عام 1964، تم تسويق جهاز النقل من النوع 555 كجهاز نقل DECtape. ^{[ 11 ]}

تعتمد آلية نقل الشريط المستخدمة في جهاز LINC بشكل أساسي على آلية نقل الشريط من النوع 555، مع استخدام إشارات الربط نفسها ونفس وسيط الشريط المادي. إلا أن وحدتي التحكم LINC وDEC غير متوافقتين، كما تم عكس مواقع بكرات التغذية والسحب بين تنسيقي شريط LINC وDEC. بينما يدعم شريط LINC البحث ثنائي الاتجاه عالي السرعة في الكتل، فإنه يدعم عمليات قراءة وكتابة البيانات الفعلية في الاتجاه الأمامي فقط. يستخدم شريط DEC تنسيق مسار علامات مختلفًا تمامًا لتوفير إمكانية عمليات القراءة والكتابة في كلا الاتجاهين، مع العلم أن بعض وحدات التحكم DECtape لا تدعم القراءة العكسية. تقدمت شركة DEC بطلب للحصول على براءة اختراع للميزات المحسّنة المدمجة في شريط DECtape في أواخر عام 1964. ^{[ 12 ]} المخترع المذكور في هذه البراءة، توماس ستوكبراند، هو أيضًا أحد مؤلفي الورقة البحثية حول نظام الشريط TX-2 الذي اشتُق منه شريط LINC. ^{[ 6 ]}

في نهاية المطاف، دعم متحكم الشريط TC12-F في جهاز PDP-12 كلاً من LINCtape وDECtape على نفس ناقل البيانات. وكما هو الحال مع LINC-8 السابق ، فإن PDP-12 هو جهاز PDP-8 مُعزز بدعم مادي لمجموعة تعليمات LINC والملحقات المختبرية المرتبطة بها.

صُممت تقنية DECtape لتكون موثوقة ومتينة بما يكفي لاستخدامها كوسيط التخزين الرئيسي لنظام تشغيل الحاسوب . من الممكن، وإن كان بطيئًا، استخدام محرك أقراص DECtape لتشغيل نظام تشغيل صغير مثل OS/8 أو OS/12. يتم تهيئة النظام لوضع ملفات التبديل المؤقتة على محرك أقراص DECtape ثانٍ، وذلك لتجنب إبطاء الوصول إلى محرك الأقراص الرئيسي الذي يحتوي على برامج النظام.

عند طرحها، اعتُبرت أشرطة DECtape نقلة نوعية مقارنةً بأشرطة الورق اليدوية، التي لم تكن تدعم ملفات التبديل الضرورية لأنظمة المشاركة الزمنية العملية . كانت محركات الأقراص الصلبة والأسطوانات في بداياتها باهظة الثمن، ومحدودة السعة، ومعروفة بعدم موثوقيتها، لذا مثّلت أشرطة DECtape طفرةً في دعم أنظمة المشاركة الزمنية الأولى على حواسيب DEC. اعتمد حاسوب PDP-1 الأسطوري في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، حيث نشأت ثقافة اختراق الحواسيب ، العديد من محركات DECtape لدعم مجتمع بدائي لمشاركة البرامج. كان يُنظر إلى نظام القرص الصلب (عندما كان يعمل) على أنه جهاز تخزين ملفات "مؤقت" يُستخدم للسرعة، ولا يُعتمد عليه لحفظ الملفات على المدى الطويل. كان مستخدمو الحواسيب يحتفظون بملفات عملهم الشخصية على أشرطة DECtape، بالإضافة إلى البرامج التي يرغبون في مشاركتها مع الآخرين.

يختلف تصميم شريط DECtape ووحدات التحكم الخاصة به اختلافًا كبيرًا عن أي نوع آخر من محركات الأشرطة أو وحدات التحكم في ذلك الوقت. يبلغ عرض الشريط 19 مم ( 0.75 بوصة) ، ويحتوي على 6 مسارات بيانات، ومسارين للعلامات، ومسارين للساعة، حيث تُسجل البيانات بمعدل 138 بت لكل سنتيمتر (350 بت لكل بوصة). يُقرن كل مسار بمسار غير متجاور لضمان التكرار عن طريق توصيل رؤوس الشريط بالتوازي؛ ونتيجة لذلك، تتعامل الدوائر الإلكترونية مع 5 مسارات فقط: مسار الساعة، ومسار العلامات، و3 مسارات بيانات. استُخدم ترميز مانشستر (PE) . تُكتب مسارات الساعة والعلامات مرة واحدة فقط، عند تهيئة الشريط؛ وبعد ذلك، تصبح للقراءة فقط. ^{[ 13 ]} هذا يعني أنه يمكن تحمل انقطاع الإشارة في إحدى القنوات؛ حتى أن ثقب الشريط بقطر 6.4 مم (0.25 بوصة) لن يتسبب في فشل القراءة. ^{[ 14 ]}    

من الأسباب الأخرى التي تُفسر موثوقية DECtape العالية غير العادية استخدام الشريط المُغلف: حيث تُحصر طبقة الأكسيد المغناطيسي بين طبقتين من المايلر ، بدلاً من أن تكون على السطح كما هو شائع في أنواع الأشرطة المغناطيسية الأخرى. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} وهذا يسمح للشريط بالبقاء لآلاف المرات التي يمر فيها فوق رؤوس التسجيل دون أن تتآكل طبقة الأكسيد، وهو ما كان سيحدث لولا ذلك في حالة الاستخدام المكثف لملفات التبديل في أنظمة المشاركة الزمنية.

تجلّت متانة وموثوقية شريط DECtape الأساسية عندما تم تغيير تصميم محاور تثبيت بكرات الشريط في أوائل سبعينيات القرن الماضي. استُبدل المحور المعدني الأصلي المصنّع آليًا والمزود بنابض تثبيت بمحور بلاستيكي منخفض التكلفة مكون من قطعة واحدة، مزود بستة أذرع مرنة على شكل نجمة بحر أو زهرة. عندما تم شحن دفعة معيبة من هذه المحاور ذات التصميم الجديد مع محركات أقراص DECtape الجديدة، كانت هذه المحاور ترتخي بمرور الوقت. ونتيجة لذلك، كانت بكرات DECtape تسقط من محركات الأقراص، عادةً عند تدويرها بأقصى سرعة، كما هو الحال في البحث من البداية إلى النهاية. كانت بكرة الشريط تسقط على الأرض وتتدحرج في خط مستقيم أو دائرة، وغالبًا ما تنفك وتتشابك أثناء دورانها. على الرغم من هذا المشهد المزعج، كان المستخدمون اليائسون يفكّون تشابك الشريط بعناية ويعيدون لفه بصعوبة على بكرة الشريط، ثم يعيدون تثبيته على المحور، مع استخدام حشوة ورقية لتثبيت البكرة بإحكام أكبر. كان من الممكن في كثير من الأحيان استعادة البيانات الموجودة على شريط DECtape التالف بالكامل ونسخها إلى شريط آخر، شريطة ألا يكون الشريط الأصلي قد تعرض للثني عدة مرات فقط، وليس للتمدد أو التمزق. أصدرت شركة DEC على الفور أمر تغيير هندسي (ECO) لاستبدال المحاور المعيبة لحل المشكلة. ^{[ 19 ]}

في نهاية المطاف، يبدأ شريط DECtape المُستخدَم بكثرة أو المُعرَّض لسوء الاستخدام في فقدان موثوقيته. عادةً ما يكون نظام التشغيل مُبرمجًا على إعادة محاولة عملية القراءة الفاشلة مرارًا وتكرارًا، والتي غالبًا ما تنجح بعد عدة محاولات. تعلّم مُستخدمو شريط DECtape ذوو الخبرة ملاحظة الحركة المميزة التي تُشبه تلميع الأحذية لشريط DECtape التالف أثناء تمريره ذهابًا وإيابًا بشكل متكرر فوق رؤوس التسجيل، وكانوا يُخرجون الشريط من الخدمة نهائيًا.

قدمت شركة Computer Operations Inc (COI) في بيلتسفيل، ميريلاند، نسخةً مُقلّدةً من DECtape في سبعينيات القرن الماضي. في البداية، عرضت COI محركات أقراص LINC لأجهزة الكمبيوتر المصنعة من قبل شركات Data General و Hewlett-Packard و Varian ، مع إشارة عابرة فقط إلى تشابهها مع DECtape. ^{[ 20 ] [ 21 ]} على الرغم من أن DECtape وLINC قابلان للتبديل المادي، إلا أن تنسيق البيانات الذي استخدمته COI في البداية لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة ذات 16 بت كان مختلفًا عن كلٍ من التنسيق المستخدم في LINC والتنسيق المستخدم في DECtape. ^{[ 22 ]} عندما طرحت شركة COI جهاز LINC Tape II الذي يدعم أجهزة DEC PDP-8 و PDP-11 و Data General Nova و Interdata 7/32 و HP 2100 و Honeywell 316 والعديد من أجهزة الكمبيوتر الأخرى في عام 1974، كان سعر الجهاز 1995 دولارًا أمريكيًا، وتم الإعلان عنه صراحةً بأنه متوافق مع DECtape. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

في عام ١٩٧٤، اتهمت شركة DEC شركة COI بانتهاك براءة اختراع. وردّت COI برفع دعوى قضائية تزعم فيها بطلان براءة اختراع DEC لعدة أسباب، منها أن DEC سوّقت معدات تعتمد على تقنية DECtape لأكثر من عام قبل تقديم طلب براءة الاختراع، وأنها لم تفصح بشكل صحيح عن التقنية السابقة، وأن المطالبات الرئيسية في براءة اختراع DEC كانت متاحة للعموم. وقد حكم مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي ببطلان براءة اختراع DEC في عام ١٩٧٨. ^{[ ١٢ ] [ ٢٦ ]} واستمرت القضية حتى ثمانينيات القرن العشرين. ^{[ ٢٧ ] [ ٢٨ ]}

طُرحت تقنية DECtape II حوالي عام 1978، وتتميز ببنية كتلية مشابهة، ولكنها تستخدم شريطًا أصغر بكثير بعرض 3.8 مم (0.150 بوصة) ^{[ 29 ]} (وهو نفس عرض شريط الكاسيت الصوتي ). يُعبأ الشريط في خرطوشة DC150 مصغرة خاصة مُهيأة مسبقًا ، تتكون من غطاء بلاستيكي شفاف مثبت على لوحة ألومنيوم مُحكمة. أبعاد الخرطوشة هي 60 مم × 81 مم × 13 مم ( 2 + 3/8 × 3 + 3/16 × 1/2 بوصة ) . يحتوي محرك الأقراص TU58 DECtape II على واجهة تسلسلية RS-232 ، مما يسمح باستخدامه مع المنافذ التسلسلية العادية الشائعة جدًا في معالجات Digital الحديثة.       

نظرًا لانخفاض تكلفته، 562 دولارًا أمريكيًا عند الشراء بالجملة ^{[ 30 ]} و1750 دولارًا أمريكيًا عند البيع بالتجزئة ^{[ 31 ]} ، تم تركيب وحدة TU58 في العديد من الأنظمة المختلفة (بما في ذلك VT103 وPDP-11/24 و/44 وVAX-11/730 و/750) كجهاز قياسي من شركة DEC لتوزيع منتجات البرمجيات، ولتحميل برامج التشخيص والبرمجيات الدقيقة . فرض الإصدار الأول من TU58 قيودًا زمنية صارمة للغاية على منافذ UART غير المخزنة مؤقتًا التي كانت تستخدمها شركة Digital آنذاك، ولكن مراجعة لاحقة للبرنامج الثابت خففت من مشاكل التحكم في التدفق. يمكن تشغيل نظام التشغيل RT11 أحادي المستخدم من وحدة TU58، ولكن زمن الوصول البطيء نسبيًا لمحرك الأشرطة يجعل استخدام النظام صعبًا على المستخدم غير الصبور.

على غرار سابقتها DECtape، ومثل أقراص RX01 المرنة الأسرع المستخدمة في VAX-11/780 ، تبلغ سعة خرطوشة DECtape II حوالي 256 كيلوبايت. وعلى عكس وسائط DECtape الأصلية، لا يمكن تهيئة خراطيش DECtape II على محركات الأشرطة المباعة للمستخدمين النهائيين، ويجب شراؤها مهيأة مسبقًا من المصنع.

يُستخدم جهاز TU58 أيضًا مع أجهزة كمبيوتر أخرى، مثل نظام الرؤية الآلية Automatix Autovision ووحدة التحكم الروبوتية AI32. يتوفر برنامج تشغيل TU58 لأجهزة الكمبيوتر الحديثة التي تعمل بنظام DOS . ^{[ 32 ]}

عانت أجهزة TU58s في مراحل الإنتاج الأولى من بعض مشاكل الموثوقية وتبادل البيانات، والتي تم حلها في نهاية المطاف. ومع ذلك، سرعان ما تفوقت التطورات السريعة في تقنية الأقراص المرنة منخفضة التكلفة ، والتي تميزت بميزة السرعة الكامنة، على جهاز DECtape II وجعلته عتيقًا.

• LINC – مواد إضافية حول تاريخ تشغيل LINCtape 

• معلومات عن محرك أقراص الشريط TU56 DECtape
• وثائق DECtape متوفرة على موقع bitsavers.org
• دليل VT103 موجود على موقع bitsavers.org. يصف الملحق أ بروتوكول واجهة TU58.